陈玉冲 蒋显斌
(1 广西农业科学院,南宁 530007;2 广西农业科学院水稻研究所/广西水稻遗传育种重点实验室,南宁 530007)
我国是世界主粮作物水稻的起源地。悠久的水稻栽培历史,为我国积累了丰富的品种资源[1]。早在公元前五至三世纪战国时代[2]的《管子》中,就已经出现关于水稻品种概念的文字记载[3],记载了黑鹅等10 个稻谷品种[4]。从古至今,一代又一代的中国人民不辞劳苦,坚持不懈地进行水稻品种改良,为我国的稻米生产和粮食安全提供了最根本的保障。
在我国稻谷品种的不断进化过程中,发展出了象形、会意、假借、米质、色泽、熟期、节令、抗逆、地名、政治术语、编号数字、杂交组合、组合加数字、远缘杂交、不育系配制等[4]多种命名方式。而国外则一般以育种机构名称首字母缩写(IR8)、地名或地名缩写(密阳12)、两亲本名称结合(Nortai)、品种特性(早光)、育种家名字(龟治)以及寄托育种家美好心愿(越光)[5]等方法[6]对水稻品种进行命名。我国专家对各种命名原则进行了总结归纳,认为品种命名应遵循稳定不变、特色鲜明、短而简单等[7]几个原则,有的专家指出品种名称不应太长[1],以三、四个字为宜[4],不要超过五个[8]。当然,其中有的是半个世纪前的看法,时至今日是否仍然适用,有待商榷。
研究农作物品种命名,可以了解种质资源多样性,弄清品种的发展演变过程,并且新品种也可借鉴前人通过长期实践形成的品种命名惯例[1],取一个理想的品种名称。1997 年3 月20 日,国务院发布了《中华人民共和国植物新品种保护条例》。1999年6 月16 日,农业发布了第一批农业植物新品种保护名录,也是从这一年开始有水稻品种进行了植物新品种保护申请。之后,农业部发布了自2012 年4月15 日施行的《农业植物品种命名规定》,对申请植物新品种保护、农作物品种审定和转基因生物安全评价的农业植物品种的命名进行了规范[9]。
为更科学、系统地认识我国水稻品种的命名情况,对近20 年来(1999-2018 年)通过品种审定或获得植物新品种保护授权的水稻品种命名的用字和长度进行了统计与分析,研究结果可为育种家今后更好地进行水稻品种命名提供重要参考。
1.1 资料来源 通过审定的水稻品种名称主要来源于国家水稻数据中心的中国水稻品种及其系谱数据 库(http://www.ricedata.cn/variety/index.htm),并根据各地种子管理局(总站、站)、种子协会官网发布的品种审定信息做了部分补充,统计分析了1999-2018 年通过国家审定和各省、市、自治区审定的水稻品种共计9610 个。获得植物新品种保护授权的水稻品种名称主要来源于农业农村部科技发展中心官网的农业植物新品种权数据库(http://www.nybkjfzzx.cn/p_pzbh/pzbh.aspx),并删除了重复项和一些错误项,以及依据国家水稻数据中心的记录做了部分补充,统计分析了数据库内1999-2018 年申请并获得品种权授权的水稻品种共计3518 个。以上数据均不包括港、澳、台地区,更新至2019 年4 月初。
1.2 统计分析方法 高频字表中的品种中出现率(%)指个体字符在水稻品种名称中出现的次数与选定水稻品种个数之比,用公式表示为:字频分布图中的字频是指个体字符在水稻品种名称中出现的次数与选定水稻品种名称总字次之比。用公式表示为:,并按频率由高到低进行排序。品种名称长度为该品种命名时所用的全部字符数。
2.1 水稻品种名称常用字分析 在水稻品种命名中,通过审定和获得授权的品种最常用的3 个汉字分别为“优、号、两”和“优、号、恢”,最常用的3 个阿拉伯数字是“1、2、8”。从0~9 的10 个阿拉伯数字全部都是水稻品种命名时出现率排名在前20 的用字,其中数字“1”在通过审定和授权品种中的出现率分别为44.3%和42.8%。汉字“优”出现在通过审定水稻品种中的比率为60.7%,在授权品种中为25.4%(表1)。除了数字外,审定品种名称常用字符有“优、号、两、粳、稻、香、丰、占、华、中、金、Ⅱ、农、A、吉、糯、龙、天、博、隆”;获得品种权的品种中,除了数字外的常用字符有“优、号、恢、A、粳、两、S、R、稻、香、丰、华、中、龙、占、金、农、D、-、Ⅱ”。
在常规稻品种命名中,通过审定的籼稻和粳稻品种的最常用汉字和数字都分别是“号”和“1”;获授权的籼稻品种最常用字则是“1”和“恢”,粳稻品种为“1”和“号”(表1)。
表1 不同类型水稻品种名称用字的高频字表
在不育系命名中,不论是品种审定数据库还是植物新品种保护数据库,籼型不育系和粳型不育系名称中出现率最高的字毋庸置疑都是用来表示三系不育系的“A”,在审定不育系中的出现率籼型为66.3%,粳型为77.3%,在获授权籼型不育系中的出现率为61.7%,粳型为78.3%。籼型不育系中出现的高频字还有用来表示两系不育系的“S”。在各不育系数据库中都频频出现的还有数字“1”,其他数字也基本都是高频字,但出现率要比数字“1”低得多,尤其是数字“4”和“7”(表1)。
在杂交稻品种的命名中,除了粳型两系杂交稻是数字“1”外,通过品种审定的杂交稻品种名称中的最常用字均为用来表示杂种优势利用的“优”字,出现率分别为籼型三系杂交稻93.5%、粳型三系杂交稻88.3%、籼型两系杂交稻94.6%、籼粳交三系杂交稻100%(表1)。对通过品种审定的三系杂交水稻品种名称按各审定年份进一步分析发现,名称中含“优”字的品种占当年该类型审定品种数的比例在不同年份间差异较大。其中,籼型三系杂交稻最高100%,最低80.5%,年份平均值为94.2%;粳型三系杂交稻最高100%,最低63.6%,年份平均值为89%(图1)。换言之,在2004-2008 年,有12%~19.5%的籼型三系杂交稻品种命名不用“优”字;在2001-2004 年、2006 年、2009-2012 年,有13%~36.4%的粳型三系杂交稻品种命名不用“优”字。2013 年后,粳型三系杂交稻品种名称100%带有“优”字,籼型三系杂交稻品种带有“优”字的也稳定在97.6%~100%之间。
图1 三系杂交水稻品种名称中含“优”字的品种占比
获得品种权的杂交稻品种名称中的最常用字,在籼型三系杂交稻、粳型三系杂交稻、籼型两系杂交稻等3 个类型中也是“优”字,出现率分别为87.5%、89.8%和94.5%,粳型两系杂交稻品种的是“2”和“粳”,籼粳交三系杂交稻的是“1”和“4”。籼粳交杂交稻品种的选育单位主要在浙江,地域集中,所以除了数字外,表示地名的简称出现频率也较高(表1)。
通过审定的水稻品种,在不同年份区间(1999-2003 年、2004-2008 年、2009-2013 年、2014-2018 年),汉字“优”和数字“1”一直都稳定地占据着审定品种命名用字的第1 位和第2 位。“号”字的排名则在这些年间一路下滑,从1999-2003 年和2004-2008 年的第3 位和第4 位,下降到了2009-2013 年的第9 位,到2014-2018 年已经是第12 位。数字“2”的排名在第4、3、4、5 位间,变动不太大;数字“8”则在这些年间一路往上走,从第5 位、第4位,到近10 年的第3 位;数字“6”上升速度更快,从第12 位到第8 位、第6 位,到2014-2018 年已经是第4 位;数字“7”在1999-2003 年排在第8 位,之后都在10 名以外;数字“4”则一直没有上过前10 名。“粳”字稳定在第13~15 位之间;同样比较稳定的还有“稻”字,从开始的第14 位,后面一直稳定在第16位;“香”字则在第18、14、17、19位间波动;汉字“两”的排名在这些年间则一直上升,从第17、13、12 位到第7 位,成为使用率仅次于“优”字的汉字(表2)。
获得授权的水稻品种,在不同年份间的品种命 名 用字第1 位都是 数 字“1”。第2~5 位 则从1999-2003 年 的“优、2、9、0”到“2、优、8、0”,之后稳定为“2、8、0、优”。数字“4”虽然一直在高频字表(前20 位)中,但也一直没有上过前10位。“两”字的排名从第25 位到第20、18、14位,走势和品种审定的一样,一直往上走;“香”字从 第15、16 位,到 第23、21 位;“A”连 续2 次从第12 位到第15 位,再到第18 位;“S”则从第18、21 位稳定到第16 位;在不同年份间一直出现在高频字表的,除数字和上述字外,还有“恢、号、粳、R”(表2)。
2.2 水稻品种名称字频分布 总的来看,通过品种审定和获得品种权的水稻品种名称的字频分布曲线重合度较高,但审定品种的在低字频部分的延伸更长,意味着两者在品种共性的或大数量系列品种用字的高字频排序上具有较大相似性(并不是某具体字),而在表示品种个性的极低字频部分审定品种命名用字数量要比授权品种多(图2a)。在常规稻命名中,粳型常规稻的品种审定和品种权字频排序曲线在高字频排序部分重合度较高(图2d),而籼型常规稻在排序为前50 的高、中字频部分的分布有着较大差异(图2c)。在籼型杂交稻品种和亲本中,无论是不育系、三系杂交稻还是两系杂交稻,审定和品种权曲线均有着较高重合,三系(图2g)和两系(图2i)杂交稻的审定品种的低字频排序延伸更长,不育系(图2e)则是品种权的更长;粳型三系杂交稻(图2h)的分布规律与籼型三系杂交稻(图2g)的类似,但分布形状与籼型的差异较大;而籼粳交三系杂交稻(图2b)、粳型两系杂交稻(图2j)的分布曲线很不平滑,可能由于统计样本量较小。在不同年份间,品种审定和品种权的字频排序曲线都在高、中字频部分有较大重合,而且字频拐点都发生在字频排序位次25 位之前,但在低字频排序上审定品种在各年份都有着更长的延伸(图3)。
表2 不同年份间水稻品种名称用字的高频字
2.3 水稻品种名称长度分析 总体来看,无论是审定品种还是授权品种,水稻品种名称最短的是2 个字,大部分是5 个字,分别占了40.2%和38.4%;审定品种中有25.4%和22.3%的名称长度为6 和4,最长的为9;授权品种中名称长度为6 和4 的分别占了18.0%和28.2%,最长为10(图4A)。
审定的常规稻品种名称长度(图4C、D)占比最多的前3 位,籼型为4、5、3,粳型为5、4、6;授权的前3 位籼型和粳型均为5、4、6,籼型最长为8,粳型最长10。
审定的不育系名称长度(图4E、F)占比最多的前3 位,籼型为3、4、5,粳型为5、4、6;授权的前3 位籼型为4、3、5,粳型为4、5、3。
审定的杂交稻品种名称长度(图4G、H、I、J),籼型三系占比前3 位是5、6、4,籼型两系6、5、7,粳型的三系和两系都是5、4、6;获得植物新品种保护授权的籼型三系杂交稻品种名称长度占比最多的是5,籼型两系杂交稻为6,粳型三系为4,籼粳交三系杂交稻的审定和授权最多的都是名称长度为6的品种(图4B)。
不同年份间的审定品种名称长度占比前3 位,1999-2003 年和2004-2008 年的都是5、4、6,到2009-2013 年和2014-2018 年变为5、6、4,其中长度为6 的占比一路上升,从16.4%、19.3%、27.9%到近5 年升至32.3%;而授权品种名称长度占比前3 位在不同年份间则一直都是5、4、6(图5)。
图2 不同类型水稻品种名称的字频分布
图3 不同年份间水稻品种名称的字频分布
农作物品种名称与育种者、种子企业及农户利益相关,是农业生产和农业科研中非常重要的信息[10]。王文艳等[11]对外来引进葡萄品种的命名方式和标准进行了统计分析,慕茜等[12]对苹果、葡萄、香蕉等20 种果树的命名方式进行了统计分析,这些研究结果对我国果树育种、生产及科研有重要参考价值。但不同作物的命名规则有着很大不同,水稻品种的命名规则也有其特点。2005 年5 月召开的第一届国家农作物品种审定委员会稻专业委员会第四次会议,对个别品种命名不规范问题进行了分析,并提出了规范水稻品种命名的具体意见[13]。会议指出,我国的水稻品种命名基于历史沿革已经形成一套被育种者、种子管理部门、种子企业和稻农所熟知的约定俗成的命名规则,建议继续遵循现有规则[13]。在这套规则中,常规稻命名方法可依据亲本来源、地域和品种类型等;杂交稻命名依据其不育系和恢复系[13],如三系杂交稻汕优63 表示其不育系和恢复系分别为珍汕97A 和明恢63,两系杂交稻两优培九表示其不育系和恢复系分别为培矮64S 和93-11。本研究结果发现,大部分水稻品种的命名遵循原来约定俗成的规则,但并非全部,仍有少数例外,如笔者对三系杂交稻进行分析后发现在部分年份,“另辟蹊径”进行命名的粳型三系杂交稻品种比例高达36.4%,籼型三系杂交稻高达19.5%。2013 年后,品种命名“例外”情况大幅度降低,这可能与农业部发布了《农业植物品种命名规定》有关,水稻品种的命名规则在业内同行间得到了进一步统一。而在品种名称长度上,本研究结果发现,1999-2018 年这20 年育成并通过品种审定或申请植物新品种保护并获得品种权的水稻品种,在品种名称长度上有相当部分都超过了5,以前提出的观点已与客观现实有了较大差距。
我国育种家在水稻育种上取得了一项又一项划时代的重要进展。黄耀祥先生在20 世纪50 年代以广西容县的矮仔占为矮源育成的广场矮系列矮秆品种,与IRRI 的IR8 一起引发了水稻第一次绿色革命[3]。1964 年,袁隆平先生开启了中国的杂交水稻育种研究;1973 年,籼型杂交水稻三系配套成功[14]。颜龙安院士利用“野败”育成了珍汕97A,谢华安院士育成恢复系明恢63,并与不育系珍汕97A配组育成汕优63,累积推广面积6287.7 万hm2[3]。1973 年,石明松育成首个粳稻光温敏不育系农垦58S[14],之后湖南杂交水稻研究中心的罗孝和等人育成籼型光温敏不育系培矮64S,江苏里下河地区农科所育成籼型常规稻扬稻6 号(93-11),江苏省农业科学院粮食作物研究所配组育成籼型两系杂交水稻两优培九,并于2002 年取代霸主汕优63 成为年度推广面积最大的杂交稻品种,并且之后第1 名的位置都是两系杂交水稻[14]。两系杂交水稻的发展势头强劲,两系杂交水稻品种的数量逐年增加。本研究结果发现,在不同年份区间(1999-2003 年、2004-2008 年、2009-2013 年、2014-2018 年),汉字“两”的审定品种命名用字排名在这些年间一直上升,从第17、13、12 位到第7 位,成为使用率仅次于“优”字的汉字,这与杂交水稻和两系杂交水稻的发展动态相符。
图4 不同类型水稻品种名称的长度分布
图5 不同年份间水稻品种名称的长度分布
中国科学家成功克隆了大量有重要价值的基因,解析了一批功能基因的分子机制,中国的水稻基础研究已经处于国际领先水平[3]。我们可以看到,杂交育种等传统育种方法与分子标记辅助选择育种、基因组育种、转基因育种和基因编辑育种等现代育种技术结合,必将加速水稻基础研究的成果向育种应用的转化,使中国水稻育种如虎添翼,继续领跑世界。