中国农业科学｜山东省农业科学院作物研究所构建陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库

根据《中华人民共和国种子法》《中华人民共和国植物新品种保护条例》《主要农作物品种审定办法》，申请品种审定和保护的品种应当符合特异性、一致性、稳定性要求。特异性、一致性、稳定性测试（DUS 测试）是品种审定和保护的技术依据，其中，特异性测试是DUS测试的重点和难点。传统的特异性测试需要将申请品种与已知品种库中所有品种进行书面的表型性状数据比较，不能确定与申请品种有明显差异的已知品种，需要作为近似品种与申请品种进行田间种植比较，根据表型性状在品种间是否存在明显差异进行特异性评价。由于表型性状的表达易受环境影响，年度间、地点间品种描述差异大，基于表型性状的传统近似品种筛选方法精准度不高，筛选出的近似品种数量多，导致DUS测试试验质量差、成本高、周期长。

近期，山东省农业科学院作物研究所张晗课题组完成的题为“陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库构建及应用”的研究在《中国农业科学》2025年第58卷22期正式发表。

该研究首先对NY/T 2469—2013中已有和搜集到的棉花SSR引物进行初筛、复筛，确定一批PCR扩增稳定、多态性高、峰图易读的SSR引物，对原技术规程进行修订。其次，利用确定的SSR引物构建棉花DUS测试已知品种DNA指纹数据库。最后，通过表型差异与遗传差异的关系研究确定近似品种筛选的遗传相似度阈值。

经筛选，确定了覆盖陆地棉26条染色体的42对SSR引物，包含原标准中的12个SSR标记。选定的42对引物中有25对引物扩增出2个位点，其中23对引物只有一个位点存在多态性，另外2对引物（NAU1167和HAU1413）的2个位点都具有多态性。44个具有多态性的位点共检测到164个等位变异，每个位点的等位变异数为2—7，多态性信息指数（PIC）变化范围为0.15—0.66。

42对陆地棉SSR引物荧光检测峰图

利用上述42对引物对2 100份棉花样品进行DNA指纹采集，构建我国陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库，数据完整性达98.85%。对648份品种权授权品种、843份审定品种和2 100份陆地棉已知品种的SSR指纹数据进行品种间两两比较，结果显示，陆地棉品种间差异比较大，三类品种间成对遗传相似度集中分布在40.00%—70.00%，均占比90.00%以上。遗传相似度在80.00%以上的品种对数占比分别为0.28%（授权品种）、0.31%（审定品种）和0.31%（已知品种）。基于177份陆地棉品种及其近似品种进行表型差异与遗传差异关系分析，54份棉花申请品种与其近似品种遗传相似度高于90.00%，其中18份申请品种不具备特异性，占33.33%。123份棉花申请品种与其近似品种遗传相似度低于90.00%，这些申请品种与其近似品种均存在明显的表型差异，具备特异性。陆地棉DUS测试中依据该套SSR标记进行近似品种筛选的遗传相似度阈值可设置为90.00%，高于阈值的申请品种与近似品种需要进一步进行田间表型鉴定。

基于SSR标记的261份陆地棉品种聚类图

陆地棉已知品种DNA指纹数据库数据缺失情况统计

综上，本研究对NY/T 2469—2013进行了修订，构建了我国陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库，确定了基于SSR分子标记的遗传相似度90.00%作为棉花DUS测试近似品种筛选的阈值，提高了近似品种筛选的严谨性和精准性。

山东省农业科学院作物研究所张晗研究员和郑永胜为该文共同通讯作者，王丽媛为第一作者。

该研究获得山东省农业科学院农业科技创新工程（CXGC2025C01）、申请保护品种DUS测试及已知品种库维护的资助。

全文链接：

《陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库构建及应用》

文献引用：

王丽媛, 王晖, 王穆穆, 王东建, 李汝玉, 郑永胜, 张晗. 陆地棉DUS测试已知品种DNA指纹数据库构建及应用[J]. 中国农业科学, 2025, 58(22): 4570-4588.

WANG LiYuan, WANG Hui, WANG MuMu, WANG DongJian, LI RuYu, ZHENG YongSheng, ZHANG Han. Construction and Application of DNA Fingerprint Database for Known Varieties in Upland Cotton DUS Testing[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2025, 58(22): 4570-4588.