趙旗峰，黃麗萍，劉曉婷，王 敏，荀志麗，馬小河

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)研究所/果樹(shù)種質(zhì)創(chuàng)制和利用山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西 太原 030031)

葡萄屬于葡萄科(Vitaceae)，葡萄屬(Vitis L.)。大約有70多個(gè)種，主要分布于歐亞、北美和東亞3個(gè)起源中心[1][2]。歐亞種群原產(chǎn)地中海、黑海沿岸和高加索、中亞西亞一帶，僅有1個(gè)歐亞種(V.vinifera)，包含野生亞種(SSP.silvestris Gmel.)以及由野生亞種進(jìn)化而來(lái)的栽培亞種(SSP.sativa d.c.)2個(gè)亞種。目前世界各國(guó)栽培的葡萄絕大多數(shù)屬于本種。東亞種群絕大多數(shù)原產(chǎn)于中國(guó)，近40個(gè)種和變種遍布于我國(guó)24個(gè)省、自治區(qū)、直轄市。北美種群原產(chǎn)北美大西洋沿岸至加拿大東部，近30個(gè)種。目前科研和生產(chǎn)上應(yīng)用的主要有20多個(gè)種。我國(guó)是世界鮮食葡萄生產(chǎn)第一大國(guó)，也是葡萄屬植物的重要原產(chǎn)地之一，種質(zhì)資源豐富，栽培歷史悠久，在資源調(diào)查、收集保存、鑒定評(píng)價(jià)和創(chuàng)新利用研究等方面取得了巨大成就。

1 資源調(diào)查和收集保存

我國(guó)野生葡萄資源豐富，栽培品種相對(duì)匱乏，為了摸清家底，加強(qiáng)野生資源保護(hù)，國(guó)家先后于1956-1957年、1979-1983年、2015-2020年3次組織開(kāi)展了全國(guó)農(nóng)作物種質(zhì)資源普查與收集工作[3]，挽救了大批珍稀瀕危的野生、地方種質(zhì)資源。

在品種的引進(jìn)方面，為了滿(mǎn)足科研和生產(chǎn)上的需求，全國(guó)各研究單位、大學(xué)或企業(yè)先后以不同方式從世界多個(gè)國(guó)家引入各種品種。主要可分為4個(gè)時(shí)期：1956-1966年，以前蘇聯(lián)和東歐各國(guó)為主；1968-1978年，以美國(guó)、日本、東歐和西歐為主；1979-2000年，鮮食品種以日本、美國(guó)的為主，釀酒葡萄品種以法國(guó)、意大利為主；2000年以后仍然以美國(guó)、日本、歐洲為主[4]。在對(duì)內(nèi)加強(qiáng)收集、對(duì)外引進(jìn)的共同作用下，使我國(guó)葡萄種質(zhì)資源更加豐富，各葡萄研究單位、大學(xué)、企業(yè)等共保存的葡萄種質(zhì)資源達(dá)3 600余份。

我國(guó)葡萄種質(zhì)資源保存方式以田間保存為主，主要保存于河南鄭州國(guó)家葡萄種質(zhì)資源圃、山西太谷國(guó)家葡萄種質(zhì)資源圃、吉林左家山國(guó)家山葡萄種質(zhì)資源圃等。各圃嚴(yán)格按照《國(guó)家作物種質(zhì)資源管理辦法和管理細(xì)則》和《農(nóng)作物種質(zhì)資源保存技術(shù)規(guī)程》進(jìn)行管理，確保資源的安全保存和高效利用[4][5]。

2 國(guó)家葡萄種質(zhì)資源圃建立

建立國(guó)家級(jí)的葡萄種質(zhì)資源圃是我國(guó)實(shí)施葡萄種質(zhì)資源保護(hù)、種質(zhì)創(chuàng)新和共享利用的國(guó)家戰(zhàn)略，對(duì)我國(guó)葡萄產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展意義非凡。1978-1985年，全國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要把加強(qiáng)品種收集、鑒定、保存和利用的研究作為了重點(diǎn)研究項(xiàng)目[1][4]，1980年之后國(guó)家開(kāi)始對(duì)果樹(shù)種質(zhì)資源圃進(jìn)行了物資和資金的支持，1987年農(nóng)業(yè)部制定了‘關(guān)于國(guó)家果樹(shù)種質(zhì)資源圃建設(shè)管理意見(jiàn)’，1989年鄭州葡萄圃、太谷葡萄圃通過(guò)了農(nóng)業(yè)部科技司組織的專(zhuān)家驗(yàn)收，正式掛牌為國(guó)家葡萄種質(zhì)資源圃，均為綜合型資源圃。1998年吉林左家山葡萄圃通過(guò)驗(yàn)收正式掛牌，成為保存原產(chǎn)東北的、珍貴的抗寒資源山葡萄的國(guó)家圃[4-6]。至此我國(guó)確定了3個(gè)國(guó)家葡萄種質(zhì)資源圃。

3 資源的鑒定評(píng)價(jià)

3.1 鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)越來(lái)越規(guī)范

種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)是資源研究和高效利用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。為了保障種質(zhì)資源表型性狀鑒定評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和穩(wěn)定，我國(guó)先后6次制定完善鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程。1963年參照前蘇聯(lián)的相關(guān)資料，北京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位制定了“葡萄品種觀察記載項(xiàng)目、標(biāo)準(zhǔn)和方法(草案)”，對(duì)我國(guó)當(dāng)時(shí)葡萄品種的研究起到重要的指導(dǎo)意義；1987年鄭州果樹(shù)所參考國(guó)際相關(guān)文件，制定了‘葡萄種質(zhì)資源描述符’[4][6]；2006年出版了《葡萄種質(zhì)資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)》[7]。最終確定了163個(gè)葡萄種質(zhì)資源性狀的描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)；2007年制定了《農(nóng)作物種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程-葡萄》；2011年制定了《優(yōu)質(zhì)葡萄種質(zhì)資源鑒定技術(shù)規(guī)程》；2014年制定了《植物新品種特異性、一致性和穩(wěn)定性測(cè)試指南-葡萄》；2016年制定了《植物種質(zhì)資源描述符》等農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；為進(jìn)一步規(guī)范了種質(zhì)資源的鑒定評(píng)價(jià)和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 表型農(nóng)藝性狀鑒定日趨全面

農(nóng)藝性狀是一個(gè)品種最直觀的性狀，對(duì)農(nóng)藝性狀的鑒定評(píng)價(jià)，可以為科研和生產(chǎn)提供最直接、最基礎(chǔ)的理論支撐。楊鑫[8]等對(duì)342個(gè)葡萄品種的成熟葉片采用度量性狀與非度量性狀相結(jié)合的方法進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查；王紹祖等[9]對(duì)1067份葡萄種質(zhì)的果粒整齊度進(jìn)行了田間調(diào)查；魯雅楠等[10]將234份葡萄種質(zhì)資源的果穗穗形細(xì)分為5種，這一研究豐富了葡萄品種資源評(píng)價(jià)內(nèi)容；許瀛之等[11]對(duì)205份葡萄種質(zhì)資源的花序特點(diǎn)進(jìn)行了調(diào)查分析。王鵬等[12-13]對(duì)4個(gè)種群的600份葡萄種質(zhì)資源的耐拉力和耐壓力特性進(jìn)行了鑒定評(píng)價(jià),對(duì)其果柄耐拉力和果實(shí)耐壓力按具體數(shù)值范圍劃分了不同的等級(jí)；張培安等[14]對(duì)820份葡萄種質(zhì)材料，按不同類(lèi)型、種(species)和用途的葡萄果形特點(diǎn)、不同果形單果質(zhì)量的分布、以及質(zhì)量與其縱徑和橫徑的相關(guān)性、不同年代選育不同果形的數(shù)量等進(jìn)行了分析；左倩倩等[15]對(duì)126個(gè)葡萄品種成熟期的果實(shí)性狀以及74個(gè)品種果洞褐化情況進(jìn)行分析；王旭旭等[16]對(duì)252個(gè)鮮食葡萄品種(111個(gè)歐美雜種,141個(gè)歐亞種)通過(guò)清水浸泡試驗(yàn),了解比較了其裂果情況；譚偉等[17]對(duì)68個(gè)無(wú)核葡萄品種果穗和果粒的平均質(zhì)量、果皮顏色果實(shí)可溶性固形物等重要品質(zhì)性狀進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析；馬小河等[18]對(duì)114份鮮食有核葡萄品種的果實(shí)主要數(shù)量性狀進(jìn)行了分析研究，為葡萄種質(zhì)資源果實(shí)性狀的描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的建立提供了參考；劉鑫銘等[19]對(duì)562份栽培品種葉片性狀進(jìn)行了調(diào)查,分析了葡萄資源葉片表型性狀的多樣性。這些研究為我國(guó)的葡萄種質(zhì)創(chuàng)新、優(yōu)異種質(zhì)資源的篩選以及栽培管理提供了參考依據(jù)。

3.3 葡萄抗性鑒定評(píng)價(jià)

葡萄的抗寒性和抗病性是我國(guó)葡萄生產(chǎn)上最主要的兩個(gè)性狀，在一定程度上影響著葡萄的栽培地域、栽培模式及果品的產(chǎn)量和質(zhì)量等。因此對(duì)葡萄的抗寒性和抗病性進(jìn)行評(píng)價(jià)是我國(guó)葡萄種質(zhì)資源研究的重要內(nèi)容。

賀普超等[20]對(duì)原產(chǎn)我國(guó)的10個(gè)野生種葡萄進(jìn)行了抗寒性研究；張文娥等[21]利用隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)了12個(gè)種45份葡萄屬種質(zhì)資源的抗寒性；結(jié)果均表明山葡萄的抗寒性最強(qiáng)。在分子水平上，劉鎮(zhèn)東[22]對(duì)葡萄抗寒性進(jìn)行了初步的QTL定位，張劍俠等[23]以83份葡萄種質(zhì)及3個(gè)雜交組合的F1代122株為試材,進(jìn)行了中國(guó)野生葡萄抗寒基因RAPD標(biāo)記的研究，對(duì)葡萄抗寒育種早期進(jìn)行分子標(biāo)記輔助性選擇；柴風(fēng)梅[24]等通過(guò)研究葡萄抗寒性遺傳規(guī)律,利用遺傳圖譜進(jìn)行抗寒性QTL位點(diǎn)掃描并結(jié)合不同抗寒性葡萄的轉(zhuǎn)錄分析,挖掘了控制葡萄抗寒性的候選基因。

在抗病性方面，王躍進(jìn)[25]、王國(guó)英[26]等對(duì)葡萄抗病性的方法進(jìn)行了研究；李曉紅[27-28]、劉新秀[29]、趙惠西[30]、趙雨[31]等對(duì)葡萄霜霉病進(jìn)行了抗病性鑒定及評(píng)價(jià)；張穎[32]、李峰[33]、劉麗婷[34]、蘇凱[35]等對(duì)葡萄白腐病進(jìn)行了抗性調(diào)查、鑒定評(píng)價(jià)及機(jī)制研究。趙青等[36]對(duì)葡萄資源進(jìn)行了根瘤蚜抗性差異的研究。這些研究為篩選出抗病性強(qiáng)的優(yōu)良品種和優(yōu)異種質(zhì)資源直接用于生產(chǎn)或作為改良品種的原始材料具有十分重要的意義。

3.4 分子標(biāo)記與重要性狀基因型鑒定

通過(guò)SSR、ISSR、SRAP等分子標(biāo)記技術(shù)的應(yīng)用，極大的促進(jìn)了親緣關(guān)系[37]、指紋圖譜構(gòu)建[38]、品種鑒別[39-40]、核心種質(zhì)資源構(gòu)建[41-42]及遺傳多樣性[43-44]等方面研究工作，為我國(guó)葡萄起源研究、遺傳圖譜構(gòu)建、雜交后代鑒定、種質(zhì)資源保護(hù)、分子遺傳育種、優(yōu)異資源直接利用等多個(gè)研究領(lǐng)域提供了重要支撐。

分子標(biāo)記技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用同樣促進(jìn)了重要性狀的基因定位研究及基因組關(guān)聯(lián)分析。葡萄性狀多為數(shù)量性狀遺傳，目前許多研究人員對(duì)葡萄果實(shí)質(zhì)地[45]、香氣[46]、種子[47]、顏色[48]及抗病性[49]、采后[50]等相關(guān)性狀的基因進(jìn)行了QTL定位及關(guān)聯(lián)分析研究，使表型性狀和基因型有機(jī)結(jié)合，極大地促進(jìn)了葡萄資源的精準(zhǔn)鑒定，同時(shí)為優(yōu)異種質(zhì)資源挖掘和加速育種進(jìn)程提供了技術(shù)支撐。

4 葡萄種質(zhì)創(chuàng)新與利用

我國(guó)從20世紀(jì)50年代就開(kāi)始了鮮食葡萄品種的選育工作，利用現(xiàn)有的資源，各科研單位先后培育出了許多品質(zhì)優(yōu)異的新品種。中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹(shù)研究所選育出‘鄭艷無(wú)核’‘夏至紅’等系列新品種；中科院植物研究所選育出‘京早晶’‘京秀’等系列新品種；山西農(nóng)業(yè)大學(xué)果樹(shù)研究所選育出‘早黑寶’‘無(wú)核翠寶’等系列新品種；北京林業(yè)果樹(shù)研究所選育出‘愛(ài)神玫瑰’‘瑞都早紅’等系列新品種；河北昌黎果樹(shù)研究所選育出‘春光’‘蜜光’等系列新品種；沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)選育出‘沈農(nóng)碩豐’‘沈農(nóng)香豐’等系列新品種；上海農(nóng)科院園藝研究所選育出‘申寶’‘滬培’等系列品種；我國(guó)鮮食葡萄的選育取得了不凡的成績(jī)。釀酒葡萄也先后選育出40余個(gè)品種。我國(guó)砧木品種的選育起步較晚，但也培育出一批適合我國(guó)栽種的砧木新品種。例如，上海市園藝研究所培育的‘華佳8號(hào)’，中國(guó)農(nóng)科院鄭州果樹(shù)所選育的多抗品種‘抗砧3號(hào)’‘鄭寒1號(hào)’等，以及西北農(nóng)林科技大學(xué)選育的‘凌砧1號(hào)’等新品種。

5 存在的問(wèn)題與展望

5.1 存在的問(wèn)題

種質(zhì)創(chuàng)新技術(shù)落后，新品種選育手段單一。選育仍然以常規(guī)雜交育種、營(yíng)養(yǎng)系選種、芽變選種等傳統(tǒng)方法為主，雖然胚挽救技術(shù)及其他生物技術(shù)育種手段也得到廣泛應(yīng)用，但與歐美、日本等發(fā)達(dá)地區(qū)相比仍存在較大的差距。在鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)手段方面還僅限于主要表型性狀的鑒定評(píng)價(jià)，重要性狀的基因型水平挖掘深度不夠。種質(zhì)資源表型精準(zhǔn)鑒定和全基因組水平基因型鑒定以及新基因發(fā)掘不夠，難以滿(mǎn)足品種選育對(duì)優(yōu)特異新種質(zhì)和新基因的需求，資源優(yōu)勢(shì)難以轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。

5.2 展望

5.2.1 加大種質(zhì)資源的收集

加強(qiáng)種質(zhì)資源的收集，尤其是來(lái)源于國(guó)內(nèi)本土的不同近緣野生種質(zhì)資源，在最大程度上拓寬現(xiàn)有葡萄資源的遺傳背景，為適應(yīng)不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)良新品種選育提供材料基礎(chǔ)。

5.2.2 加快種質(zhì)創(chuàng)新技術(shù)研發(fā)

基于傳統(tǒng)技術(shù)手段和葡萄生物學(xué)特性的育種技術(shù)創(chuàng)新。利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)，結(jié)合葡萄基因組平臺(tái)，明確育種目標(biāo)，開(kāi)展多元化靶向育種，提高育種效率，加速育種進(jìn)程。進(jìn)一步加強(qiáng)葡萄胚挽救技術(shù)，并建立一套行之有效的培養(yǎng)技術(shù)體系。

5.2.3 加快推進(jìn)種質(zhì)資源的精準(zhǔn)鑒定

加強(qiáng)種質(zhì)資源鑒定評(píng)價(jià)技術(shù)研發(fā)，開(kāi)展重要性狀的基因型水平挖掘。開(kāi)展多年、多點(diǎn)種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定；開(kāi)展全基因組水平基因型鑒定以及新基因發(fā)掘等工作；篩選優(yōu)異種質(zhì)資源，為新品種選育和生產(chǎn)上應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5.2.4 提高葡萄種質(zhì)資源的共享利用

系統(tǒng)開(kāi)展資源整合，堅(jiān)持“保用結(jié)合”，在種質(zhì)資源安全保存的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)種質(zhì)資源共享利用信息化平臺(tái)建設(shè)，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，鑒定評(píng)價(jià)、宣傳和展示種質(zhì)資源；促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合，最大化的為科研、教學(xué)、生產(chǎn)服務(wù)，提高共享利用效率。