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來源 丨 國家葡萄葡萄酒產(chǎn)業(yè)網(wǎng) 種質(zhì)資源收集與評(píng)價(jià)崗位 姜建福 樊秀彩 張穎 孫磊 劉崇懷

冬季溫度低易導(dǎo)致葡萄組織器官損傷，直接影響翌年的生長和產(chǎn)量，尤其是在我國的北方產(chǎn)區(qū)，冬季葡萄需要埋土防寒，不但增加勞動(dòng)成本，還會(huì)因出土造成樹體二次損傷，嚴(yán)重時(shí)甚至整株死亡，低溫已成為制約我國葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素之一。篩選和培育抗寒品種是解決該問題經(jīng)濟(jì)有效的途徑之一。目前國內(nèi)外有關(guān)葡萄抗寒性的研究多采用電導(dǎo)率法與差熱分析法。本研究以中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所國家葡萄種質(zhì)資源圃（鄭州）中保存的129份代表性葡萄屬種質(zhì)為研究對(duì)象，通過采用差熱分析法，利用高低溫交變冰箱進(jìn)行低溫處理得出低溫半致死溫度，通過隸屬函數(shù)法對(duì)其抗寒性進(jìn)行分級(jí)，進(jìn)一步分析不同葡萄種群、不同用途葡萄的抗寒性差異，篩選抗寒種質(zhì)資源。研究結(jié)果為葡萄抗寒品種的選育與機(jī)理研究提供科學(xué)支撐。

129份試驗(yàn)材料取自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭州果樹研究所國家葡萄種質(zhì)資源圃（鄭州），包括歐亞種72份，歐美雜種39份，種間雜種18份。落葉后，在每份種質(zhì)選取3株，每株選取長勢一致的枝條2枝，要求長約40cm、直徑約0.8cm、無病蟲害，每株為1次重復(fù)，重復(fù)3次。枝條帶回地窖沙藏備用。將采集的葡萄枝條用自來水反復(fù)沖洗去泥沙、雜質(zhì)，擦干表面多余水分，避開芽眼剪成2-3cm的枝段，確保樣品處理的一致性和可比性。然后將其平鋪放置入抗寒儀電熱模塊中，使用高低溫交變冰箱進(jìn)行低溫處理，降溫程序如表1。

采用隸屬函數(shù)法綜合各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行抗寒性評(píng)價(jià)。按照隸屬度(Subordinate level，SL)將抗寒性分為5級(jí)：0.70~1.00為極強(qiáng) (Extremely strong，ES)，1級(jí)；0.60~0.69為強(qiáng)(Strong，S) ，2級(jí)；0.40~0.59為中(Medium，M)，3級(jí)；0.30~0.39為弱(Weak，W)，4級(jí)；0~0.29為極弱(Extremely weak，EW)，5級(jí)。

采用差熱分析法，使用高低溫交變冰箱進(jìn)行低溫處理，溫度傳感器記錄電熱模塊中的溫度變化，并將其轉(zhuǎn)換成電壓（mV）形式輸出，數(shù)據(jù)采集器實(shí)時(shí)檢測環(huán)境溫度及對(duì)應(yīng)電壓值，最終數(shù)據(jù)以Excel格式輸出，繪制電壓-溫度折線圖觀察電壓峰值所對(duì)應(yīng)的溫度，此溫度即為組織受損細(xì)胞放熱時(shí)的環(huán)境溫度。

129份葡萄的抗寒性參數(shù)低溫半致死溫度分布范圍在-20.4℃~-34.9℃之間。采用隸屬函數(shù)法，根據(jù)公式計(jì)算出隸屬函數(shù)值，利用origin 22.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)分布檢測，最高峰值中心為-31.6℃，試驗(yàn)材料抗寒溫度峰值集中在-31℃~-30℃，在該溫度區(qū)間的試驗(yàn)材料有22份，半數(shù)試驗(yàn)材料抗寒溫度高于-28℃，集中在-29℃~-23℃，在該溫度區(qū)間有58份（圖1）。結(jié)果表明，抗寒性性狀呈連續(xù)分布，基本符合正態(tài)分布，說明葡萄抗寒性可能為多基因控制的數(shù)量性狀。

利用Origin22.0軟件進(jìn)行聚類分析，將129份葡萄品種分為5類（圖2），其中第Ⅰ類有28份種質(zhì)，包含21份歐亞種，6份歐美雜種，1份種間雜種；第Ⅱ類有23份種質(zhì)，包含19份歐亞種，5份為歐美雜種；第Ⅲ類有23份種質(zhì)，包含15份歐亞種，6份歐美雜種，2份種間雜種；第Ⅳ類有34份種質(zhì)，包含18份歐亞種，10份歐美雜種，6份種間雜種；第Ⅴ類有21份種質(zhì)，包含12份歐美雜種，9份種間雜種。整體上歐亞種絕大多分布在第Ⅰ類、第Ⅱ類和第Ⅲ類，歐美雜種以及種間雜種大多分布在第Ⅳ類和第Ⅴ類。進(jìn)一步分析表明，大致符合表2隸屬函數(shù)法的分類結(jié)果，抗寒性強(qiáng)（S）和極強(qiáng)（ES）種質(zhì)分布在第Ⅳ類和第Ⅴ類。歐亞種、歐美雜種、種間雜種分布有一定差異，種群的不同對(duì)葡萄抗寒性有一定的影響，結(jié)合表2表明，129份葡萄種質(zhì)資源中，兩種分類標(biāo)準(zhǔn)在高抗區(qū)間（第Ⅴ類）有28份種質(zhì)資源重疊，該28份種質(zhì)資源抗寒性較強(qiáng)。

歐亞種、歐美雜種和種間雜種的低溫半致死溫度有差異（圖3），其中歐亞種的低溫半致死溫度平均值-27.0℃，歐美雜種的低溫半致死溫度平均值-31.1℃。結(jié)合圖4表明，歐亞種內(nèi)各抗寒性級(jí)別所占比例：22.2%極弱（EW）、18.1%弱（W）、34.7%中（M)、16.7%強(qiáng)（S）和8.3%極強(qiáng)（ES）；歐美雜種內(nèi)各抗寒性級(jí)別所占比例：12.8%極弱（EW）、7.7%弱（W）、20.5%中抗（M)、7.7%強(qiáng)（S）和51.3%極強(qiáng)（ES）；種間雜種內(nèi)各抗寒性級(jí)別所占比例：5.6%極弱（EW）、0%弱（W）、11.1%中（M)、16.7%強(qiáng)（S）和66.7%極強(qiáng)（ES），表明歐亞種、歐美雜種、種間雜種的抗寒性差異較大，三類葡萄的抗寒性由強(qiáng)到弱依次表現(xiàn)為種間雜種>歐美雜種>歐亞種。 

鮮食、釀酒和砧木種質(zhì)的低溫半致死溫度有差異（圖5），其中釀酒種質(zhì)的低溫半致死溫度平均值為-28.5℃，砧木和鮮食種質(zhì)的低溫半致死溫度平均值分別為在-31.1℃和-27.5℃。結(jié)合圖6表明，鮮食品種內(nèi)各抗寒性級(jí)別所占比例：22.2%極弱（EW）、15.6%弱（W）、30%中（M)、10%強(qiáng)（S）和22.2%極強(qiáng)（ES）；釀酒品種內(nèi)各抗寒性級(jí)別所占比例：3.3%極弱（EW）、6.7%弱（W）、20%中（M)、10%強(qiáng)（S）和60%極強(qiáng)（ES）；砧木品種內(nèi)各抗寒性級(jí)別所占比例：4.8%極弱（EW）、0%弱（W）、9.5%中（M)、14.3%強(qiáng)（S）和71.4%極強(qiáng)（ES），表明鮮食品種、釀酒品種、砧木品種的抗寒性差異較大，三種不同用途葡萄的抗寒性由強(qiáng)到弱依次表現(xiàn)為砧木品種>釀酒品種>鮮食品種。

本研究以國家葡萄種質(zhì)資源圃（鄭州）中的種質(zhì)資源為基礎(chǔ)，運(yùn)用隸屬函數(shù)法將129份葡萄屬種質(zhì)的抗寒性分為極弱(S)、弱（LR）、中(MR)、強(qiáng)(R)、極強(qiáng)（HR）5種類型，隸屬度分級(jí)閾值分別對(duì)應(yīng)(0，0.29]、(0.3，0.39]、(0.4，0.59]、(0.6，0.69]、(0.7，1.0]對(duì)其抗寒性進(jìn)行了鑒定評(píng)價(jià)，利用該分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)篩選出了麥可達(dá)木斯、5A、先鋒等28份抗寒性強(qiáng)的葡萄種質(zhì)。不同類群抗寒性存在差異：種間雜種＞歐美雜種＞歐亞種。不同用途葡萄抗寒性存在差異：砧木品種>釀酒品種>鮮食品種。