世界抗寒葡萄育种成果及应用概述
发布日期:
2021-12-17 16:26:08
来 源:
《东北农业科学》
作者:
《东北农业科学》
  摘要:世界上进行抗寒葡萄育种的国家主要有中国、俄罗斯和美国,本文就三国的主要育种机构、育出的品种及在生产上的推广利用情况进行总结。中国农业科学院特产研究所和中国科学院植物所利用丰富的山葡萄种质资源育出了‘双优’‘双红’‘北冰红’‘北玫’‘北红’等十余个优质品种,在生产上的推广面积接近1.7万h㎡,占我国酿酒葡萄面积的18%左右。俄罗斯开展抗寒葡萄育种的研究机构曾经有近十家,推出几十个品种,但种植面积并不多。美国康奈尔大学和明尼苏达大学推出了一系列鲜食、酿酒、制汁等用途的抗寒品种,最重要的冰酒品种是‘威代尔’,已在加拿大和中国进行较大面积推广。

  葡萄的抗寒性是指葡萄越冬期间对零下温度的忍耐力。抗寒性受植株本身结构和外界条件综合制约,是受多数基因控制的数量性状。目前,生产上种植的葡萄品种大多为欧亚种,抗寒性较弱,通常不能抵抗-15°C以下的低温,因此在一些寒冷地区,如我国北方大部分产区、俄罗斯及美国中东部地区及加拿大南部,多种植相对抗寒的品种或采用埋土或覆盖的方式进行保护,才能保证其安全越冬。随着葡萄种植成本的增加和生态保护意识的增强,种植抗寒品种成为这些地区解决葡萄露地越冬的根本途径。

  山葡萄是世界上最广泛应用的抗寒葡萄资源,是抗寒育种的良好亲本。我国育种工作者经过持续多年的努力,取得显著的成效,近几十年相继推出一系列品质优良的抗寒品种,在生产上得到广泛推广,尤其在东北和西北地区种植面积超过1.5万h㎡。20世纪初,俄罗斯育种专家米丘林进行山葡萄的收集驯化工作,此后其他育种单位和个人也相继加入抗寒葡萄的育种研究,育出‘俄罗斯康克’等品种。美国康奈尔大学和明尼苏达大学利用美洲种和欧洲种杂交推出一系列鲜食、酿酒品种,除了在国内种植外,还被加拿大引进和种植。本文就世界抗寒葡萄育种及应用推广加以综述。

一、中国的抗寒葡萄育种概况 

1.1 中国抗寒葡萄育种成就 

  分布于我国东北、华北、朝鲜和俄罗斯远东地区的山葡萄是最重要的抗寒葡萄种质资源,在我国吉林省的吉林、通化、延边等地出产较多。野生山葡萄地上部能耐-40°C的低温,为满足生产需要,从上世纪50年代开始,以野生山葡萄为基础,培育出一系列具有山葡萄特点的抗寒品种,在我国的酿酒业中发挥了重要作用。

1.1.1 中国农科院特产所选育的品种 

  中国农科院特产所是推出山葡萄品种最多的研究机构,从1961年即开展山葡萄资源的调查、收集、评价和利用研究。  1988年农业部投资建设的国家种质左家山葡萄资源圃,为全国开展抗寒葡萄育种提供基础材料。目前该圃收集山葡萄优良种质480份,为世界之首。至今,中国农科院特产所利用山葡萄材料做亲本,选育出新品种(系)14个,并开展规范化栽培技术的研发及集成推广工作,推动山葡萄栽培产业的快速发展。育成的酿酒葡萄品种有‘左山一’‘左山二’‘双庆’‘双优’‘双红’‘左优红’等,近年又推出冰酒专用品种‘北冰红’、全汁干红品种‘北国红’‘北国紫晶’。目前栽培面积较大的品种是‘双优’‘双红’,其次是‘北冰红’,而‘左山一’‘左山二’‘双庆’等品种已逐渐被淘汰。主栽品种及特性见表1。

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1.1.2 中国科学院植物所育出的品种 

中国科学院植物所于1954年以‘玫瑰香’为母本、山葡萄为父本杂交推出了‘北醇’;2008年育成‘北红’‘北玫’;2014年‘北玺’‘北馨’‘新北醇’通过审定。这些“北”字号酿酒品种,拥有高的抗寒、抗旱和抗病能力,其中‘北红’‘北玫’在全国19个省市均有栽培,虽然在生产上推广应用的时间较短,但酿制的葡萄酒有10余次获得国际大奖。 

1.1.3 吉林省农科院育出的品种 

  ‘公酿一号’和‘公酿二号’是新中国建立以来推出的第一批抗寒葡萄品种,均为吉林省农科院果树所于1951年用‘玫瑰香’做母本、山葡萄做父本杂交育成。由于‘公酿一号’与‘公酿二号’性状相近,生产上不易区分,多数情况下用‘公酿一号’来称呼。该品种抗寒、抗盐碱能力强,对白腐病、黑痘病等抵抗力强,但易感染霜霉病。果实表现为粒大而饱满,产量高,出汁率高,但维生素C和总酚含量较低,所酿葡萄酒颜色较浅。目前全国栽培面积近2400h㎡,主要分布在吉林、辽宁和山东等地。

1.2 中国山葡萄品种的推广利用情况 

  吉林省是我国山葡萄种植最集中的地区,其次是黑龙江、内蒙古和山东。据不完全统计,吉林省的山葡萄栽培面积约7000h㎡,年产山葡萄鲜果15.2万t。主栽品种‘双红’‘双优’占总面积的75%,‘公酿一号’超过10%,主要分布在长白山和西部干旱地区,涵盖集安市、通化县、柳河县等十几个市县;黑龙江山葡萄栽培面积约3300h㎡,主要分布在东部及东南部的牡丹江、七台河地区。辽宁的大连、本溪地区和山东的高密市、日照也有山葡萄种植,主栽品种是‘公酿一号’。‘北红’‘北玫’在全国20个省市均有栽培,总面积超过800h㎡,北京、宁夏、河北种植面积最大。

  由于不同地区的气候、土壤和栽培技术的差异,葡萄的产量和价格也存在很大差异(表2)。单产来看,高密的‘公酿一号’产量和产值均较高,但单价却最低;而‘北冰红’在黑龙江的产量低于吉林,产值也很低。 

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二、俄罗斯的抗寒葡萄育种

2.1 抗寒葡萄育种情况 

  俄罗斯远东地区分布着大量山葡萄资源,在20世纪初开始抗寒葡萄的收集和选育工作。育种家米丘林利用山葡萄资源育出‘北极’‘布图尔’‘米丘林科林斯’‘农庄’等抗寒砧木材料,以及‘金属’‘俄罗斯康克’等鲜食和制汁品种。上世纪末全苏作物研究所远东实验站保存的山葡萄种质材料超过300份。有9家单位开展抗寒葡萄的工作,利用山葡萄与欧洲葡萄及美洲葡萄杂交先后育出用于鲜食(牟罗马人、多洛培格、塔里斯曼、黑欣喜)、酿酒(北方沙别拉维、顿河玫瑰香、黑珍珠)和兼用品种(莫斯科抗寒、珍稀无核)等30余个,这些品种均能抵抗-25°C的低温,且大部分抗霜霉病,有力地推动了当地葡萄产业的发展。

2.2 抗寒葡萄的推广利用情况 

  俄罗斯葡萄产业主要集中在南部和高加索地区,包括达吉斯坦、车臣、克拉斯诺达尔、罗斯托夫等,很多葡萄园分布在格鲁吉亚、阿塞拜疆和乌克兰边境附近,位于黑海和里海之间。为促进葡萄产业的发展,重振葡萄与葡萄酒产业,2004年俄罗斯政府批准了在联邦特定地区种植57个品种用于鲜食、53个品种用于酿酒加工、18个多用途品种和6个砧木品种。近几年葡萄种植面积有所增加,据OIV统计,2017年俄罗斯葡萄面积为9.2万h㎡,排世界第19位,比2014年增加6%。目前,产于格鲁吉亚的晚熟抗寒品种‘白羽(Rkatsileli)’,是种植面积最大的酿酒品种,约占总面积的40%,而本土品种只占20%。‘摩尔多瓦(Moldova)’是种植面积最大的鲜食品种,约占70%,其次是‘白普莱文(White Plewan)’,约占30%。

三、美国抗寒葡萄育种情况 

  美国是世界第四大葡萄酒生产国和第一大葡萄酒消费国,葡萄酒产业主要在西部的加州,占美国总产量的90%左右,华盛顿州约占5%。主栽品种有‘霞多丽’‘赤霞珠’‘增芳德’‘鸽笼白’‘美乐’等欧洲种。

  美国本土的美洲葡萄、河岸葡萄和沙地葡萄等具有很强的抗性,在19世纪上半叶,美国育种家利用这些本土种质资源与欧亚洲杂交,推出一批优良品种如‘伊沙贝拉’‘卡托巴’‘康克’等,这些品种至今在东部地区仍广为种植。特别是‘康克’,是加工果汁的理想原料,在纽约州种植面积约占制汁葡萄的75%,其次是‘尼亚拉加’和‘卡托巴’葡萄,占25%。20世纪以来,以康奈尔大学、明尼苏达大学为代表的研究机构利用美洲种葡萄的良好抗性和欧洲种葡萄的优良品质进行抗寒育种,陆续选育出一大批用于鲜食、酿酒、制汁的抗性品种为各国引种。

  位于纽约州日内瓦(Geneva)的康尔尔大学农业试验站,自成立以来共推出近60个品种,‘布朗无核(Bronx Seedless)’‘宝石(Ruby)’‘希姆劳特(Himrod)’等无核品种早已引入我国,目前还在生产中广泛种植。抗寒性极强的酿酒品种如‘福克(Frontonac)’‘圣克洛伊(S.Croix)’等,均为欧美杂交种,能耐-32~-35°C的低温,在明尼苏达州和爱荷华州种植面积分别有600h㎡和500h㎡,其中几个品种在我国有引种报道。种间杂种‘威代尔(Vidal Blanc)’,抗寒性中等,已成为酿制冰酒的专用品种,加拿大和中国是‘威代尔’冰酒的主要产地,其中中国辽宁的桓龙湖地区‘威代尔’的种植面积近667h㎡,在宁夏、甘肃、云南等地也有种植。明尼苏达大学从上世纪进行抗寒、抗病育种的研究,陆续推出‘福克’系列品种,以及‘新月(La Crescent)’和‘伊塔斯卡(Itasca)’。这些品种均能抵御-30°C的低温,将是未来冷凉地区的重要品种(表3)。 

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四、讨论及结论

  目前,无论是利用山葡萄资源还是美洲种葡萄育出的抗寒品种,在酿酒品质上均不如欧洲种葡萄易被接受。山葡萄具有高酸、低糖、种子多、香气不明显等特性,美洲种特有的“狐臭味”或多或少在后代中表现出来,这充分说明了生物遗传的复杂性,也给育种工作带来更多的困难和挑战。随着分子生物学研究的不断深入和育种手段的创新,对种质创新和育种效率的提高均有帮助,相信未来将有更多更优质的抗寒、抗旱、抗病的优质品种被开发出来。

  中国和俄罗斯的葡萄酒产区多分布于大陆性气候区,冬季寒冷且降水量较少,葡萄不仅要抵御低温冻害,还要遭受干旱威胁,因此采用埋土防寒或覆盖保温材料是保证其安全越冬的有效方法。近年科研工作者也在不断改进防寒方式,如用保温材料代替覆土、扣保温仓等,这些方法可保护生态,节约用工成本。同时,根据每个品种所固有的生长特性和品质特点,找出其适宜的生长条件,加工成我们喜欢的产品,如蒸馏酒、甜酒、果汁,等等,是发挥物尽其用的最好方式。如‘公酿一号’‘北玫’‘北红’‘双优’‘双红’等品种做成干酒不易被接受,但做甜酒、蒸馏酒或作为调配酒有其存在的价值和空间;‘威代尔’葡萄是公认的冰酒原料,用其酿制的冰酒颜色金黄、果香浓郁、酒体丰满、口感圆润,中国育出的‘北冰红’抗寒性高于‘威代尔’,也逐渐成为酿制冰红葡萄酒的重要原料;而美洲种的代表品种‘康克’则是生产果汁的首选,为美国的制汁产业做出了重要贡献。 

  尽管抗寒葡萄育种已进行了一个多世纪,也推出不少的优良抗寒品种,但真正在世界范围成为主流品种的并不多。在抗寒葡萄的利用方面,中国的推广面积最大。据路文鹏调查,目前山葡萄系列品种在中国的种植面积已接近1.7万h㎡,约占中国酿酒葡萄总面积的18%,除‘威代尔’外,这些品种均是我国拥有自主知识产权的品种,大多不需要埋土防寒,这是一个非常高的比例,对推动我国葡萄酒业的发展起到重要作用。但从俄罗斯和美国的葡萄产业看,抗寒葡萄品种均是零星栽培,没有得到大规模的推广利用。


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