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中國葡萄芽主栽新品種,性狀特點揭秘

2024-03-04推薦

中國葡萄芽主栽新品種,性狀特點揭秘

劉文等

基金計畫: 山東省重點研發計劃(農業良種工程)(2022LZGCQY1018);國家自然科學基金面上計畫(32272647)。

植物的芽變通常是由一個體細胞突變引起的,該突變可透過無性繁殖穩定傳遞給後代 。 芽變選種技術作為果樹品種選育的重要途徑,近年來已經成為葡萄新品種選育的主要手段。 芽變育種的新品種在提供新表型的同時,通常保留了極大部份母本優良性狀。 芽變選種具有成本低、育種年限短等優點 。

葡萄芽變選種自 20 世紀 70 年代出現,據諸葛雅賢等對葡萄芽變數量的統計,自 1974 年出現芽變育種至2022 年,芽變選種培育出的葡萄新品種共 65 個 ,2010 年以後葡萄芽變選種的數量上升趨勢加快,芽變選育的品種達 32 個,成為除了雜交育種外選育品種數量最多的一項技術 。 中國重要葡萄栽培品種,如巨峰、夏黑和藤稔等,其栽培區域廣、種植面積大、時間跨度長,易發生芽變,且芽變品種的新性狀往往更佳。 受栽培品種的遺傳基礎、栽培區域和栽培時期等因素的影響,不同葡萄品種的芽變數量和芽變性狀等存在差異。 筆者對夏黑、巨峰、藤稔等 6 個主栽葡萄品種的芽變品種及其相關性狀進行分析,供參考。

1 葡萄主栽品種的芽變品種數量

不同葡萄品種的芽變數量差別大,夏黑、巨峰、藤稔、玫瑰香、無核白和紅地球主栽品種的芽變品種較多,均在 3 個以上。 截至 2023 年,夏黑的芽變品種數量最多,約有 9 個,其中,已登記的芽變品種有早夏無核、天工墨玉、南太湖特早、潤堡早夏、早夏香和春香無核。 巨峰和無核白 2 個品種已報道的芽變品種各有 4 個。 巨峰的芽變品種有宇選 1 號、峰早、遼峰和桂葡 4 號;無核白芽變品種有大無核白、長粒無核白、長穗無核白和大粒無核白。 紅地球、玫瑰香和藤稔 3個品種的芽變品種各有 3 個(表 1)。

表 1 葡萄主栽品種的芽變品種及其主要性狀

2 幾個主栽葡萄品種的芽變性狀

2. 1 夏黑

自 1999 年夏黑葡萄由日本引入中國後,在早熟品種中表現優異,發展迅速,栽培面積不斷擴大 。

據報道,2020 年夏黑栽培面積達到 4 萬余 hm 2 ,占葡萄栽培總面積的 30% ~40%。 盡管夏黑栽培歷史較巨峰、藤稔晚,但夏黑芽變品種的數量更多,而且幾乎都屬於成熟期變異,芽變株表現出早熟特性,比夏黑成熟期早 7 ~30 d。

2. 1. 1 芽變品種的成熟期 與夏黑品種相比,其芽變新品種的成熟期提早的天數不一(表 2)。 據有關報道,芽變品種夏宜玫瑰成熟期最早,在浙江地區 6 月初即可成熟,與同地區的夏黑相比提前 15 d 上市,而通常夏黑在避雨栽培條件下的成熟期為 7 月中下旬前後 。 芽變品種早夏無核在上海地區 6 月中旬即成熟上市,比同地區夏黑葡萄早熟 10 ~ 15 d ;芽變品種 南太湖特早 在華東地區避雨栽培條件下,大約 6月下旬成熟 ;天工墨玉在浙江地區比相同栽培條件下的夏黑成熟期提前 7 ~ 10 d ;早夏香在江蘇省地區比同地區夏黑早熟 15 d ;春香無核在安徽地區常規避雨栽培條件下比夏黑早熟 20 d ;紫香妃在江蘇張家港地區成熟期比夏黑早熟 30 d 左右。

表 2 夏黑葡萄的芽變品種選育概況

2. 1. 2 芽變品種的可溶性固形物含量 夏黑的芽變品種果實品質優, 其 可 溶 性 固 形 物 含 量 多 高 於17. 0%。 夏黑芽變品種中,含糖量顯著高於夏黑的品種有春香無核和天工墨玉;可溶性固形物含量,春香無核高達 21. 5% ;天工墨玉最高可達 23. 0% ;而三本提的約為 15. 7% ,比夏黑低;早夏無核的為17% ~20%左右 ,與夏黑相近。

2. 1. 3 早熟芽變的機理 王浩等研究發現,芽變相關基因可能和果實生長發育的生物合成途徑有關 。Liu 等研究發現,GAPA - 2 是糖解作用途徑中的關鍵酶基因在果實早熟過程中發揮作用 。 已經發現一些基因在芽變表型的調控中起著關鍵作用,如 ERF 相關基因可能引起夏黑早熟芽變的成熟期提前。 Guo等對巨峰芽變品種峰早全基因組甲基化分析發現,與果實成熟相關的 LncRNA 和 MicroRNA,並篩選了與果實成熟相關的關鍵基因 。 Davies 等的研究表明,與成熟過程相關的基因 CRIP4 和 VvChi4 可能控制葡萄果實成熟 。

2. 2 巨峰

巨峰葡萄芽變品種主要有早熟芽變、大果芽變和紅色芽變。 其中早熟芽變有宇選 1 號和峰早。 宇選1 號是 2011 年由浙江省農業科學院園藝所等 3 家單位共同選育而成,表現為成熟期比巨峰提前 1 周 。

峰早是 2014 年由河南科技大學選育而成,果實 7 月上旬成熟,比巨峰提前 30 d 左右,成熟後樹上掛果時間可長達近 1 個月 。 大果芽變品種有遼峰,2007年由遼陽市柳條寨鎮選育而成,平均果穗重 600 g,單粒重可達 20 g,比巨峰重 3 ~ 5 g 。 紅色芽變品種有桂葡 4 號,2014 年在廣西選育而成,果皮顏色與巨峰不同,表現顏色變淺為粉紅色,果粉均勻,色澤亮麗 。

2. 3 紅地球

紅地球葡萄芽變品種主要為大果芽變和無核芽變。 大果芽變品種有紫提 988 和紅太陽。 紫提 988是 2011 年由陜西省乾縣選育而成,芽變性狀表現為果穗和果粒大,平均果穗重 1 000 g,最大 3 540 g ,整體上比紅地球大;紅太陽是 2010 年由山西省清徐縣果樹站選育而成, 表現為果粒大, 平均果穗重1 250 g,最大3 000 g 。 無核芽變品種有蜀葡1 號,是 2011 年由四川省雙流縣科技局選育而成,芽變後自然果實無核,果形與紅地球有所差別,表現果粒呈長橢圓形,與紅地球果粒呈扁圓形不同 。

2. 4 玫瑰香

玫瑰香葡萄的芽變品種主要有早熟芽變和大果芽變。 其中早熟芽變品種有紅旗特早玫瑰,是 1996年由山東省平度市紅旗園藝場選育而成,6 月下旬至7 月上旬果實即成熟,比玫瑰香提前40 d 。 大果芽變有大玫瑰香,是 1975 年由山東省平度市龍山公社選育而成,果粒大,單粒重 7 g 左右,果粒近圓形,而玫瑰香單粒重 3. 96 g,果粒呈橢圓形 。 沈陽玫瑰是 1979 年由沈陽市渾河站公社選育而成,兼具大果和早熟的特性。 花粉粒、葉片相比普通玫瑰香顯著增大,果實8 月中下旬至9 月初成熟,比玫瑰香早熟7 ~10 d 。

2. 5 藤稔

藤稔葡萄芽變品種包括大果芽變和晚熟芽變。其中大果芽變品種最多,包括超藤和金峰。 超藤是2000 年由浙江省金華市婺江葡萄研究所選育而成,表現 為 大 穗 大 果, 果 穗 重 1 500 g, 單 粒 重22. 00 g 。 金峰也是藤稔的大果芽變品種,1999年由金華婺東葡萄良種場選育而成,表現為穗大粒大,平均穗重550 g,最大超過2 300 g,果穗圓錐形;單粒重 18. 50 g 左右,最大 22. 50g 左右,呈橢圓形 。晚熟芽變有鄞紅,原名甬優一號,2010 年由寧波野馬灣葡萄場選育而成,果實成熟期 7 月底至 8 月初,比藤稔晚 7 ~10 d 。

2. 6 無核白

無核白芽變品種主要為大果芽變,包括大無核白、大粒無核白、長穗無核白和長粒無核白。 大無核白是 1960 年前後在新疆吐魯番地區發現的芽變品種,平均果穗重 660 g,最大 1 400 g,單粒重4. 23 g,比無核白多 3 ~4 倍 。 大粒無核白是 2012 年由新疆維吾爾自治區選育而成,單粒重3. 40 g,果粒近圓形,相較於無核白主要區別是果粒更大 。 長穗無核白是 1980 年由新疆吐魯番地區葡萄公社選育而成,突出性狀為果穗特長,呈分歧形,果穗平均重 556 g,最大 1 400 g,果形呈長橢圓形 。 長粒無核白是 1960年前後在新疆鄯善縣發現,主要表現為果粒長、穗梗長 。

3 小結與討論

在眾多的葡萄品種中,主栽品種的芽變新品種較多,以夏黑葡萄的芽變新品種最多。 盡管其栽培時間不長,但選出的芽變品種最多,這可能與其栽培規模大、發展快等因素有關。 夏黑的早熟芽變品種無疑拉長了葡萄的成熟期跨度,對於緩解葡萄集中上市的壓力以及提早增效也具有重要意義。

近幾十年來,由於葡萄栽培技術的提高和設施栽培的出現,葡萄產業正在飛速發展。 中國非常重視葡萄育種工作,最佳化葡萄品種結構,構建品種多樣性,培育葡萄優質新品種是關鍵。 近年來葡萄新品種育種的性狀主要趨向於成熟期提前或延後,果粒形狀奇特和具有濃郁香味等方向 ,而透過芽變選種可以獲得這些特異性狀,比雜交育種更簡便可行。 但芽變育種大多屬於自然變異,芽變性狀及芽變植株隨機性強,且有部份芽變產生的新品種未能被充分地研究和利用。 未來芽變育種方式仍然是葡萄新品種選育的重要手段,為了增加芽變出現頻率,可以有針對性開展如化學誘變等人工誘導,豐富芽變新品種 。 同時隨著葡萄基因組測序的完成,可進一步對葡萄芽變機理進行研究,挖掘導致芽變新性狀產生的突變基因並進行功能研究, 為 葡 萄 芽 變 育 種 提 供 有 力 支撐 。