第三章 葡萄育种

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1 第三章 葡 萄 育 种

第一节 概况

一、国内外葡萄生产概况

1、栽培历史

最古老,有5—7千年以上,起源于地中海、黑海一带。

2、面积、产量

居首位,多年来一直位十大水果(葡萄grape、柑桔citrus、香蕉banana、苹果apple、杧果mongo、梨pear、菠萝pineapple、椰枣date、番木瓜papaya、油梨avocado)之首。(date指棕梠科的椰枣或枣椰或海枣或棕枣,枣子是Chinese date or jujube属鼠李科)

3、主要分布

地球南北都有。

以欧洲为最多,面积和产量均占全世界的70%左右,其中西班牙、意大利、法国和前苏联等国占全世界的55%左右。

其次是亚洲,占全世界的百分之十几,主产土耳其。

4、制酒葡萄生产国

意大利、法国、前苏联、阿根廷、西班牙,占世界的70%左右。

5、鲜食葡萄主产国

前苏联、土耳其、意大利、西班牙、美国、保加利亚,占世界的60%左右。

6、制干葡萄主产国

土耳其、美国、希腊、伊朗、阿富汗、澳大利亚,占世界的90%左右。

7、人均年消费量

世界1.5—2㎏,国内<0.5㎏(台湾1㎏)

8、二战后发展快的国家

美国、日本、泰国、新西兰、印度、台湾。 2 9、为何占这么大的比重

适应性强,除盐碱地、低洼地外,各类土壤都能栽种;

始果早,产量高,经济效益高;

营养价值高,用途广,其中酿葡萄酒是个重要因素,世界产量的81.5%用于酿酒,12%鲜食,6.5%制干、制汁。

二、我国葡萄发展概况

我们说葡萄起源于地中海、黑海一带,是指现今的栽培种,也就是欧亚种群。实际上我国也是葡萄的起源地之一,如东亚种群的30余种就原产于中国,只不过均属野生种。

那么,我国最初栽培葡萄便是引种。我国栽培葡萄的历史也不短,已有2000多年了。为什么发展这么慢呢?我认为主要是两个原因:一是中国人爱喝白酒,因而葡萄酒加工不可能发达,不能刺激葡萄的发展;二是经济落后,葡萄鲜食量小,也不能刺激葡萄的大发展。

我国葡萄是怎么发展的呢?

1、古代

根据文献记载,西汉张骞从大宛国即现今乌兹别克共和国费尔干纳带回葡萄种子在我国陕西长安种植,这是我国从国外引种葡萄的开始。我国原产的一些葡萄品种如龙眼、瓶儿、红鸡心、白鸡心等,在许多特征特性上都与欧洲葡萄的东方品种群相同或相似,因而有理由认为,这些品种是张骞或其以后的人们从“丝绸之路”引入的葡萄种子,在我国条件下长期实生驯化和人工选择的产物。我国内地葡萄栽培最先是在陕西开始,以后渐及山西、河北和其他地区。

2、近代

1840年以后,西方传教士从欧洲带来了一些葡萄品种,在教堂内外的小块地上栽植,在生产上没有得到推广。

我国有计划的葡萄引种始于19世纪末。1892年山东烟台张裕葡萄酒公司从法国、 3 意大利引入120多个酿酒葡萄品种,共计25万株,其中有赤霞珠、琼州牧、雷司令、琼瑶浆、长相思(缩维浓)、紫北塞等。

3、现代

20世纪50年代后期到60年代初,我国从前苏联和东欧匈牙利等国家,先后引入大量葡萄品种。自80年代以来,随着改革开放政策的执行,我国又从欧洲引入了大量的葡萄品种。引种对丰富我国葡萄品种资源和促进葡萄生产起了重要作用。

自50年代初,我国开始了葡萄杂交育种工作。吉林省果树研究所、中国农业科学院郑州果树研究所、中国科学院北京植物园、西北农业大学、江西农业大学等单位通过杂交育种,先后育成了北醇、公酿1号、公酿2号、北玫、北红、京早晶、早红、早玫瑰、玫康等品种。

山东酿酒葡萄科学研究所是解放后我国成立的专门从事葡萄科学研究机构,已选育出早黄、脆红、红香应等鲜食和梅露、泉白等酿酒新品种。

三、当前品种工作中存在的问题

1、老产区(东北、华北、新疆)品种少,产品单一,须继续开展引种与杂交育种工作。

2、缺乏含糖量高,抗病性强的酿酒品种。

3、缺乏良种化的鲜食、酿酒商品基地和良种苗木基地,良种繁育制度不健全,品种混乱。

4、江南各省缺乏抗高温多湿、抗病、优质的鲜食和酿酒品种。

5、江南各省缺乏葡萄栽培技术力量及酿酒工艺。

四、世界葡萄良种进展

(一)传统的葡萄品种改良技术

1、无性系选育

现在世界上一些葡萄生产国对葡萄无性系选种非常重视,其做法是:

从母本园中选优良单株(选择三年)—入选单株每株无性繁殖10-20株→建立无性 4 系第一代并进行选择(三年)—优中选优,单株繁殖60-100株→建立无性系第二代并进行选择(三年)—再优中选优→表现特别好的家系或单株鉴定、推广。

这是国际上葡萄无性系选种的通用程序,选种的步骤可以是一致的,而选种方向、目的则是各式各样的。

2、杂交育种

19世纪下半叶,根瘤蚜几乎毁了法国的许多葡萄园,之后又蔓延到欧洲的其他国家。法国政府为此制定了一系列育种计划,其中包括引进美洲种质资源,抗根瘤蚜和真菌病害的品种的培育,该计划取得了一些效果。

但由于美洲种葡萄所具有的不悦气味,而这些物质又有很强的遗传力,在本世纪初,大多数国家已停止或减少了应用种间杂种来选育品种的计划。事实上,中欧已经培育了一批抗主要真菌病害(如白粉病、霜霉病)的新品种,其中有些品种的酒质与欧洲葡萄难分上下,同时也有一些品种不具美洲种的那种不悦气味(草莓味或狐臭味)。

(二)应用现代技术改良品种

1、快繁

当代最有希望的技术是离体培养,大多数葡萄品种的茎尖再生容易。因此,利用茎尖培养技术可以提高繁殖速度,从而提高筛选频率,缩短试验周期。

2、原生质体培养

离体培养技术的第二种用途是从原生质体或脱分化愈伤组织中再生植株。运用现代遗传工程技术培养而逆境的品种,决定于从单细胞中再生植株技术的成功。在这方面,虽然已取得了一些令人振奋的成果,如从薄壁细胞或愈伤组织中获得了体细胞胚,但这项技术还未成熟。

3、无核品种胚培

第三点就是培养无核品种的受精胚珠。很多制干或鲜食品种会产生一些发育不完全的种子,这些种子(胚珠)在受精后不久就会停止发育,这对于杂交育种十分不利。Spiegel-Roy等(1985)已成功地把杂交后的无核品种的胚珠培育成了植株,这为葡萄 5 育种开辟了一条崭新的途径。

4、植物基因转化技术应用

植物基因转化技术也被引入到葡萄育种中来。有关葡萄的DNA转化研究在美国戴维斯及澳大利亚的悉尼取得了一些进展,这些研究者是把从其他葡萄上或其他植物上以及其他生物(如细菌)上所分离的特异性DNA片段插入到葡萄细胞内,并使其表达,期望培育带有希望性状的优良品种。

第二节 育种目标

1、选育早熟大粒的鲜食品种

鲜食葡萄日益受到市场的欢迎,它的比重在世界范围内正不断增加。我国现有的鲜食葡萄中,特别缺乏早熟、大粒和红色的。要求穗大、粒大、色艳、肉厚、含糖量高13%以上,丰产(2000-3000㎏/667㎡)。

2、选育丰产、大粒的无核品种

无核葡萄主供制干和鲜食,它在鲜食葡萄的比重也急速增加。新疆是我国生产葡萄干的老基地,甘肃敦煌、内蒙古乌海市也已成为新产区。目前,无核葡萄品种大多适应性差,果枝率低,果粒不够大,无玫瑰香味,成熟不够早。为此,需要选育大粒、丰产、早熟的无核制干品种和大粒、抗病、丰产、耐贮运的无核鲜食品种。

3、选育优质、适应性强的酿酒品种

葡萄最主要的用途是酿酒。葡萄酒的质量除酿造技术外,主要决定于品种。世界各国的经验都证明,只有优良的品种原料才能酿出优质葡萄酒。目前,我国虽然从国外引入了不少的著名品种,但适应我国复杂的气候土壤条件者不多。因此,选育高糖、优质、丰产、抗逆性强的酿酒品种,对发展我国葡萄酒工业有很重要的意义。要求:抗病、丰产(1500-2000㎏/667㎡)、含糖量15%以上、有果香、出汁率70%以上的红和白葡萄酒良种。

4、选育优质的抗寒品种

欧亚种葡萄抗寒性较低,我国陕西关中和黄河故道以北的广大葡萄栽培区,冬季绝 6 对最低温度多在-17—-28℃之间,必须埋土防寒越冬。因此,选育优质、抗寒、抗病,冬季不埋土或轻度埋土的鲜食和加工品种就显得很重要了。

5、选育耐湿、抗病性强的品种

在葡萄生长期间,我国南方6月份前后的梅雨季节,湿度大;7—9月又是北方黄河流域的雨季,降雨量占全年总量的50%—60%,致使为害葡萄的一些真菌病害,在大部分地区普遍发生,给葡萄栽培造成困难。因此,选育优质、耐湿、抗病的葡萄新品种,在我国有特殊重要的意义。

6、选育抗逆性强的砧木品种

为我国北部寒冷地区选育易扦插繁殖、与栽培品种嫁接亲合力强的抗寒砧木品种;为盐渍化土壤选育抗盐碱的砧木和栽培品种以及抗湿、抗根瘤蚜、抗根腐病、抗根癌病、抗线虫的砧木品种。

第三节 种质资源

一、葡萄种质资源现状

葡萄科有15属,约980种,绝大多数野生于温带、亚热带和热带的山林河谷地方。我国有7属,共110余种,果实有经济价值和被用作育种的,仅葡萄属。

葡萄属分为圆叶葡萄亚属和真葡萄亚属,共70余种,我国有30余种,通常所说“葡萄”均属于本属。

(一)圆叶葡萄亚属

分布于墨西哥湾及美国东南部大西洋沿岸的热带和亚热带地区。有二种,即圆叶葡萄和乌葡萄,染色体2n=40,与真葡萄亚属不易杂交。

圆叶葡萄生长极旺,叶中大,全缘,光滑。花期极晚。果穗小。果较大,成熟易脱落,圆形,多黑色,果皮厚,不易与果肉分离,鲜食或酿酒。有若干较好的栽培品种。

圆叶葡萄突出的优点是对葡萄根瘤蚜为完全免疫和对一些真菌病害及线虫有很强的抗性。但因存在扦插不易生根,与欧洲葡萄嫁接不亲和等严重缺点,无法在生产上用作抗根瘤蚜的葡萄砧木。因此,很久以来葡萄育种家们总想利用圆叶葡萄与欧洲葡萄杂 7 交,以选育抗根瘤蚜的砧木品种。经过长期的努力,美国的育种家选用欧洲葡萄作母本,圆叶葡萄作父本,终于克服了这两个亚属间杂交不孕和杂种不实的困难,获得了若干较好的类型,再经过进一步的改进提高,有可能选育出优良的抗根瘤蚜和抗病的新品种。

(二)真葡萄亚属

共有70余种,染色体2n=38,种间杂交容易,主要的栽培种及品种均在此亚属。按地理起源可分为北美、东亚和欧亚三个种群。

二、主要种群的特性及其育种价值

(一)北美种群

共有28种,原产北美大西洋沿岸的墨西哥至加拿大东部。

1、主要特点

叶大而厚,全缘、浅裂或三裂,叶背绒毛厚或无

多数种是雌雄异株

果圆形,黑色,皮厚,有肉囊,多具草莓香味

抗寒,抗湿,抗病,抗根瘤蚜

2、代表种类

美洲葡萄(起源于本种的品种有:康可、伊沙贝拉、卡托巴、康拜尔早生、玫瑰露、巨峰、白香蕉等)、河岸葡萄、沙地葡萄(起源于本种的杂交品种有:裘洛、穆尔维得×沙地葡萄1202等)、冬葡萄等。

3、育种价值

无甚食用价值,一般不作酿酒品种的育种亲本,因其草莓味传递力强影响酒质,可作抗性育种的原始材料或抗性砧木。

(二)东亚种群

共40余种,起源于我国的有30余种。

1、主要特点

叶厚,较粗糙,浅裂或全缘