我国葡萄种质资源收集保存和研究利用进展.pdf

书 书 书 果 树 资 源 学 报 专 家 论 坛 我 国 葡 萄 种 质 资 源 收 集 保 存 和 研 究 利 用 进 展 赵 旗 峰 黄 丽 萍 刘 晓 婷 王 敏 荀 志 丽 马 小 河 山西农业大学果树研究所 果树种质创制和利用山西省重点实验室 山西太原 收 稿 日 期 基 金 项 目 农业部农作物种质资源保护 枣葡萄种质资源收集 编目 更新与利用 科技部资源平台专项 国家枣葡 萄种质资源平台 国家现代农业产业技术体系专项 第 一 作 者 简 介 赵旗峰 男 副研究员 硕士 主要从事果树资源与育种研究 电话 通 讯 作 者 马小河 男 研究员 主要从事果树生理与栽培技术研究 电话 摘 要 葡萄种质资源是葡萄科技创新和现代产业发展的物质基础 对促进乡村振兴和现代农业发 展发挥着重要的支撑作用 文章系统总结了我国葡萄种质资源的收集保存 鉴定评价和创新利用等方 面的研究进展 分析存在的主要问题 对未来的发展趋势和研究方向进行了展望 关 键 词 葡萄 种质资源 收集保存 鉴定评价 创新利用 文 章 编 号 中 图 分 类 号 文 献 标 识 码 Collection ConservationofGra p eGerm p lasm ResourcesandPro g ressofResearch UtilizationinChina Abstract Keywords 葡萄属于葡萄科 葡萄属 大约有 多个种 主要分布于欧亚 北美和东亚 个 起源中心 欧亚种群原产地中海 黑海沿岸和高 加索 中亚西亚一带 仅有 个欧亚种 包 含野生亚种 以及由野生亚种进 化而来的栽培亚种 个亚种 目前 世界各国栽培的葡萄绝大多数属于本种 东亚种群 绝大多数原产于中国 近 个种和变种遍布于我国 个省 自治区 直辖市 北美种群原产北美大西洋 沿岸至加拿大东部 近 个种 目前科研和生产上 应用的主要有 多个种 我国是世界鲜食葡萄生产 第一大国 也是葡萄属植物的重要原产地之一 种质 资源丰富 栽培历史悠久 在资源调查 收集保存 鉴 定评价和创新利用研究等方面取得了巨大成就 资源调查和收集保存 我国野生葡萄资源丰富 栽培品种相对匮乏 为 了摸清家底 加强野生资源保护 国家先后于 年 年 年 次组织开展 了全国农作物种质资源普查与收集工作 挽救了大 批珍稀濒危的野生 地方种质资源 在品种的引进方面 为了满足科研和生产上的需 求 全国各研究单位 大学或企业先后以不同方式从 世界多个国家引入各种品种 主要可分为 个时期 年 以前苏联和东欧各国为主 年 以美国 日本 东欧和西欧为主 年 鲜食品种以日本 美国的为主 酿酒葡萄品种以法 国 意大利为主 年以后仍然以美国 日本 欧洲 为主 在对内加强收集 对外引进的共同作用下 使我国葡萄种质资源更加丰富 各葡萄研究单位 大 学 企业等共保存的葡萄种质资源达 余份 我国葡萄种质资源保存方式以田间保存为主 主 要保存于河南郑州国家葡萄种质资源圃 山西太谷国 家葡萄种质资源圃 吉林左家山国家山葡萄种质资源 圃等 各圃严格按照 国家作物种质资源管理办法和 管理细则 和 农作物种质资源保存技术规程 进行管 理 确保资源的安全保存和高效利用 国家葡萄种质资源圃建立 建立国家级的葡萄种质资源圃是我国实施葡萄 种质资源保护 种质创新和共享利用的国家战略 对 我国葡萄产业的快速发展意义非凡 年 全国科学技术发展规划纲要把加强品种收集 鉴定 保存和利用的研究作为了重点研究项目 年 之后国家开始对果树种质资源圃进行了物资和资金 的支持 年农业部制定了 关于国家果树种质资 源圃建设管理意见 年郑州葡萄圃 太谷葡萄圃 通过了农业部科技司组织的专家验收 正式挂牌为国 家葡萄种质资源圃 均为综合型资源圃 年吉 林左家山葡萄圃通过验收正式挂牌 成为保存原产东 北的 珍贵的抗寒资源山葡萄的国家圃 至此我 国确定了 个国家葡萄种质资源圃 资源的鉴定评价 鉴 定 评 价 技 术 越 来 越 规 范 种质资源鉴定评价是资源研究和高效利用的基 础和关键 为了保障种质资源表型性状鉴定评价数 据的统一和稳定 我国先后 次制定完善鉴定评价技 术规程 年参照前苏联的相关资料 北京农业 大学等单位制定了 葡萄品种观察记载项目 标准和 方法 草案 对我国当时葡萄品种的研究起到重要 的指导意义 年郑州果树所参考国际相关文件 制定了 葡萄种质资源描述符 年出版了 葡萄种质资源描述规范和数据标准 最终确定 了 个葡萄种质资源性状的描述规范和数据标准 年制定了 农作物种质资源鉴定技术规程 葡 萄 年制定了 优质葡萄种质资源鉴定技术规 程 年制定了 植物新品种特异性 一致性和稳 定性测试指南 葡萄 年制定了 植物种质资源 描述符 等农业行业标准 为进一步规范了种质资源 的鉴定评价和统一标准 表 型 农 艺 性 状 鉴 定 日 趋 全 面 农艺性状是一个品种最直观的性状 对农艺性状 的鉴定评价 可以为科研和生产提供最直接 最基础 的理论支撑 杨鑫 等对 个葡萄品种的成熟叶 片采用度量性状与非度量性状相结合的方法进行系 统调查 王绍祖等 对 份葡萄种质的果粒整齐 度进行了田间调查 鲁雅楠等 将 份葡萄种质 资源的果穗穗形细分为 种 这一研究丰富了葡萄品 种资源评价内容 许瀛之等 对 份葡萄种质资 源的花序特点进行了调查分析 王鹏等 对 个 种群的 份葡萄种质资源的耐拉力和耐压力特性 进行了鉴定评价 对其果柄耐拉力和果实耐压力按具 体数值范围划分了不同的等级 张培安等 对 份葡萄种质材料 按不同类型 种 和用途的 葡萄果形特点 不同果形单果质量的分布 以及质量 与其纵径和横径的相关性 不同年代选育不同果形的 数量等进行了分析 左倩倩等 对 个葡萄品种 成熟期的果实性状以及 个品种果洞褐化情况进行 分析 王旭旭等 对 个鲜食葡萄品种 个欧 美杂种 个欧亚种 通过清水浸泡试验 了解比较 了其裂果情况 谭伟等 对 个无核葡萄品种果穗 和果粒的平均质量 果皮颜色果实可溶性固形物等重 要品质性状进行了统计分析 马小河等 对 份 鲜食有核葡萄品种的果实主要数量性状进行了分析 研究 为葡萄种质资源果实性状的描述规范和数据标 准化的建立提供了参考 刘鑫铭等 对 份栽培 品种叶片性状进行了调查 分析了葡萄资源叶片表型 性状的多样性 这些研究为我国的葡萄种质创新 优 异种质资源的筛选以及栽培管理提供了参考依据 葡 萄 抗 性 鉴 定 评 价 葡萄的抗寒性和抗病性是我国葡萄生产上最主 要的两个性状 在一定程度上影响着葡萄的栽培地 域 栽培模式及果品的产量和质量等 因此对葡萄的 抗寒性和抗病性进行评价是我国葡萄种质资源研究 的重要内容 贺普超等 对原产我国的 个野生种葡萄进 行了抗寒性研究 张文娥等 利用隶属函数法综合 评价了 个种 份葡萄属种质资源的抗寒性 结果 均表明山葡萄的抗寒性最强 在分子水平上 刘镇 东 对葡萄抗寒性进行了初步的 定位 张剑侠 等 以 份葡萄种质及 个杂交组合的 代 株为试材 进行了中国野生葡萄抗寒基因 标记 的研究 对葡萄抗寒育种早期进行分子标记辅助性选 择 柴风梅 等通过研究葡萄抗寒性遗传规律 利用 遗传图谱进行抗寒性 位点扫描并结合不同抗寒 性葡萄的转录分析 挖掘了控制葡萄抗寒性的候选基 因 果 树 资 源 学 报 在抗病性方面 王跃进 王国英 等对葡萄抗 病性的方法进行了研究 李晓红 刘新秀 赵 惠西 赵雨 等对葡萄霜霉病进行了抗病性鉴定 及评价 张颖 李峰 刘丽婷 苏凯 等对葡 萄白腐病进行了抗性调查 鉴定评价及机制研究 赵 青等 对葡萄资源进行了根瘤蚜抗性差异的研究 这些研究为筛选出抗病性强的优良品种和优异种质 资源直接用于生产或作为改良品种的原始材料具有 十分重要的意义 分 子 标 记 与 重 要 性 状 基 因 型 鉴 定 通过 等分子标记技术的应用 极大的促进了亲缘关系 指纹图谱构建 品种鉴 别 核心种质资源构建 及遗传多样 性 等方面研究工作 为我国葡萄起源研究 遗传 图谱构建 杂交后代鉴定 种质资源保护 分子遗传育 种 优异资源直接利用等多个研究领域提供了重要支 撑 分子标记技术的开发和应用同样促进了重要性 状的基因定位研究及基因组关联分析 葡萄性状多 为数量性状遗传 目前许多研究人员对葡萄果实质 地 香气 种子 颜色 及抗病性 采后 等相关性状的基因进行了 定位及关联分析研 究 使表型性状和基因型有机结合 极大地促进了葡 萄资源的精准鉴定 同时为优异种质资源挖掘和加速 育种进程提供了技术支撑 葡萄种质创新与利用 我国从 世纪 年代就开始了鲜食葡萄品种 的选育工作 利用现有的资源 各科研单位先后培育 出了许多品质优异的新品种 中国农科院郑州果树 研究所选育出 郑艳无核 夏至红 等系列新品种 中 科院植物研究所选育出 京早晶 京秀 等系列新品 种 山西农业大学果树研究所选育出 早黑宝 无核 翠宝 等系列新品种 北京林业果树研究所选育出 爱 神玫瑰 瑞都早红 等系列新品种 河北昌黎果树研 究所选育出 春光 蜜光 等系列新品种 沈阳农业大 学选育出 沈农硕丰 沈农香丰 等系列新品种 上海 农科院园艺研究所选育出 申宝 沪培 等系列品种 我国鲜食葡萄的选育取得了不凡的成绩 酿酒葡萄 也先后选育出 余个品种 我国砧木品种的选育起 步较晚 但也培育出一批适合我国栽种的砧木新品 种 例如 上海市园艺研究所培育的 华佳 号 中 国农科院郑州果树所选育的多抗品种 抗砧 号 郑 寒 号 等 以及西北农林科技大学选育的 凌砧 号 等新品种 存在的问题与展望 存 在 的 问 题 种质创新技术落后 新品种选育手段单一 选育 仍然以常规杂交育种 营养系选种 芽变选种等传统 方法为主 虽然胚挽救技术及其他生物技术育种手段 也得到广泛应用 但与欧美 日本等发达地区相比仍 存在较大的差距 在鉴定评价技术手段方面还仅限 于主要表型性状的鉴定评价 重要性状的基因型水平 挖掘深度不够 种质资源表型精准鉴定和全基因组 水平基因型鉴定以及新基因发掘不够 难以满足品种 选育对优特异新种质和新基因的需求 资源优势难以 转化为经济优势 展 望 加 大 种 质 资 源 的 收 集 加强种质资源的收集 尤其是来源于国内本土的 不同近缘野生种质资源 在最大程度上拓宽现有葡萄 资源的遗传背景 为适应不同生态区的优良新品种选 育提供材料基础 加 快 种 质 创 新 技 术 研 发 基于传统技术手段和葡萄生物学特性的育种技 术创新 利用现代生物学技术 结合葡萄基因组平 台 明确育种目标 开展多元化靶向育种 提高育种效 率 加速育种进程 进一步加强葡萄胚挽救技术 并 建立一套行之有效的培养技术体系 加 快 推 进 种 质 资 源 的 精 准 鉴 定 加强种质资源鉴定评价技术研发 开展重要性状 的基因型水平挖掘 开展多年 多点种质资源精准鉴 定 开展全基因组水平基因型鉴定以及新基因发掘等 工作 筛选优异种质资源 为新品种选育和生产上应 用奠定坚实的基础 提 高 葡 萄 种 质 资 源 的 共 享 利 用 系统开展资源整合 坚持 保用结合 在种质资 源安全保存的基础上 加强种质资源共享利用信息化 平台建设 利用现代信息技术 鉴定评价 宣传和展示 种质资源 促进产学研用联合 最大化的为科研 教 学 生产服务 提高共享利用效率 参 考 文 献 贺普超 葡萄学 北京 中国农业出版社 欧阳寿如 葡萄品种及其研究 太原 山西人民出版 社 赵 威 我国农作物种质资源保护制度存在的问题及其完 善措施 山东农业工程学院学报 段长青 刘崇怀 刘凤之 新中国果树科学 年 葡萄 果树学报 任国慧 吴伟民 房经贵 我国葡萄国家级种质资源圃的建 赵旗峰等 我国葡萄种质资源收集保存和研究利用进展 设现状 江西农业学报 刘崇怀 中国葡萄种质资源研究 甘肃农业大学学报 专刊 刘崇怀 沈育杰 陈 俊 葡萄种质资源描述规范和数据标 准 北京 中国农业出版社 杨 鑫 孙宇杰 等 中国现有葡萄品种叶片形态评价与分 析 北方园艺 王绍祖 魏春晓 樊秀彩 葡萄种质资源果粒整齐度调查与 分析 果树资源学报 鲁雅楠 诸葛雅贤 裴清圆 等 葡萄种质资源果穗穗形调 查与综合评价 园艺学报 许瀛之 张文颖 上官凌飞 等 葡萄种质资源花序的调查 与分析 植物遗传资源学报 王 鹏 葡萄种质资源耐拉力 耐压力鉴定及分级标准研 究 河南科技大学 王 鹏 樊秀彩 张 颖 等 份葡萄种质资源果柄耐 拉力鉴定评价 植物资源遗传学报 张培安 樊秀彩 刘众杰 葡萄种质资源果形性状的分析 园艺学报 左倩倩 纠松涛 王 晨 等 葡萄品种资源果刷性状及果 粒褐化调查与分析 植物遗传资源学报 王旭旭 樊秀彩 李 傲 等 葡萄品种资源裂果性状调查 与分析 园艺学报 谭 伟 唐晓萍 董志刚 等 无核葡萄种质资源果实重要 性状的统计分析 中外葡萄与葡萄酒 马小河 赵旗峰 董志刚 等 鲜食葡萄品种资源果实数量 性状变异及概率分级 植物遗传资源学报 刘鑫铭 张国海 刘崇怀 等 葡萄叶片表型多样性分析 北方园艺 贺普超 牛立新 我国葡萄属野生种抗寒性的研究 园 艺学报 张文娥 王 飞 潘学军 葡萄属 个种 份种质资源 抗寒性综合评价 中国南方果树 刘镇东 山葡萄高密度分子遗传图谱构建及抗寒性 定位研究 沈阳农业大学 张 剑 熊 燕 王跃进 等 中国野生葡萄抗寒基因的 标记及其序列分析 中国农学通报 柴风梅 葡萄种质资源抗寒性评价及抗寒候选基因挖掘 中国科学院大学 中国科学院武汉植物园 王跃进 贺普超 葡萄白腐病和黑痘病抗性鉴定方法 西北农业大学学报 王国英 贺普超 葡萄霜霉病抗病性方法的研究 果树 科学 李晓红 沈育杰 葛玉香 等 山葡萄种质资源对霜霉病感 病性的评价研究 特产研究 李晓红 宋润刚 杨义明 等 山葡萄霜霉病的研究现状及 防治对策 北方园艺 刘新秀 金恭玺 李 虎 葡萄种质资源抗霜霉病鉴定 新疆农业科学 赵惠西 不同葡萄种质资源对霜霉病的抗性鉴定及 分子标记的筛选 西北农林科技大学 赵 雨 葡萄种质资源叶片霜霉病的抗病鉴定及评价 沈阳农业大学 张 颖 孙海生 樊秀彩 中国野生葡萄资源抗白腐病鉴 定及抗性种质筛选 果树学报 李 峰 樊秀彩 刘崇怀 等 葡萄种质资源对葡萄白腐病 抗性调查 中国果树 刘丽婷 葡萄品种资源叶片白腐病和灰霉病的抗病鉴定 及评价 沈阳农业大学 苏 凯 葡萄白腐病抗性 精细定位及转录调控机制 研究 沈阳农业大学 赵 青 杜远鹏 王兆顺 等 几类葡萄资源对根瘤蚜抗性 的差异 园艺学报 吴子龙 方连玉 王 军 等 份葡萄种质亲缘关系的 分析 果树学报 尚晓星 张安世 刘 莹 等 玫瑰香系葡萄种质资源 遗传多样性分析及指纹图谱构建 分子植物育 种 董志刚 刘政海 李晓梅 等 标记技术在葡萄品种鉴 别及遗传育种上的应用 生物技术进展 杜晶晶 刘国银 魏军亚 等 基于 标记构建葡萄种质 资源分子身份证 植物研究 刘鑫铭 刘崇怀 樊秀彩 等 葡萄种质资源初级核心群的 构建 植物遗传资源学报 张君玉 利用 和 分子标记构建葡萄核心种质 河南科技大学 刘闯萍 王 军 沈育杰 等 山葡萄资源核心种质的初步 构建 植物遗传资源学报 王衍莉 杨义明 范书田 等 基于 分子标记的 份 山葡萄及杂交后代的遗传多样性分析 生物技术通 报 朱骏驰 草莓香型葡萄香气物质 精细定位及相关基 因的筛选 沈阳农业大学 程 程 葡萄种质资源挥发性香气含量变异特点及全基 因组关联分析 中国科学院大学 中国科学院武汉植 物园 王跃进 张今今 王西平 等 葡萄无核基因定位与作图的 研究 遗传学报 任志华 葡萄品种灰霉病抗性鉴定及相关抗性基因发掘 沈阳农业大学 高宏艳 山葡萄白腐病抗性 精细定位及抗病基因表 达分析 沈阳农业大学 卢新雄 陈叔平 刘 旭 等 农作物种质资源保存技术规 程 北京 中国农业出版社 果 树 资 源 学 报