我國葡萄種質資源收集保存和研究利用進展.pdf

書 書 書 果 樹 資 源 學 報 專 家 論 壇 我 國 葡 萄 種 質 資 源 收 集 保 存 和 研 究 利 用 進 展 趙 旗 峰 黃 麗 萍 劉 曉 婷 王 敏 荀 志 麗 馬 小 河 山西農業(yè)大學果樹研究所 果樹種質創(chuàng)制和利用山西省重點實驗室 山西太原 收 稿 日 期 基 金 項 目 農業(yè)部農作物種質資源保護 棗葡萄種質資源收集 編目 更新與利用 科技部資源平臺專項 國家棗葡 萄種質資源平臺 國家現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系專項 第 一 作 者 簡 介 趙旗峰 男 副研究員 碩士 主要從事果樹資源與育種研究 電話 通 訊 作 者 馬小河 男 研究員 主要從事果樹生理與栽培技術研究 電話 摘 要 葡萄種質資源是葡萄科技創(chuàng)新和現(xiàn)代產業(yè)發(fā)展的物質基礎 對促進鄉(xiāng)村振興和現(xiàn)代農業(yè)發(fā) 展發(fā)揮著重要的支撐作用 文章系統(tǒng)總結了我國葡萄種質資源的收集保存 鑒定評價和創(chuàng)新利用等方 面的研究進展 分析存在的主要問題 對未來的發(fā)展趨勢和研究方向進行了展望 關 鍵 詞 葡萄 種質資源 收集保存 鑒定評價 創(chuàng)新利用 文 章 編 號 中 圖 分 類 號 文 獻 標 識 碼 Collection ConservationofGra p eGerm p lasm ResourcesandPro g ressofResearch UtilizationinChina Abstract Keywords 葡萄屬于葡萄科 葡萄屬 大約有 多個種 主要分布于歐亞 北美和東亞 個 起源中心 歐亞種群原產地中海 黑海沿岸和高 加索 中亞西亞一帶 僅有 個歐亞種 包 含野生亞種 以及由野生亞種進 化而來的栽培亞種 個亞種 目前 世界各國栽培的葡萄絕大多數(shù)屬于本種 東亞種群 絕大多數(shù)原產于中國 近 個種和變種遍布于我國 個省 自治區(qū) 直轄市 北美種群原產北美大西洋 沿岸至加拿大東部 近 個種 目前科研和生產上 應用的主要有 多個種 我國是世界鮮食葡萄生產 第一大國 也是葡萄屬植物的重要原產地之一 種質 資源豐富 栽培歷史悠久 在資源調查 收集保存 鑒 定評價和創(chuàng)新利用研究等方面取得了巨大成就 資源調查和收集保存 我國野生葡萄資源豐富 栽培品種相對匱乏 為 了摸清家底 加強野生資源保護 國家先后于 年 年 年 次組織開展 了全國農作物種質資源普查與收集工作 挽救了大 批珍稀瀕危的野生 地方種質資源 在品種的引進方面 為了滿足科研和生產上的需 求 全國各研究單位 大學或企業(yè)先后以不同方式從 世界多個國家引入各種品種 主要可分為 個時期 年 以前蘇聯(lián)和東歐各國為主 年 以美國 日本 東歐和西歐為主 年 鮮食品種以日本 美國的為主 釀酒葡萄品種以法 國 意大利為主 年以后仍然以美國 日本 歐洲 為主 在對內加強收集 對外引進的共同作用下 使我國葡萄種質資源更加豐富 各葡萄研究單位 大 學 企業(yè)等共保存的葡萄種質資源達 余份 我國葡萄種質資源保存方式以田間保存為主 主 要保存于河南鄭州國家葡萄種質資源圃 山西太谷國 家葡萄種質資源圃 吉林左家山國家山葡萄種質資源 圃等 各圃嚴格按照 國家作物種質資源管理辦法和 管理細則 和 農作物種質資源保存技術規(guī)程 進行管 理 確保資源的安全保存和高效利用 國家葡萄種質資源圃建立 建立國家級的葡萄種質資源圃是我國實施葡萄 種質資源保護 種質創(chuàng)新和共享利用的國家戰(zhàn)略 對 我國葡萄產業(yè)的快速發(fā)展意義非凡 年 全國科學技術發(fā)展規(guī)劃綱要把加強品種收集 鑒定 保存和利用的研究作為了重點研究項目 年 之后國家開始對果樹種質資源圃進行了物資和資金 的支持 年農業(yè)部制定了 關于國家果樹種質資 源圃建設管理意見 年鄭州葡萄圃 太谷葡萄圃 通過了農業(yè)部科技司組織的專家驗收 正式掛牌為國 家葡萄種質資源圃 均為綜合型資源圃 年吉 林左家山葡萄圃通過驗收正式掛牌 成為保存原產東 北的 珍貴的抗寒資源山葡萄的國家圃 至此我 國確定了 個國家葡萄種質資源圃 資源的鑒定評價 鑒 定 評 價 技 術 越 來 越 規(guī) 范 種質資源鑒定評價是資源研究和高效利用的基 礎和關鍵 為了保障種質資源表型性狀鑒定評價數(shù) 據(jù)的統(tǒng)一和穩(wěn)定 我國先后 次制定完善鑒定評價技 術規(guī)程 年參照前蘇聯(lián)的相關資料 北京農業(yè) 大學等單位制定了 葡萄品種觀察記載項目 標準和 方法 草案 對我國當時葡萄品種的研究起到重要 的指導意義 年鄭州果樹所參考國際相關文件 制定了 葡萄種質資源描述符 年出版了 葡萄種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準 最終確定 了 個葡萄種質資源性狀的描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標準 年制定了 農作物種質資源鑒定技術規(guī)程 葡 萄 年制定了 優(yōu)質葡萄種質資源鑒定技術規(guī) 程 年制定了 植物新品種特異性 一致性和穩(wěn) 定性測試指南 葡萄 年制定了 植物種質資源 描述符 等農業(yè)行業(yè)標準 為進一步規(guī)范了種質資源 的鑒定評價和統(tǒng)一標準 表 型 農 藝 性 狀 鑒 定 日 趨 全 面 農藝性狀是一個品種最直觀的性狀 對農藝性狀 的鑒定評價 可以為科研和生產提供最直接 最基礎 的理論支撐 楊鑫 等對 個葡萄品種的成熟葉 片采用度量性狀與非度量性狀相結合的方法進行系 統(tǒng)調查 王紹祖等 對 份葡萄種質的果粒整齊 度進行了田間調查 魯雅楠等 將 份葡萄種質 資源的果穗穗形細分為 種 這一研究豐富了葡萄品 種資源評價內容 許瀛之等 對 份葡萄種質資 源的花序特點進行了調查分析 王鵬等 對 個 種群的 份葡萄種質資源的耐拉力和耐壓力特性 進行了鑒定評價 對其果柄耐拉力和果實耐壓力按具 體數(shù)值范圍劃分了不同的等級 張培安等 對 份葡萄種質材料 按不同類型 種 和用途的 葡萄果形特點 不同果形單果質量的分布 以及質量 與其縱徑和橫徑的相關性 不同年代選育不同果形的 數(shù)量等進行了分析 左倩倩等 對 個葡萄品種 成熟期的果實性狀以及 個品種果洞褐化情況進行 分析 王旭旭等 對 個鮮食葡萄品種 個歐 美雜種 個歐亞種 通過清水浸泡試驗 了解比較 了其裂果情況 譚偉等 對 個無核葡萄品種果穗 和果粒的平均質量 果皮顏色果實可溶性固形物等重 要品質性狀進行了統(tǒng)計分析 馬小河等 對 份 鮮食有核葡萄品種的果實主要數(shù)量性狀進行了分析 研究 為葡萄種質資源果實性狀的描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標 準化的建立提供了參考 劉鑫銘等 對 份栽培 品種葉片性狀進行了調查 分析了葡萄資源葉片表型 性狀的多樣性 這些研究為我國的葡萄種質創(chuàng)新 優(yōu) 異種質資源的篩選以及栽培管理提供了參考依據(jù) 葡 萄 抗 性 鑒 定 評 價 葡萄的抗寒性和抗病性是我國葡萄生產上最主 要的兩個性狀 在一定程度上影響著葡萄的栽培地 域 栽培模式及果品的產量和質量等 因此對葡萄的 抗寒性和抗病性進行評價是我國葡萄種質資源研究 的重要內容 賀普超等 對原產我國的 個野生種葡萄進 行了抗寒性研究 張文娥等 利用隸屬函數(shù)法綜合 評價了 個種 份葡萄屬種質資源的抗寒性 結果 均表明山葡萄的抗寒性最強 在分子水平上 劉鎮(zhèn) 東 對葡萄抗寒性進行了初步的 定位 張劍俠 等 以 份葡萄種質及 個雜交組合的 代 株為試材 進行了中國野生葡萄抗寒基因 標記 的研究 對葡萄抗寒育種早期進行分子標記輔助性選 擇 柴風梅 等通過研究葡萄抗寒性遺傳規(guī)律 利用 遺傳圖譜進行抗寒性 位點掃描并結合不同抗寒 性葡萄的轉錄分析 挖掘了控制葡萄抗寒性的候選基 因 果 樹 資 源 學 報 在抗病性方面 王躍進 王國英 等對葡萄抗 病性的方法進行了研究 李曉紅 劉新秀 趙 惠西 趙雨 等對葡萄霜霉病進行了抗病性鑒定 及評價 張穎 李峰 劉麗婷 蘇凱 等對葡 萄白腐病進行了抗性調查 鑒定評價及機制研究 趙 青等 對葡萄資源進行了根瘤蚜抗性差異的研究 這些研究為篩選出抗病性強的優(yōu)良品種和優(yōu)異種質 資源直接用于生產或作為改良品種的原始材料具有 十分重要的意義 分 子 標 記 與 重 要 性 狀 基 因 型 鑒 定 通過 等分子標記技術的應用 極大的促進了親緣關系 指紋圖譜構建 品種鑒 別 核心種質資源構建 及遺傳多樣 性 等方面研究工作 為我國葡萄起源研究 遺傳 圖譜構建 雜交后代鑒定 種質資源保護 分子遺傳育 種 優(yōu)異資源直接利用等多個研究領域提供了重要支 撐 分子標記技術的開發(fā)和應用同樣促進了重要性 狀的基因定位研究及基因組關聯(lián)分析 葡萄性狀多 為數(shù)量性狀遺傳 目前許多研究人員對葡萄果實質 地 香氣 種子 顏色 及抗病性 采后 等相關性狀的基因進行了 定位及關聯(lián)分析研 究 使表型性狀和基因型有機結合 極大地促進了葡 萄資源的精準鑒定 同時為優(yōu)異種質資源挖掘和加速 育種進程提供了技術支撐 葡萄種質創(chuàng)新與利用 我國從 世紀 年代就開始了鮮食葡萄品種 的選育工作 利用現(xiàn)有的資源 各科研單位先后培育 出了許多品質優(yōu)異的新品種 中國農科院鄭州果樹 研究所選育出 鄭艷無核 夏至紅 等系列新品種 中 科院植物研究所選育出 京早晶 京秀 等系列新品 種 山西農業(yè)大學果樹研究所選育出 早黑寶 無核 翠寶 等系列新品種 北京林業(yè)果樹研究所選育出 愛 神玫瑰 瑞都早紅 等系列新品種 河北昌黎果樹研 究所選育出 春光 蜜光 等系列新品種 沈陽農業(yè)大 學選育出 沈農碩豐 沈農香豐 等系列新品種 上海 農科院園藝研究所選育出 申寶 滬培 等系列品種 我國鮮食葡萄的選育取得了不凡的成績 釀酒葡萄 也先后選育出 余個品種 我國砧木品種的選育起 步較晚 但也培育出一批適合我國栽種的砧木新品 種 例如 上海市園藝研究所培育的 華佳 號 中 國農科院鄭州果樹所選育的多抗品種 抗砧 號 鄭 寒 號 等 以及西北農林科技大學選育的 凌砧 號 等新品種 存在的問題與展望 存 在 的 問 題 種質創(chuàng)新技術落后 新品種選育手段單一 選育 仍然以常規(guī)雜交育種 營養(yǎng)系選種 芽變選種等傳統(tǒng) 方法為主 雖然胚挽救技術及其他生物技術育種手段 也得到廣泛應用 但與歐美 日本等發(fā)達地區(qū)相比仍 存在較大的差距 在鑒定評價技術手段方面還僅限 于主要表型性狀的鑒定評價 重要性狀的基因型水平 挖掘深度不夠 種質資源表型精準鑒定和全基因組 水平基因型鑒定以及新基因發(fā)掘不夠 難以滿足品種 選育對優(yōu)特異新種質和新基因的需求 資源優(yōu)勢難以 轉化為經濟優(yōu)勢 展 望 加 大 種 質 資 源 的 收 集 加強種質資源的收集 尤其是來源于國內本土的 不同近緣野生種質資源 在最大程度上拓寬現(xiàn)有葡萄 資源的遺傳背景 為適應不同生態(tài)區(qū)的優(yōu)良新品種選 育提供材料基礎 加 快 種 質 創(chuàng) 新 技 術 研 發(fā) 基于傳統(tǒng)技術手段和葡萄生物學特性的育種技 術創(chuàng)新 利用現(xiàn)代生物學技術 結合葡萄基因組平 臺 明確育種目標 開展多元化靶向育種 提高育種效 率 加速育種進程 進一步加強葡萄胚挽救技術 并 建立一套行之有效的培養(yǎng)技術體系 加 快 推 進 種 質 資 源 的 精 準 鑒 定 加強種質資源鑒定評價技術研發(fā) 開展重要性狀 的基因型水平挖掘 開展多年 多點種質資源精準鑒 定 開展全基因組水平基因型鑒定以及新基因發(fā)掘等 工作 篩選優(yōu)異種質資源 為新品種選育和生產上應 用奠定堅實的基礎 提 高 葡 萄 種 質 資 源 的 共 享 利 用 系統(tǒng)開展資源整合 堅持 保用結合 在種質資 源安全保存的基礎上 加強種質資源共享利用信息化 平臺建設 利用現(xiàn)代信息技術 鑒定評價 宣傳和展示 種質資源 促進產學研用聯(lián)合 最大化的為科研 教 學 生產服務 提高共享利用效率 參 考 文 獻 賀普超 葡萄學 北京 中國農業(yè)出版社 歐陽壽如 葡萄品種及其研究 太原 山西人民出版 社 趙 威 我國農作物種質資源保護制度存在的問題及其完 善措施 山東農業(yè)工程學院學報 段長青 劉崇懷 劉鳳之 新中國果樹科學 年 葡萄 果樹學報 任國慧 吳偉民 房經貴 我國葡萄國家級種質資源圃的建 趙旗峰等 我國葡萄種質資源收集保存和研究利用進展 設現(xiàn)狀 江西農業(yè)學報 劉崇懷 中國葡萄種質資源研究 甘肅農業(yè)大學學報 專刊 劉崇懷 沈育杰 陳 俊 葡萄種質資源描述規(guī)范和數(shù)據(jù)標 準 北京 中國農業(yè)出版社 楊 鑫 孫宇杰 等 中國現(xiàn)有葡萄品種葉片形態(tài)評價與分 析 北方園藝 王紹祖 魏春曉 樊秀彩 葡萄種質資源果粒整齊度調查與 分析 果樹資源學報 魯雅楠 諸葛雅賢 裴清圓 等 葡萄種質資源果穗穗形調 查與綜合評價 園藝學報 許瀛之 張文穎 上官凌飛 等 葡萄種質資源花序的調查 與分析 植物遺傳資源學報 王 鵬 葡萄種質資源耐拉力 耐壓力鑒定及分級標準研 究 河南科技大學 王 鵬 樊秀彩 張 穎 等 份葡萄種質資源果柄耐 拉力鑒定評價 植物資源遺傳學報 張培安 樊秀彩 劉眾杰 葡萄種質資源果形性狀的分析 園藝學報 左倩倩 糾松濤 王 晨 等 葡萄品種資源果刷性狀及果 粒褐化調查與分析 植物遺傳資源學報 王旭旭 樊秀彩 李 傲 等 葡萄品種資源裂果性狀調查 與分析 園藝學報 譚 偉 唐曉萍 董志剛 等 無核葡萄種質資源果實重要 性狀的統(tǒng)計分析 中外葡萄與葡萄酒 馬小河 趙旗峰 董志剛 等 鮮食葡萄品種資源果實數(shù)量 性狀變異及概率分級 植物遺傳資源學報 劉鑫銘 張國海 劉崇懷 等 葡萄葉片表型多樣性分析 北方園藝 賀普超 牛立新 我國葡萄屬野生種抗寒性的研究 園 藝學報 張文娥 王 飛 潘學軍 葡萄屬 個種 份種質資源 抗寒性綜合評價 中國南方果樹 劉鎮(zhèn)東 山葡萄高密度分子遺傳圖譜構建及抗寒性 定位研究 沈陽農業(yè)大學 張 劍 熊 燕 王躍進 等 中國野生葡萄抗寒基因的 標記及其序列分析 中國農學通報 柴風梅 葡萄種質資源抗寒性評價及抗寒候選基因挖掘 中國科學院大學 中國科學院武漢植物園 王躍進 賀普超 葡萄白腐病和黑痘病抗性鑒定方法 西北農業(yè)大學學報 王國英 賀普超 葡萄霜霉病抗病性方法的研究 果樹 科學 李曉紅 沈育杰 葛玉香 等 山葡萄種質資源對霜霉病感 病性的評價研究 特產研究 李曉紅 宋潤剛 楊義明 等 山葡萄霜霉病的研究現(xiàn)狀及 防治對策 北方園藝 劉新秀 金恭璽 李 虎 葡萄種質資源抗霜霉病鑒定 新疆農業(yè)科學 趙惠西 不同葡萄種質資源對霜霉病的抗性鑒定及 分子標記的篩選 西北農林科技大學 趙 雨 葡萄種質資源葉片霜霉病的抗病鑒定及評價 沈陽農業(yè)大學 張 穎 孫海生 樊秀彩 中國野生葡萄資源抗白腐病鑒 定及抗性種質篩選 果樹學報 李 峰 樊秀彩 劉崇懷 等 葡萄種質資源對葡萄白腐病 抗性調查 中國果樹 劉麗婷 葡萄品種資源葉片白腐病和灰霉病的抗病鑒定 及評價 沈陽農業(yè)大學 蘇 凱 葡萄白腐病抗性 精細定位及轉錄調控機制 研究 沈陽農業(yè)大學 趙 青 杜遠鵬 王兆順 等 幾類葡萄資源對根瘤蚜抗性 的差異 園藝學報 吳子龍 方連玉 王 軍 等 份葡萄種質親緣關系的 分析 果樹學報 尚曉星 張安世 劉 瑩 等 玫瑰香系葡萄種質資源 遺傳多樣性分析及指紋圖譜構建 分子植物育 種 董志剛 劉政海 李曉梅 等 標記技術在葡萄品種鑒 別及遺傳育種上的應用 生物技術進展 杜晶晶 劉國銀 魏軍亞 等 基于 標記構建葡萄種質 資源分子身份證 植物研究 劉鑫銘 劉崇懷 樊秀彩 等 葡萄種質資源初級核心群的 構建 植物遺傳資源學報 張君玉 利用 和 分子標記構建葡萄核心種質 河南科技大學 劉闖萍 王 軍 沈育杰 等 山葡萄資源核心種質的初步 構建 植物遺傳資源學報 王衍莉 楊義明 范書田 等 基于 分子標記的 份 山葡萄及雜交后代的遺傳多樣性分析 生物技術通 報 朱駿馳 草莓香型葡萄香氣物質 精細定位及相關基 因的篩選 沈陽農業(yè)大學 程 程 葡萄種質資源揮發(fā)性香氣含量變異特點及全基 因組關聯(lián)分析 中國科學院大學 中國科學院武漢植 物園 王躍進 張今今 王西平 等 葡萄無核基因定位與作圖的 研究 遺傳學報 任志華 葡萄品種灰霉病抗性鑒定及相關抗性基因發(fā)掘 沈陽農業(yè)大學 高宏艷 山葡萄白腐病抗性 精細定位及抗病基因表 達分析 沈陽農業(yè)大學 盧新雄 陳叔平 劉 旭 等 農作物種質資源保存技術規(guī) 程 北京 中國農業(yè)出版社 果 樹 資 源 學 報