制汁葡萄品种改良岗位
刘玥言 赵方圆 郭印山 刘镇东 林洪 李坤 郭修武
抗寒性是指植物对寒冷气候条件的适应与抵御能力，是植物抗逆能力和环境适应能力的主要特征之一，也是影响葡萄地理分布的重要指标之一。低温胁迫对寒冷地区葡萄的树势、产量和品质有重要影响。培育出抗寒、优质品种不仅可以提高葡萄的抗寒能力，也可以减少北方葡萄产区冬季埋土防寒的劳动力成本，提高经济效益，对我国北方寒冷地区葡萄产业健康可储蓄发展具有有重大意义。本以抗寒性强的山葡萄‘双优’和优质但不抗寒的欧亚种 ‘红地球’葡萄及其杂交所获得的148株F1子代为试验材料，利用差热分析法测定‘双优’、‘红地球’亲本一年生枝条休眠芽不同时期抗寒性。同时对杂交后代群体休眠芽进行低温锻炼，测定休眠芽冰点值数据，应用模糊数学中隶属函数法对葡萄休眠芽抗寒性进行遗传分析。试验结果对深入了解葡萄抗寒性遗传特点和规律及抗寒优质葡萄新品种选育具有重要的理论和实践参考价值。
1 材料与方法
1.1 试验材料
本试验以‘红地球’、‘双优’及二者杂交所获得的148株F1子代为试验材料，试验材料均种植于沈阳农业大学葡萄试验园，采用常规管理。亲本取样：选取生长良好的‘红地球’，‘双优’植株，不进行埋土防寒，让其自然越冬。于2019年10月中旬第一次对亲本(‘红地球’，‘双优’）取样，之后每隔一个月取一次样，共取4次样。每次取样时选择发育良好、粗细适中的一年生枝条，将枝条从基部第3-8节剪下，即每个枝蔓取6个休眠芽；杂交后代取样：分别于2019年10月下旬和2020年10月下旬采集‘红地球’ב双优’F1代杂交群体的一年生枝条，将枝条放入4℃冰箱低温锻炼1个月，于11月下旬开始进行杂交群体抗寒性鉴定。
1.2 试验方法
1.2.1 ‘红地球’、‘双优’葡萄不同时期休眠芽抗寒性测定方法
利用高低温交变冰箱采用差热分析法对一年生‘红地球’、‘双优’不同时期休眠芽进行抗寒性鉴定。将切好的芽体放入有湿润吸水纸的培养皿中。每个电热模块中放入3个芽体，切面向下，设置三次生物学重复。高低温交变冰箱降温程序见表1。
1.2.2 ‘红地球’ב双优’F1代杂交群体抗寒性测定试验方法
采用差热分析法（同1.2.1）对一年生‘红地球’、‘双优’F1代杂交群体后代休眠芽进行抗寒性鉴定。然后，应用模糊数学中隶属函数法对葡萄休眠芽抗寒性进行综合评价，其公式如下：
SVij =（Xij - Xjmin）/（Xjmax - Xjmin）
参照张剑侠等（2014）的方法按照隶属度将杂交群体的抗寒性分为高抗（HR）、抗（R）、中抗（MR）、低抗（LR）、不抗（S）5个级别。分级标准如下：
Ⅰ级：0.70～1.00 为高抗（HR）
Ⅱ级：0.60～0.69 为抗（R）
Ⅲ级：0.40～0.59 为中抗（MR）
Ⅳ级：0.30～0.39 为低抗（LR）
Ⅴ级：0.00～0.29 为不抗（S）
2 试验结果
2.1 亲本‘红地球’和‘双优’不同时期抗寒性鉴定
利用差热分析法对自然越冬条件下‘红地球’、‘双优’葡萄进行不同时期抗寒性进行鉴定。从图1分析可知，10月20日-1月20日‘双优’葡萄休眠芽冰点值低于‘红地球’葡萄冰点值，亲本‘双优’比亲本‘红地球’葡萄抗寒性强。‘双优’葡萄于10月20日至11月20日休眠芽冰点值快速下降（-13℃下降至-19℃），于11月20日至12月20日休眠芽冰点值下降速度减缓（-19℃下降至-22℃），；于12月20日至1月20日休眠芽冰点值缓慢上升（-22℃上升至-21℃）。‘红地球’葡萄于10月20日至11月20日休眠芽冰点值缓慢下降（-10.5℃下降至-12.2℃），同时期冰点值下降速度低于‘双优’葡萄，于11月20日至12月20日休眠芽冰点值快速下降（-12.2℃下降至-15.5℃），同时期冰点值下降速度与‘双优’葡萄趋于相近。
2.2 葡萄抗寒性性状在在杂交群体中的分布及表现状况
由表2可知：2019年‘红地球’ב双优’杂交组合群体中20个株系表现不抗（13.8%），17个株系表现低抗（11.7%），53个株系表现中抗（36.6%），20个株系表现抗寒（13.8%），35个表现高抗（24.1%）；2020年11个株系表现不抗（7.4%），6个株系表现低抗（4.0%），49个株系表现中抗（33.1%），36个株系表现抗寒（24.3%），46个株系表现高抗（31.2%）。该杂交群体表现为中抗与高抗的数量较多，少数表现为不抗或低抗。2020年表现为中抗至高抗的株系数量较2019年明显增加。
由图2可以看出：2019年和2020年‘红地球’ב双优’杂交组合F1群体抗寒性隶属度频数分布可知，该杂交群体抗寒性表现差异大，五个级别均有分布，在抗寒性表型上表现出明显的分离，呈正态分布，表明葡萄抗寒性为数量性状，受多个基因控制。
2.3葡萄杂交群体抗寒性性状的遗传分析
由表3可知，‘红地球’ב双优’杂交群体母本抗寒性低（2019年均值-12.73℃，2020年-15.94℃），父本抗寒性高（2019年均值-23.56℃，2020年-28.01℃）。2019年子代抗寒性倾向于母本（2019年亲中值为-18.15℃，而子代平均值为-17.73℃），2020年子代抗寒性倾向于父本（2020年亲中值为-21.98℃而子代平均值为-23.81℃）。该杂交群体休眠芽冰点值分布范围较广，且2020年冰点值比2019年低，抗寒性更强（2019年冰点值分布范围-7.72~-24.77℃，2020年冰点值分布范围-15.12~-28.25℃）。杂交群体变异系数较大（2019年变异系数为22.16%；2020年变异系数为11.81%，均高于10%），变异潜力高，有利于选出抗寒性高的杂交品种（系）。该群体杂交后代超高亲率低（2019年2.07%，2020年2.01%）超低亲率较高（2019年13.10%，2020年8.04%），但是有一定比例高抗寒单株的出现。
3 小结
（1）在自然越冬条件下，随着气温的降低葡萄的抗寒能力逐渐增强，亲本‘双优’休眠芽的抗寒性显著强于‘红地球’葡萄的抗寒性，且随着抗寒锻炼的进行抗寒能力提高速度也快于‘红地球’的抗寒能力提高速度。
（2）2019年和2020年红地球’ב双优’葡萄杂交群体抗寒性表型遗传分析表数据表明，杂交后代的休眠芽抗寒性明显分离，呈正态分布，呈现数量遗传的特点。虽五个级别均有分布，但多数表现为中抗至高抗，且后代群体抗寒性变异系数较大，分离出了一定比例的抗寒性强的单株，有较大的选育出抗寒优质葡萄品种（系）的潜力。