来源 丨 国家葡萄葡萄酒产业网 种质资源收集与评价岗位 姜建福 樊秀彩 张颖 孙磊 刘崇怀

冬季温度低易导致葡萄组织器官损伤，直接影响翌年的生长和产量，尤其是在我国的北方产区，冬季葡萄需要埋土防寒，不但增加劳动成本，还会因出土造成树体二次损伤，严重时甚至整株死亡，低温已成为制约我国葡萄产业发展的重要因素之一。筛选和培育抗寒品种是解决该问题经济有效的途径之一。目前国内外有关葡萄抗寒性的研究多采用电导率法与差热分析法。本研究以中国农业科学院郑州果树研究所国家葡萄种质资源圃（郑州）中保存的129份代表性葡萄属种质为研究对象，通过采用差热分析法，利用高低温交变冰箱进行低温处理得出低温半致死温度，通过隶属函数法对其抗寒性进行分级，进一步分析不同葡萄种群、不同用途葡萄的抗寒性差异，筛选抗寒种质资源。研究结果为葡萄抗寒品种的选育与机理研究提供科学支撑。

129份试验材料取自中国农业科学院郑州果树研究所国家葡萄种质资源圃（郑州），包括欧亚种72份，欧美杂种39份，种间杂种18份。落叶后，在每份种质选取3株，每株选取长势一致的枝条2枝，要求长约40cm、直径约0.8cm、无病虫害，每株为1次重复，重复3次。枝条带回地窖沙藏备用。将采集的葡萄枝条用自来水反复冲洗去泥沙、杂质，擦干表面多余水分，避开芽眼剪成2-3cm的枝段，确保样品处理的一致性和可比性。然后将其平铺放置入抗寒仪电热模块中，使用高低温交变冰箱进行低温处理，降温程序如表1。

采用隶属函数法综合各项指标进行抗寒性评价。按照隶属度(Subordinate level，SL)将抗寒性分为5级：0.70~1.00为极强 (Extremely strong，ES)，1级；0.60~0.69为强(Strong，S) ，2级；0.40~0.59为中(Medium，M)，3级；0.30~0.39为弱(Weak，W)，4级；0~0.29为极弱(Extremely weak，EW)，5级。

采用差热分析法，使用高低温交变冰箱进行低温处理，温度传感器记录电热模块中的温度变化，并将其转换成电压（mV）形式输出，数据采集器实时检测环境温度及对应电压值，最终数据以Excel格式输出，绘制电压-温度折线图观察电压峰值所对应的温度，此温度即为组织受损细胞放热时的环境温度。

129份葡萄的抗寒性参数低温半致死温度分布范围在-20.4℃~-34.9℃之间。采用隶属函数法，根据公式计算出隶属函数值，利用origin 22.0软件对数据进行正态分布检测，最高峰值中心为-31.6℃，试验材料抗寒温度峰值集中在-31℃~-30℃，在该温度区间的试验材料有22份，半数试验材料抗寒温度高于-28℃，集中在-29℃~-23℃，在该温度区间有58份（图1）。结果表明，抗寒性性状呈连续分布，基本符合正态分布，说明葡萄抗寒性可能为多基因控制的数量性状。

利用Origin22.0软件进行聚类分析，将129份葡萄品种分为5类（图2），其中第Ⅰ类有28份种质，包含21份欧亚种，6份欧美杂种，1份种间杂种；第Ⅱ类有23份种质，包含19份欧亚种，5份为欧美杂种；第Ⅲ类有23份种质，包含15份欧亚种，6份欧美杂种，2份种间杂种；第Ⅳ类有34份种质，包含18份欧亚种，10份欧美杂种，6份种间杂种；第Ⅴ类有21份种质，包含12份欧美杂种，9份种间杂种。整体上欧亚种绝大多分布在第Ⅰ类、第Ⅱ类和第Ⅲ类，欧美杂种以及种间杂种大多分布在第Ⅳ类和第Ⅴ类。进一步分析表明，大致符合表2隶属函数法的分类结果，抗寒性强（S）和极强（ES）种质分布在第Ⅳ类和第Ⅴ类。欧亚种、欧美杂种、种间杂种分布有一定差异，种群的不同对葡萄抗寒性有一定的影响，结合表2表明，129份葡萄种质资源中，两种分类标准在高抗区间（第Ⅴ类）有28份种质资源重叠，该28份种质资源抗寒性较强。

欧亚种、欧美杂种和种间杂种的低温半致死温度有差异（图3），其中欧亚种的低温半致死温度平均值-27.0℃，欧美杂种的低温半致死温度平均值-31.1℃。结合图4表明，欧亚种内各抗寒性级别所占比例：22.2%极弱（EW）、18.1%弱（W）、34.7%中（M)、16.7%强（S）和8.3%极强（ES）；欧美杂种内各抗寒性级别所占比例：12.8%极弱（EW）、7.7%弱（W）、20.5%中抗（M)、7.7%强（S）和51.3%极强（ES）；种间杂种内各抗寒性级别所占比例：5.6%极弱（EW）、0%弱（W）、11.1%中（M)、16.7%强（S）和66.7%极强（ES），表明欧亚种、欧美杂种、种间杂种的抗寒性差异较大，三类葡萄的抗寒性由强到弱依次表现为种间杂种>欧美杂种>欧亚种。 

鲜食、酿酒和砧木种质的低温半致死温度有差异（图5），其中酿酒种质的低温半致死温度平均值为-28.5℃，砧木和鲜食种质的低温半致死温度平均值分别为在-31.1℃和-27.5℃。结合图6表明，鲜食品种内各抗寒性级别所占比例：22.2%极弱（EW）、15.6%弱（W）、30%中（M)、10%强（S）和22.2%极强（ES）；酿酒品种内各抗寒性级别所占比例：3.3%极弱（EW）、6.7%弱（W）、20%中（M)、10%强（S）和60%极强（ES）；砧木品种内各抗寒性级别所占比例：4.8%极弱（EW）、0%弱（W）、9.5%中（M)、14.3%强（S）和71.4%极强（ES），表明鲜食品种、酿酒品种、砧木品种的抗寒性差异较大，三种不同用途葡萄的抗寒性由强到弱依次表现为砧木品种>酿酒品种>鲜食品种。

本研究以国家葡萄种质资源圃（郑州）中的种质资源为基础，运用隶属函数法将129份葡萄属种质的抗寒性分为极弱(S)、弱（LR）、中(MR)、强(R)、极强（HR）5种类型，隶属度分级阈值分别对应(0，0.29]、(0.3，0.39]、(0.4，0.59]、(0.6，0.69]、(0.7，1.0]对其抗寒性进行了鉴定评价，利用该分级标准筛选出了麦可达木斯、5A、先锋等28份抗寒性强的葡萄种质。不同类群抗寒性存在差异：种间杂种＞欧美杂种＞欧亚种。不同用途葡萄抗寒性存在差异：砧木品种>酿酒品种>鲜食品种。