江蘇省葡萄育種研究成就與可持續(xù)發(fā)展建議

王西成，王壯偉，王博，吳偉民*

（江蘇省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所，江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點實驗室，江蘇南京 210014）

葡萄產(chǎn)業(yè)是江蘇省農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要組成部分，據(jù)江蘇省統(tǒng)計局網(wǎng)站數(shù)據(jù)（http://tj.jiangsu.gov.cn/2018/nj10/nj1012.htm），2017年江蘇省水果總產(chǎn)量309.79萬 t，而葡萄的產(chǎn)量為64.9萬 t，僅次于梨、桃，排在第3位，江蘇已逐步成為我國葡萄產(chǎn)業(yè)大省。江蘇省地處中緯度，瀕臨黃海，季風特征顯著，冬寒夏暑四季分明，是我國亞熱帶和暖溫帶氣候的過渡地帶，該地區(qū)最高氣溫一般出現(xiàn)在夏季的7—8月，春秋兩季氣溫相對溫和。全省年降水量為704～1250 mm，其中夏季降水量較為集中，約占全年降水量的50%，夏季高溫、高濕的氣候條件不利于葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[1]。在此背景下，江蘇省的葡萄產(chǎn)業(yè)仍獲得了快速發(fā)展，一方面獲益于避雨栽培技術(shù)的大力推廣，而另一方面與優(yōu)質(zhì)新品種的引進推廣密切相關(guān)。

1 江蘇省開展葡萄育種工作的意義

1.1 新品種是葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展的助推器

江蘇省從上世紀80年代初引進‘巨峰’葡萄開始，葡萄規(guī)?；N植發(fā)展迅速。而到了80年代中后期，伴隨著‘黑奧林’‘早生高墨’‘先鋒’‘京超’‘紅富士’‘龍寶’等巨峰系品種引進，全省葡萄種植面積的提升達到了高峰。到了90年代初期，隨著‘藤稔’葡萄的引進，全省葡萄種植面積又經(jīng)歷了一次迅速擴大期。1997年，伴隨著‘森田尼無核’‘紅地球’‘維多利亞’‘美人指’等歐亞種葡萄的進一步引入，全省葡萄的種植面積達到了4900 hm2。21世紀初期，隨著‘夏黑’‘白羅莎里奧’‘紅羅莎里奧’‘魏可’‘巨玫瑰’‘醉金香’等優(yōu)質(zhì)葡萄品種的繼續(xù)引入，江蘇省葡萄栽培面積得到迅速擴大，由2000年的6667 hm2猛增到2009年的1.73 萬hm2[1]。2012年葡萄品種‘陽光玫瑰’在江蘇引種成功，成為繼‘巨峰’‘藤稔’‘夏黑’之后的又一個主要栽培品種，至2017年，江蘇省葡萄種植面積已有3.59萬 hm2。新引進的葡萄品種綜合性狀優(yōu)良，經(jīng)濟效益高，促進了果農(nóng)的持續(xù)增收。

新品種的不斷培育與引進能夠提高葡萄市場活力，促進葡萄市場的可持續(xù)發(fā)展。目前，新品種引進是我國鮮食葡萄品種更新?lián)Q代的主要方式，我國主栽的鮮食品種‘巨峰’‘夏黑’‘陽光玫瑰’等品種均引自日本，‘紅地球’引自美國，‘玫瑰香’引自西歐，但隨著品種商業(yè)化趨勢的增加，各國均加強了對本國自育品種的保護，輕松引進國外品種已成為歷史，因此大力發(fā)展葡萄育種事業(yè)，不斷培育綜合性狀優(yōu)異且具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新品種對于江蘇省乃至全國葡萄產(chǎn)業(yè)未來的可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。

1.2 江蘇省的立地環(huán)境條件需要適宜新品種的培育

江蘇省季風特征顯著，夏季6—7月之后，受東亞季風的影響，淮河以南地區(qū)進入梅雨期，高溫高濕的氣候條件極易誘導(dǎo)病害的發(fā)生，影響葡萄的產(chǎn)量與品質(zhì)，嚴重制約江蘇省葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。從葡萄品種角度來講，為推動江蘇省葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必須推廣抗熱、抗?jié)城铱共〉母呖辊r食葡萄品種或砧木，但從目前已有的資源來看，世界上抗?jié)场⒖垢邷?、抗病且品質(zhì)優(yōu)良的葡萄品種仍較缺乏，因此，結(jié)合當?shù)靥厥獾沫h(huán)境條件要求，培育具有本土特色的高抗、優(yōu)質(zhì)葡萄品種是提升江蘇省葡萄產(chǎn)業(yè)抵抗外界災(zāi)害能力的重要舉措，對于擴大葡萄的栽種面積具有重要作用。

1.3 新品種的培育是江蘇省設(shè)施葡萄可持續(xù)發(fā)展的有力保障

江蘇省經(jīng)濟發(fā)達，葡萄市場需求量大，同時江蘇省土地資源有限，設(shè)施葡萄已成為江蘇省葡萄產(chǎn)業(yè)的主要組成部分。設(shè)施葡萄由于棚膜等材料的日常更換，管理成本較高，為保障果農(nóng)的收益，設(shè)施葡萄一般品質(zhì)好、價格高。但在葡萄市場中若品種結(jié)構(gòu)單一勢必造成葡萄成熟期的過于集中，葡萄價格的下滑，果農(nóng)收益的降低，為保障葡萄市場的穩(wěn)定，江蘇省需實現(xiàn)設(shè)施葡萄優(yōu)質(zhì)品種的多元化。因此，從成熟期、果實品質(zhì)性狀等角度入手培育多種適于設(shè)施栽培的葡萄品種是江蘇省設(shè)施葡萄可持續(xù)發(fā)展的有力保障。

2 江蘇省近年來的葡萄育種成就

2.1 江蘇省種質(zhì)資源保存情況

種質(zhì)資源是葡萄育種工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。不同的葡萄種質(zhì)資源往往具有不同的性狀特征，或具有優(yōu)良的品質(zhì)性狀，或具有較強的抗脅迫能力，為充分利用葡萄種質(zhì)資源的優(yōu)勢性狀，培育綜合性狀優(yōu)良的新品種，必須收集并保存葡萄種質(zhì)資源[2]。以地方品種為例，其為一類重要的葡萄品種資源，他們分布區(qū)域相對較小且果實品質(zhì)性狀往往并不突出，但由于逆境選擇影響，其在特定地區(qū)往往具有較強的環(huán)境適應(yīng)性，能夠克服復(fù)雜的逆境環(huán)境，保持良好的生長狀態(tài)，因此，地方品種是重要的可利用的資源。江蘇省注重葡萄種質(zhì)資源的收集與保存工作，目前，南京農(nóng)業(yè)大學、江蘇省農(nóng)業(yè)科學院、張家港市神園葡萄科技有限公司均建有葡萄種質(zhì)資源圃（表1）。

果實品質(zhì)性狀、植物學生長信息等的多年數(shù)據(jù)對于評價種質(zhì)資源的應(yīng)用價值，定向篩選育種親本材料具有重要意義，江蘇省也重視葡萄種質(zhì)資源的性狀評價工作。江蘇省農(nóng)業(yè)科學院與南京農(nóng)業(yè)大學近年來已完成對果粒顏色、果刷、裂果、果形、落花落果等性狀的調(diào)查與評價[3-8]。

表1 江蘇省內(nèi)的葡萄種質(zhì)資源圃Table 1 Grape germplasm resource bank in Jiangsu province

2.2 重視葡萄遺傳與基因組學相關(guān)研究

葡萄新品種的選育是葡萄產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，科學與成功的葡萄育種離不開葡萄遺傳學的理論指導(dǎo)與豐富的葡萄種質(zhì)資源的物質(zhì)保障。葡萄育種學是葡萄遺傳學在改造與更好地組合葡萄品種性狀方面的實踐，也是優(yōu)良葡萄種質(zhì)資源與基因的創(chuàng)新及利用。南京農(nóng)業(yè)大學近年來與中國農(nóng)科院鄭州果樹所聯(lián)合開展了葡萄重要農(nóng)藝性狀的全基因組關(guān)聯(lián)分析，初步篩選出了一批與果實著色、果粒、成熟期等密切相關(guān)的遺傳位點，為下一步基因功能的確定及葡萄分子輔助育種技術(shù)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，兩家單位根據(jù)前人在相關(guān)研究成果，結(jié)合同行需求，編寫了《葡萄遺傳育種與基因組學》一書，系統(tǒng)介紹了世界葡萄遺傳育種與基因組學相關(guān)進展，為科研工作者開展相關(guān)研究提供了良好的借鑒[9]。

2.3 江蘇省注重葡萄新品種的選育

我國的葡萄生產(chǎn)企業(yè)與科研工作者近年來也開始重視葡萄育種工作的發(fā)展。在1959—2015年間，我國共選育葡萄品種316個，其中2000年以后育成206個品種，占總育成品種的66.7%[10]。江蘇省近年來也加大了葡萄新品種的培育[10-11]，神園葡萄科技有限公司、南京農(nóng)業(yè)大學、江蘇省農(nóng)業(yè)科學院等單位相繼選育了十余個葡萄品種（表2），奠定了江蘇省葡萄種質(zhì)創(chuàng)新的地位，積累了豐富的種質(zhì)創(chuàng)新經(jīng)驗[4]。這些品種多具有外觀新奇、風味好、品質(zhì)優(yōu)等優(yōu)點，適于一定規(guī)模的推廣以及現(xiàn)代休閑農(nóng)業(yè)、觀光農(nóng)業(yè)的應(yīng)用，在江蘇及周邊地區(qū)推廣面積逐年上升，其中由張家港市神園葡萄科技有限公司培育的‘黑美人’是為數(shù)不多的被國際認可的我國自主選育的優(yōu)質(zhì)葡萄品種。該品種目前已在日本開始推廣栽培，品種信息收錄于世界知名葡萄育種專家植原宏（日本）的著作中。南京農(nóng)業(yè)大學根據(jù)近年來葡萄新品種選育情況，撰寫了《中國自主選育葡萄品種》一書，擬定于9月份出版。

3 江蘇省葡萄育種研究面臨的挑戰(zhàn)

盡管江蘇省葡萄產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，選育的新品種數(shù)量逐漸增多，但在育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中也面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。

3.1 消費市場對綜合品質(zhì)性狀的要求日漸增高

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，消費者對水果的要求也逐漸增多，由原來的“好看、好吃”逐步升級為色、香、味俱全，同時還需要安全、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)。江蘇省近年來雖然培育了各具特色的葡萄品種，但仍未培育出綜合品質(zhì)極好，具有劃時代意義的品種，江蘇省葡萄育種事業(yè)的發(fā)展仍有較長的路要走，育種工作將是江蘇省乃至我國的長期戰(zhàn)略任務(wù)。

3.2 自主選育的葡萄品種仍較缺乏

國外新品種的引進對我國葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用，但為維持我國葡萄產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，我國必須自力更生，培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)且綜合性狀優(yōu)異的葡萄新品種[2]。江蘇省作為葡萄產(chǎn)業(yè)大省，應(yīng)該把握時代機遇，利用自身科技及經(jīng)濟發(fā)展優(yōu)勢，推動我國葡萄育種事業(yè)的發(fā)展。另外，江蘇省葡萄產(chǎn)業(yè)以鮮食葡萄為主，但并不代表釀酒葡萄在未來沒有發(fā)展前途。根據(jù)江蘇省的地理環(huán)境特征，篩選適宜的釀酒葡萄品種，開展有地區(qū)特色的釀酒葡萄品種的培育工作應(yīng)該受到足夠的重視。砧木嫁接是提高葡萄品種抗性有效方式，但目前江蘇省內(nèi)有關(guān)砧木品種的選育工作仍較滯后，華東地區(qū)的葡萄資源及農(nóng)家品種也未能得到很好的利用，這在今后的育種工作中應(yīng)引起足夠的重視。

表2 江蘇省近年來選育的葡萄新品種Table 2 New grape varieties selected in Jiangsu province in recent years

3.3 需要建立高效育種技術(shù)平臺

果樹育種技術(shù)包括雜交育種、芽變育種、實生選種、誘變育種、胚挽救技術(shù)、分子輔助育種等多種育種技術(shù)手段[9,12]。從我省乃至我國葡萄育種情況來看，雜交育種、芽變育種、實生選種仍是主要的育種方式，受結(jié)果時間的限制以及雜交后代果實特性不確定性的影響，該類育種技術(shù)年限較長，需投入大量土地資源與人力資源，費時費力，因此有必要推廣多種育種技術(shù)，建設(shè)種質(zhì)資源評價、育種親本精準選配、后代優(yōu)株早期篩選、品種快速鑒定、新品種審定與推廣、人才隊伍培養(yǎng)等各個育種環(huán)節(jié)無縫銜接、融合貫通、高效運轉(zhuǎn)的國內(nèi)領(lǐng)先葡萄高效育種技術(shù)平臺[13]。