Analysis of Genetic Diversity of Vitis amurensis Rupr.(Vitaceae) Germplasm Resources

[ Objective] This study aimed to explore the genetic diversity of Vitis amurensis Rupr. （Vitaceae） germplasm resources. [ Method ] Out of total 245 pairs of primers, 18 were selected for SSR amplification of 360 V. amurensis experimental materials. [Result] The number of bands amplified by each primer ranged from 4 to 13 with a mean of 9.44. The length of bands ranged from 150 to 1 000 bp, concentrated at 200 -750 bp. The 18 pairs of primers amplified 170 bands totally, of which 167 bands were polymorphic with a polymorphism ratio of 98.2%. The Shannon＇s diversity index （I） is 1. 778 051. With the SSR-PCR am- plification of 360 V. amurensis varieties （ strains）, 5 specific bands were amplified by certain primers in several varieties（strains） accounting for 2.95% of the total bands. [ Conclusion] SSR molecular marker technique was an efficient method to detect the genetic diversity of V. amurensis and thereby is an effective tool for pedigree analysis and variety identification of A. amurensis varieties（strains）.

环塔盆地不同山葡萄品种果实品质间的差异

为山葡萄在环塔盆地生态区域的选育、推广应用提供科学理论依据,建立8个新疆山葡萄果实综合评价体系。以2019-2021年田间表现良好的山葡萄‘北冰红’‘双红’‘左优红’‘雪兰红’‘双丰’‘北国红’‘左山1’和‘左山2’为试材,测量果实23项外观及理化品质指标,按照测量结果进行描述性统计和主成分分析,根据综合得分进行排名。结果表明,23项果实品质指标变异程度不同,其中白藜芦醇、果形指数、Zn含量和花色苷变异程度较大,超过50%;果穗质量、原花青素、固酸比和Fe含量变异程度一般,为30%~50%;其他果实品质指标变异程度较小(<30%)。因子分析提取出6个特征根>1的公因子,累计方差贡献率达97.839%,公因子PC1贡献率达22.154%,主要由pH、果实纵径、横径、单果质量、单果体积和果穗质量决定,主要反映果实外观品质;公因子PC_(2)贡献率达20.987%,由可溶性固形物、总糖、糖酸比、固酸比和Mn含量5个因子决定,主要反映果汁的糖度;公因子PC_(3)贡献率为19.820%,由Ca、Mg和Cu含量3个因子决定,主要反映矿质元素含量。公因子PC_(4)贡献率为19.117%,由花色苷、总酸和果形指数3个因子决定,主要反映果汁色泽、酸度和果实形状;公因子PC_(5)贡献率为8.293%,由原花青素和总黄酮2个因子决定,主要反映果实的营养状况;公因子PC_(6)贡献率为7.467%,由白藜芦醇和Zn含量2个因子决定,主要反映白藜芦醇和Zn含量的高低情况。山葡萄果实品质综合得分排序由高到低依次是:‘北冰红’‘左优红’‘雪兰红’‘左山2’‘北国红’‘双丰’‘双红’‘左山1’。

不同山葡萄品种CO_(2)响应模型拟合及评价

为探索不同山葡萄品种叶片CO_(2)响应特征差异,以5 a生山葡萄‘北冰红’‘北国红’‘双红’和‘雪兰红’为试材,采用Li-6400便携式光合仪,测定果实膨大期山葡萄叶片光合-二氧化碳响应曲线(photosynthetic CO_(2)response curve,P_(n)-C_(i))以及胞间CO_(2)浓度(intercellular CO_(2)concentration,C_i)、气孔导度(stomatal conductance,G_s)、水分利用率(water use efficiency,WUE)和蒸腾速率(transpiration rate,T_r)等气体交换参数,基于直角双曲线模型、Michaelis-Menten模型和直角双曲线修正模型3种模型拟合山葡萄叶片P_(n)-C_(i)响应曲线。结果表明,直角双曲线修正模型拟合的山葡萄P_(n)-C_(i)响应曲线,其拟合参数与实测值最为接近,可直接计算CO_(2)饱和点(CO_(2)saturation point,CSP)。随大气CO_(2)浓度(atmospheric CO_(2)concentration,C_a)的增加,4个山葡萄品种C_i呈线性递增趋势;G_s和T_r总体呈先升后降趋势;WUE先降后升,呈“U”型变化趋势。主成分分析提取出2个主成分,累计贡献率达84.613%。综合评价‘雪兰红’得分最高,光能转化利用率最高,在低C_a环境下的适应性最佳;‘双红’在不同C_a水平下均可保持较高光合效率,排名第2。综上所述,直角双曲线修正模型拟合山葡萄叶片P_(n)-C_(i)响应曲线效果最优。

不同采收期北冰红葡萄中总酚含量变化规律研究

为综合评价北冰红葡萄品种特性,以3个采样点(阳坡、阴坡、半阴半阳坡)5个不同采收期(T1、T2、T3、T4、T5)的北冰红葡萄为研究对象,测定单粒果重、可溶性固形物等指标,以福林肖卡法重点考察了果实不同部位(果皮和果籽)总酚含量的变化,旨在研究不同采收期北冰红葡萄果实酚类物质的积累规律.结果表明,3个采样点在T5时期的北冰红葡萄果实中总酚含量分别为88.48 mg/g、88.06 mg/g、78.34 mg/g,均显著(p<0.05)高于其他时期的总酚含量,且单粒果重和可溶性固形物含量随采收期的延长而增长,确定了北冰红葡萄的最适采收期为T5.该研究结果将为实际生产中进一步调控酿酒葡萄总酚物质积累和果实品质提供一定的理论依据.

双优山葡萄叶柄内矿质营养动态变化的研究

对双优山葡萄叶柄内的 7种矿质元素在年生长季节内的变化进行了分析测定。结果表明 :N、K的含量在生长期内呈下降态势 ,N在前期下降迅速 ,K在中后期含量有所回升 ;Mg、P在整个年生长期变化波动不大 ;Ca呈上升态势 ,较其他葡萄品种明显偏高 ;Fe、Zn的含量呈交替变化。各元素都有相对稳定的时期 ,因此 ,在对双优山葡萄叶进行分析时 ,不同矿质元素不宜同一时期取样。各时期双优山葡萄叶柄内N、P、K、Ca、Mg比例大约在 10 0 0∶3 90∶11 4 4∶2 9 13∶5 38,建议双优山葡萄追肥以N、P、K为主 ,适当补施Ca。

酿酒葡萄新品种‘北冰红’

酿酒葡萄新品种‘北冰红’是以‘左优红’旬成熟。果粒圆形，蓝黑色，单果1．30g，果穗159．5g。35．2％～37．0％，总酸1．34％～1．59％，出汁率22．0％，与‘84-26-53’杂交育成。在吉林市地区9月下12月上句采收树上冰冻果实，可溶性固形物含量抗寒、抗病性强。产量高，冰红酒酒质好。

山葡萄果单宁含量与酒质的关系

以野生山葡萄83个株系及种内、种间杂交37个组合146个后代株系,共229个株系的浆果为实验材料,用分光光度———比色法测定浆果单宁含量。单宁含量(mg/100ml)总趋势为:野生山葡萄(90.30±0.36)>山葡萄×山葡萄(69.18±0.32)>(山葡萄×欧亚种葡萄)×山葡萄(46.07±0.30)>(山葡萄×欧亚种葡萄)×欧亚种葡萄(34.54±0.23)>山葡萄×欧亚种葡萄(26.02±0.26)。确定了山葡萄种内和种间种杂交育种亲本浆果单宁含量指标,为选育优良酿酒葡萄新品种提供了实验参数,保证了酿造具有独特风格和品质的山葡萄酒的质量。

酿造干红葡萄酒新品种‘左优红’

'左优红'由'79-26-18'与'74-1-326'杂交育成.在吉林市地区果实9月中旬成熟.果粒圆形、蓝黑色,单粒1.36 g,果穗144.8 g.果实含可溶性固形物18.5%～24.4%,总酸1.191%～1.447%,出汁率66.4%.干红酒质好,抗寒性强,产量高,抗病性强.

山葡萄种内和种间杂交F1-F4代果实酸和糖含量的遗传分析

1973 -2005年对我国东北地区山葡萄抗寒的种质资源（品种、品系）进行种内杂交，并与果实高糖低酸、不抗寒的欧亚种酿造葡萄品种进行种间杂交、回交和重复杂交（8种杂交模式），共73个组合，杂种苗成活10 544株。共分离出低酸高糖3 049株，占杂种苗总株数28.9%。8种杂交模式果实总酸含量（低→高）排列顺序是： （山—欧） F2×欧亚种→ （山—欧） F1×欧亚种→山葡萄×欧亚种→ （山—欧） F1× （山—欧） F1→ （山—欧） F2× （山—欧） F2→ （山—欧） F2×山葡萄→ （山—欧） F1×山葡萄→山葡萄×山葡萄。果实糖含量（高→低）排列顺序是： （山—欧） F2×欧亚种→ （山—欧） F1×欧亚种→ （山—欧） F2× （山—欧） F2→ （山—欧） F1× （山—欧） F1→山葡萄×欧亚种→ （山—欧） F1×山葡萄→ （山—欧） F2×山葡萄→山葡萄×山葡萄。遗传规律是：山葡萄种内和种间杂交后代（F1-F4）果实总酸和糖含量性状分离，表现为连续分布，趋向于高酸和低糖亲本，杂交组合中高酸低糖亲本越多，分离出的高酸低糖单株越多，为多基因控制的数量性状遗传。已从（山—欧） F1×山葡萄、 （山—欧） F1× （山—欧） F1和（山—欧） F2× （山—欧） F2杂交模式中选育出酿造干红山葡萄酒新品种‘左优红’、品系94-7-75、94-8-168、98-17-121和酿造冰红酒新品系2002-1-135。

山葡萄种内杂交后代的性状遗传

对山葡萄种内杂交后代抗寒力、花型和果实性状的遗传进行了研究。杂种一代抗寒力未出现分离:雌能花与雄花、雌能花与两性花的比例均接近1:1;果穗重量超亲的植株占30.12％～90.03％;果粒重量大于亲中值,趋向果粒重量大的亲本;果实含糖量趋中,并倾向含糖量低的亲本,超亲植株占10.69％～25.68％。

RAPD标记在山葡萄种质鉴定中的应用

采用修改后的CTAB法获得了高质量的基因组DNA。利用RAPD标记技术对山葡萄 7份种质进行鉴定 ,用 4个引物 (从 30个引物中筛选 )对试材进行PCR扩增 ,共扩增出 30条谱带 ,平均每条引物产生 7.5条谱带 ,其中 2 1条谱带为多态性谱带 ,占总谱带数的 70 %。不同引物扩增的谱带数不同 ,范围在 6～9条之间。利用 4个引物扩增出的多态性谱带可以将 7份山葡萄种质区分。

山葡萄性别相关AFLP标记筛选及SCAR标记转化

通过AFLP分子标记方法,应用64对引物组合EcoRⅠ-NNN/MseⅠ-NNN对山葡萄雌花、雄花和两性花植株基因池进行筛选,引物E-AGC/M-CTG在雄花和两性花植株基因池DNA中扩增出一条分子量为283bp的特异性条带;经组池个体和其它品系验证,该特异性条带能在雄株和完全植株中稳定出现。将该特异性条带回收、克隆、测序,设计SCAR标记引物,对已知性别的85份山葡萄种质进行盲测,准确率达到97·6%,表明标记转化成功。由于该SCAR标记在绝大多数山葡萄栽培品种和有育种价值的种质资源中得到验证,可利用该SCAR标记对山葡萄杂交后代在苗期进行性别鉴定,提高育种效率。

自然越冬过程中山葡萄抗寒生理指标的变化

为了探明山葡萄扦插苗的抗寒生理特性,以二年生山葡萄扦插苗枝条为材料,在自然越冬过程中,研究山葡萄枝条组织的含水量、可溶性糖、游离脯氨酸、可溶性蛋白含量及细胞膜透性的变化。结果表明:山葡萄扦插苗在自然越冬过程中,其扦插苗枝条的各种抗寒生理指标变化均存在一定差异,含水率在2011年11月—2012年3月的变化不大,4月随着气温的升高,枝条中的含水量升高,含水率达84.5%,且与其他各测定时间的差异达显著水平;可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸含量和相对电导率随温度的变化呈先上升后降低的趋势,但不同生理指标的变化幅度存在一定差异。

盐碱胁迫对山葡萄光合特性及生长发育的影响

以棚内盆栽山葡萄品种‘双优’(抗逆性弱)和‘左山一’(抗逆性强)扦插苗为材料,利用气体交换分析和叶绿素荧光诱导动力学分析手段,研究了轻度、中度和重度盐碱胁迫对不同抗逆性山葡萄品种的光合特性及PSⅡ活性以及生长发育的影响,为山葡萄耐盐碱品种的评价提供理论依据。结果显示:(1)‘双优’各胁迫程度下的净光合速率(P_n)、气孔导度(Gs)和重度胁迫下的蒸腾速率(T_r)显著低于对照,而‘左山一’重度胁迫下的Pn和T_r、中重度胁迫下的Gs、各胁迫程度下的胞间二氧化碳浓度(Ci)显著低于对照,净光合速率下降主要归因于气孔限制和非气孔限制。(2)轻度、中度盐碱胁迫‘双优’叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RS)、单位面积内有活性反应中心数目(RS/CS)和吸收光能为基础的性能指数(PIABS),以及重度盐碱胁迫下‘左山一’的ABS/RS、RS/CS、用于电子传递的光能(ETo/CS)均显著低于相应对照,其余均无显著变化。(3)2品种山葡萄植株茎流率及株高、叶片数和根系生物量等生长指标在不同盐碱胁迫水平下均比对照显著降低,并以‘双优’品种降低幅度更大。研究表明,盐碱胁对山葡萄‘左山一’的叶片净光合速率、PSⅡ光能吸收和传递效率以及生长的抑制作用均小于‘双优’,‘左山一’的耐盐碱性更强。

山葡萄的花型遗传

对１５个杂交组合１１３８株山葡萄种内杂交后代的花型进行了调查，结果表明：山葡萄花型的遗传符合Ｌｅｖａｄｏｕｘ（１９４６）的假说〔１〕，受Ｍ．Ｈ．Ｆ３个等位基因控制。野生状态下，雄花植株基因型为异质ＭＦ；目前发现唯一的两性花种质资源‘双庆’基因型为异质ＨＦ；雌能花植株基因型为ＦＦ；人工杂交以后可以产生基因型为ＨＨ的两性花植株和基因型为ＭＨ的雄花植株。

山葡萄种内和种间杂交后代果实成熟期遗传分析

1973～2003年对我国东北山葡萄抗寒的种质资源(品种、品系)进行种内杂交,并与不抗寒的欧亚种酿造葡萄品种进行种间杂交、回交和重复杂交。共定植34个组合杂种苗,成活5639株。观察5种杂交模式,34个组合5639株杂种(F1,F2)苗的果实成熟期的遗传规律。5种杂交模式果实成熟期(早→晚)排列顺序是:山葡萄×山葡萄≥(山-欧)F1×山葡萄≥山葡萄×欧亚种≥(山-欧)F1×(山-欧)F1≥(山-欧)F1×欧亚种。遗传规律是:山葡萄种内和种间杂交后代(F1,F2)果实成熟期分离,表现为连续分布,倾向于早熟亲本,杂交组合中早熟亲本越多,分离出的早熟单株越多,为多基因控制的数量性状遗传、“早熟基因”有累加效应、呈显性遗传给后代。

山葡萄种内杂交F_1对霜霉病抗性遗传的研究

通过田间自然鉴定和室内人工接种鉴定，研究了山葡萄种内杂交、自交和自然授粉实生的１２个组合２５８０株杂种苗对霜霉病的抗性及其遗传特征。结果表明，山葡萄有抗霜霉病和不抗霜霉病的类型。后代组合群体的抗病性差异显著，呈连续性分布，表现出数量性状遗传特征，Ｆ１代感病级次高于亲中值，抗病类型的品种、品系中存在微效抗病多基因，后代群体抗病性主要由亲本抗病性所决定。已从通化３号×双庆、左山一自然授粉实生组合中选育出抗霜霉病的两性花新品系０１６、８８－１００和７７－７－６４。

山葡萄新品种‘左山二’

我国北方地区,特别是东北地区,冬季气候严寒,葡萄均需下架埋土防寒。已有山葡萄虽很抗寒,但结果系数低,果穗、果粒均小,产量极低,扦插又不易生根。为此,从1974年开展了野生山葡萄的选种工作,以期获得丰产优质、扦插易于成活、抗寒性强的酿酒新品种。 一、选育经过 ‘左山二’是1974年在黑龙江省尚志县苇河镇志成村的野生山葡萄(Vitis amurensisRupr.)资源中,选得的‘74003’单株繁殖而成的无性系。当年11月采集成熟的一年生蔓,1975年繁殖自根苗并定植于优良品系比较鉴定圃。扦插较易生根。自1978年开始,同时进行果实性状、农业生物学特性观察和酿酒试验,至1980年结束观察。1979年定植自根苗100株,结果后进一步观察确认其农业性状和酿酒品质均优。1984年在所内扩繁8.6亩,同年在黑龙江省友谊农场、吉林省通化市园艺研究所等单位进行区域适应性鉴定。1989年3月由吉林省农作物品种审定委员会审定为新品种,定名为‘左山二’。

山葡萄果实成熟过程中呼吸强度和主要营养成分的变化规律

对山葡萄品种“双优”和“左山一”果实成熟过程中呼吸强度、浆果百粒重和主要营养成分的变化进行了分析。结果表明 :山葡萄果实成熟过程中 ,呼吸强度先呈上升趋势 ,然后逐渐下降或者一直呈下降趋势 ;百粒重在成熟前期呈上升趋势 ,成熟后期呈下降趋势 ;总糖、维生素C、色素和游离氨基酸呈上升趋势 ;

完全花山葡萄四倍体种质的发现及鉴定

山葡萄种质 2 4 13为 75 2 2 0 0 (通化 3号×双庆 )植株的一个枝蔓变异的自然授粉后代。对2 4 13及 75 2 2 0 0进行了形态学、组织学、孢粉学、细胞学鉴定。结果表明 ,2 4 13叶片大而厚 ,叶柄和枝条粗壮 ,节间长 ,气孔大 ,花粉粒大 ,花粉发芽率低 ,体细胞染色体 2n =76 ,证明其为四倍体。