近40a黄土高原酿酒葡萄春霜冻气候风险评估

选取黄土高原酿酒葡萄产区13个气象站点1981−2020年春霜冻期(4月1日−5月31日)逐日最低气温观测资料,运用数理统计和空间分析方法,研究不同年代黄土高原酿酒葡萄春霜冻灾害发生站次比、频率、日数、强度及风险,评估黄土高原酿酒葡萄春霜冻气候风险。结果表明:1981−2020年,黄土高原酿酒葡萄春霜冻期平均日最低气温呈极显著上升趋势(P<0.01),气候倾向率为0.42℃·10a^(-1);日最低气温极小值呈极显著下降趋势(P<0.01),气候倾向率为−0.75℃·10a^(-1);日最低气温极小值的气候倾向率负值主要分布在产区北部或南部零星地区,左权地区降温(0.76℃·10a^(-1))达显著水平(P<0.05)。黄土高原轻度春霜冻发生站次比下降,中度、重度及综合春霜冻上升;轻度、中度春霜冻频率和日数降低,重度春霜冻频率、日数增加,且重度春霜冻强度呈显著增加趋势(P<0.05),春霜冻综合频率、日数降低,强度呈显著增加趋势(P<0.05);各级春霜冻频率、日数、强度自西南向东北增加。黄土高原酿酒葡萄气候风险特征为轻、中度春霜冻的风险降低,重度和综合风险增加;高风险区域主要分布在北部的左权、太古等地,低风险区域主要分布在南部的鄠邑区、渭南等地。

葡萄响应盐胁迫的研究进展

在葡萄生产中,盐胁迫是常见的非生物胁迫之一。在发生盐胁迫时,葡萄的产量与品质常常会降低,因此提高葡萄对盐胁迫的耐受性,已成为葡萄栽培中迫在眉睫的问题。本文综述了盐胁迫对葡萄生长发育及生理生化影响的研究进展,探讨了葡萄响应盐胁迫的分子机制和缓解盐胁迫的应对措施,并展望了葡萄耐受盐胁迫研究的方向。以期为葡萄耐盐机理的解析及耐盐品种的选育提供理论依据,为缓解葡萄盐害的栽培技术提供新思路。

混合菌剂对葡萄白粉病发生及叶际微生物多样性的影响

为明确常见杀菌剂及生防菌剂处理对葡萄白粉病发生及葡萄叶际微生物多样性的影响,进一步预测叶际微生物功能,采用随机取样法调查田间葡萄白粉病害,以Illumina高通量测序技术结合生物信息学分析了混合杀菌剂及生防菌剂处理的葡萄叶际微生物群落多样性差异,并结合PICRUSt2对微生物功能进行预测。结果表明,施用混合菌剂能显著降低白粉病的发生;混合菌剂处理后叶际细菌群落Chao1指数及Shannon指数分别下降了50.78%、48.57%;叶际真菌群落Chao1指数降低42.80%,Shannon指数增加了0.07。在门水平上,药剂处理后的优势细菌门为Firmicutes、Actinobacteriota,优势真菌门为Ascomycota和Basidiomycota;在属水平上,药剂处理后,相对丰度显著增加的细菌有Bacillus,真菌有Erysiphe和Aspergillus。葡萄叶际微生物群落功能预测,共评估了489条MetaCyc途径,以P<0.05、倍数变化FC>3进行筛选,共得到49条相关途径,其中有2条途径显著上调,47条显著下调,下调途径主要与葡萄核酸代谢、光呼吸、叶绿素、维生素合成等功能有关。

葡萄藤化学组分及藤/木复合刨花板性能研究

在我国,每年可以产生多达600万t的葡萄藤,它们大多被废弃在田地间,造成了巨大浪费。利用废弃的葡萄藤作为木质刨花板原料的部分替代材料可变废为宝,因此,研究了葡萄藤碎料添加量、施胶量以及等离子体预处理技术对复合刨花板性能的影响。结果表明,由于葡萄藤碎料自身性能较差且无法与木刨花很好地结合,葡萄藤碎料的加入会使得复合刨花板性能下降,在葡萄藤碎料添加量达到25%时葡萄藤/木复合刨花板的静曲强度、弹性模量、内结合强度分别下降了35.9%,35.0%,13.1%,吸水厚度膨胀率增幅为31.2%。施胶量的增大可以改善葡萄藤碎料加入带来的板材性能下降问题。葡萄藤碎料经等离子体预处理改性之后的润湿性能提高,对胶液的吸收能力增强,压制出的葡萄藤/木复合刨花板相比未改性的葡萄藤/木复合刨花板,在施胶量为10%的情况下,其静曲强度、弹性模量、内结合强度分别提升了23.0%,21.6%,10.7%;在施胶量为14%的情况下,分别提升了17.4%,11.8%,7.4%。等离子体处理后葡萄藤碎料与木刨花之间的结合也更加紧密,吸水厚度膨胀率也分别由9.32%和6.85%降至8.68%和5.86%。

基于Mask R-CNN模型的葡萄藤关键结构分割方法

剪枝点的精确识别与定位是实现葡萄藤冬季剪枝智能化的基础,葡萄藤关键结构的分割是用于推理精确剪枝点的重要前提。针对现有分割方法受背景影响较大致使葡萄藤各关键结构损失和剪枝点识别与定位不准确的问题,提出一种基于Mask R-CNN的葡萄藤关键结构分割方法,建立葡萄藤修剪模型以及各关键结构数据集。通过主干特征提取网络和分割性能的对比试验,得出最优的Mask R-CNN模型结构并验证其拟合与泛化能力以及在不同自然背景下的分割性能。结果表明,以ResNet 101+FPN为主干特征提取网络的Mask R-CNN模型具有较好的拟合与泛化能力,相较于对照组模型准确率分别提升7.33%和8.89%,召回率分别提升9.32%和9.26%,平均精度均值分别提升12.69%和12.63%,其能够克服各类自然种植背景因素,分割目标边缘完整,葡萄藤各关键结构之间连接关系正确。

川西高原酿酒葡萄根癌病病原菌的鉴定及防治药剂筛选

【目的】明确川西高原酿酒葡萄根癌病的致病菌种类,评价不同药剂对病原菌的抑制及对根癌病的防治效果。【方法】采集川西高原酿酒葡萄根瘤组织进行病原菌的分离纯化,通过形态观察、生理生化鉴定、PCR检测及16s rDNA测序分析确定分离菌株种类,并对分离菌株进行系统进化分析(极大似然法maximum-likelihood)、生长特性分析及致病性检测。利用皿内抑菌圈法初步研究不同药剂对病原菌的抑制作用,并通过葡萄苗接种试验明确药剂对根癌病的防治效果。【结果】成功由葡萄根瘤组织中分离得到9株菌株,经鉴定为生物Ⅲ型葡萄土壤杆菌(Agrobacterium vitis),进化分析表明,9株菌株聚类在同一分支。虽然9株菌株生长特性略有差异,但均能使胡萝卜及葡萄形成瘿瘤,有致病性。进一步研究11种商品化药剂对分离菌株的抑制效果,发现中生菌素、福美双、多菌灵、春雷霉素、枯草芽孢杆菌和氢氧化铜对分离菌株抑制效果微弱或无效果,对分离菌株抑制效果较好的依次为四霉素、百菌清、喹啉铜、解淀粉芽孢杆菌KN-527及乙蒜素。进一步验证这5种效果较好的药剂对葡萄根癌病的防治效果,其中乙蒜素对葡萄根癌病的防治效果最好,发病率仅为6%,防治效果高达48.05%;其次,喹啉铜及四霉素对葡萄根癌病有防治效果;在所试药剂中,百菌清及解淀粉芽孢杆菌KN-527的防治效果较差。【结论】川西高原酿酒葡萄根癌病的致病菌为葡萄土壤杆菌,对酿酒葡萄根癌病防治效果最好的为乙蒜素,然后依次为喹啉铜、四霉素、百菌清及解淀粉芽孢杆菌KN-527。其中乙蒜素在根癌病田间防治可能具有较广阔的应用前景,生防菌株解淀粉芽孢杆菌KN-527对早期葡萄根癌病的发生有抑制作用。

葡萄基因组测序及应用研究进展

葡萄是第一个完成全基因组测序的果树,也是目前完成全基因组测序材料最多的果树。近年来,随着测序成本的下降以及组装算法等的改进,截至2023年4月,共有49份葡萄材料完成了全基因组测序并报道。本文通过对已发表的葡萄基因组测序论文及其施引情况进行总结和分析,阐述了葡萄基因组测序的概况,分析了利用葡萄基因组测序解决的生物学问题,探讨了基因组测序数据的应用,展望了葡萄基因组测序的研究趋势,旨在为今后利用全基因组测序技术深入开展泛基因组学研究,解析遗传机制形成与性状调控分子机制等提供参考。

枯草芽孢杆菌对‘红地球’葡萄白粉病防效及叶际细菌群落的影响

为探究枯草芽孢杆菌(BA)对葡萄白粉病的防治效果及叶际细菌群落的影响,以‘红地球’葡萄为研究对象,在生长期施用BA生防菌剂,采用微生物组学和生物信息学相结合的方法,研究其对葡萄叶片环境中微生物多样性和菌群结构的影响。结果表明,经过BA处理后,白粉病的病情指数显著降低,葡萄叶际细菌α多样性无显著变化;非度量多维尺度分析结果表明,BA处理后显著影响了细菌β多样性,BA处理能显著增加Firmicutes门及Bacillus、Brachybacterium属等有益菌的相对丰度,同时使细菌有氧呼吸Ⅰ、甲萘醌合成途径Ⅱ、泛醌生物合成的超级途径、甘氨酸生物合成血红素功能降低,生物素生物合成Ⅱ功能显著增加。因此,可利用枯草芽孢杆菌进行葡萄白粉病的生物防治。

辽宁地区葡萄不下架防寒模式探讨

葡萄下架埋土防寒一直是北方葡萄防寒区产业发展的重要制约。文中论述了辽宁地区葡萄不下架越冬的几种栽培模式,包括日光薄膜温室、塑料大棚、连栋大棚栽培中葡萄不下架越冬方法,并对比分析了其优缺点,其中塑料大棚采用二道拱防寒越冬方法既节约了成本又能优产高产,且建造投入低,是一种较优的不下架越冬模式,在北方寒冷地区应用前景广阔,值得进一步研究、推广。

葱间作对连作葡萄植株生长的转录组学分析

为从分子水平上揭示葱缓解葡萄连作障碍的成因,以葡萄砧木‘贝达’扦插苗为试材,间作四季小葱(Allium fistulosum L)。采用Illumina高通量测序平台进行葡萄根尖的转录组测序,共得到38.74 Gb Clean data,葱间作后葡萄根尖共有285个基因表现出差异表达,其中上调基因为161个,下调基因为124个。KEGG分析结果表明,差异基因主要分布在植物激素信号转导途径、淀粉和蔗糖代谢途径、谷胱甘肽代谢途径、植物病原互作等。其中IAA、BAK1、SUS、GST、RPS4、PBS1基因及PIF3、ARR、WRKY52转录因子上调表达可能与间作后葡萄植株长势增强有关。研究结果为抗性基因的挖掘和筛选奠定了理论基础。

宁夏地区葡萄炭疽病病原菌鉴定及生物学特性研究

为明确宁夏地区葡萄炭疽病的病原菌种类及其生物学特性差异,于2022年6月至10月对宁夏地区葡萄炭疽病病样进行采集分离,通过形态学鉴定、致病性测定和多基因系统发育分析,确定其病原菌种类;通过测定不同菌株菌丝生长及产孢量确定最优碳氮源、最适pH及致死温度。研究表明,宁夏地区葡萄炭疽病的主要病原为毁灭炭疽菌(Colletotrichum destructivum)、果生刺盘孢(C.fructicola)和暹罗刺盘孢(C.siamense)。毁灭炭疽菌最适菌丝生长和产孢的碳源为可溶性淀粉和葡萄糖,氮源为蛋白胨和乙酸铵;果生刺盘孢最适菌丝生长和产孢的碳源为麦芽糖和蔗糖,氮源为酵母膏和胰蛋白胨;暹罗刺盘孢最适菌丝生长和产孢的碳源为可溶性淀粉,氮源为乙酸铵和蛋白胨。各菌株均在pH为4~10时生长良好,致死温度均为52℃。500 g/L氟啶胺悬浮剂对暹罗刺盘孢和果生刺盘孢抑菌活性最佳,EC_(50)值分别为0.3244μg/mL和0.3869μg/mL。综上,毁灭炭疽菌、果生刺盘孢和暹罗刺盘孢是葡萄炭疽病的主要病原菌,且不同炭疽菌菌种间生物学特性差异较大,该结论可为葡萄炭疽病的有效防治提供理论依据。

秋水仙素对不同葡萄多倍体诱导的影响

采用不同浓度(100、250、500 mg·L^(-1))秋水仙素延时处理(1、2、3 d后再培养6个月)砧木葡萄‘5BB’的不定芽、胚性愈伤组织和体细胞胚以选出适于后续试验的外植体类型。数据显示,选用不定芽作为外植体较为合适,秋水仙素处理后成苗时间用时最短,为5周,而胚性愈伤和体细胞胚成苗用时分别为22周、20周。进而沿用相同秋水仙素浓度梯度处理‘红宝石无核’‘金星无核’‘阳光玫瑰’‘白奥林’和‘藤稔’葡萄的不定芽,并检测秋水仙素对‘红宝石无核’再生植株的染色体加倍效果及对植株性状的影响。结果发现,当秋水仙素浓度越高、处理时间越长时,不定芽存活率越低,秋水仙素处理显著延缓植株再生速度;且处理后的各品种间亦显示出不同差异,处理后1~2个月,‘金星无核’和‘白奥林’存活率快速下降,而‘红宝石无核’‘阳光玫瑰’和‘藤稔’葡萄存活率下降明显较为缓慢。同时,秋水仙素处理后再生植株的染色体出现不同水平的加倍,并表现为外观上的差异,即具有112条染色体的多倍体葡萄植株叶片大小、叶绿素相对含量、节间长度、根系质量显著高于二倍体对照植株;虽然染色体数目增加的植株茎粗与对照相比差异并不显著,但植株叶片的气孔大小高于对照,气孔密度却显著降低。

葡萄浆果内坏死病毒RT-q PCR检测技术建立及其在葡萄砧木中的时空分布规律

【背景】葡萄浆果内坏死病毒(grapevine berry inner necrosis virus,GINV)是近年来在中国报道的一种正单链RNA病毒,该病毒发生普遍且危害严重。高灵敏的检测技术是病毒田间监测和无病毒苗木培育的关键。【目的】建立灵敏度较高的GINV逆转录实时荧光定量PCR(reverse transcription real-time quantitative PCR,RT-qPCR)检测体系;明确不同葡萄砧木对GINV的敏感性;明确GINV在寄主植株中的时空分布规律,为该病毒的监测预警提供技术支撑。【方法】根据GenBank已登录GINV的复制酶(replicase,RP)、移动蛋白(movement protein,MP)和外壳蛋白(coat protein,CP)基因保守序列设计6套引物,通过常规RT-PCR和RT-qPCR筛选特异性强、扩增效果好的引物。再通过对退火温度和引物浓度等反应条件的优化建立GINV的SYBR Green I染料法RT-qPCR检测体系,并进一步对该技术的灵敏度、特异性和田间适用性进行评价。将GINV接种到贝达、SO4、101-14、140R和1103P 5种葡萄砧木上进行症状观察和病毒检测,以筛选GINV敏感性较高的指示植物。基于所建立的RT-qPCR技术对接种GINV葡萄砧木的不同生长时期、不同部位样品进行GINV检测,从而明确GINV在不同葡萄砧木的时空分布规律。【结果】建立了GINV SYBR Green I染料法RT-qPCR检测技术体系,其最佳引物为GINVRPYGF2/R2,最佳引物浓度为300 nmol·L^(-1),最佳退火温度为58.4℃。该技术对GINV的检测特异性强,其检测灵敏度达常规RT-PCR的1 000倍。症状观察结果表明贝达感染GINV的症状最为严重,表现为叶片系统性坏死,而其他砧木叶片仅表现褪绿斑驳和环斑症状。RT-qPCR检测结果表明GINV在EL27时期(坐果期)的相对含量最高,5个品种间的病毒相对含量在EL12(花序分明期)和EL27时期间无显著差异,EL31时期(果实增大期)的贝达与SO4、101-14、140R和1103P的病毒相对含量存在显著差异;GINV的相对含量在不同组织部位存在较大差异,由高到低依次为下部叶片、上部叶片、上部茎秆、下部茎秆、根部。【结论】建立了灵敏度高、特异性强的GINV RT-qPCR检测方法,利用该方法明确了GINV在不同葡萄砧木的时空分布规律。

葡萄VvMET1-1基因在葡萄和拟南芥中的功能研究

DNA甲基化修饰对于植物的生长发育十分重要,而MET1是植物中重要的甲基转移酶,能维持植物的CG位点甲基化修饰。为了研究葡萄MET1基因的功能及对植物发育的影响,将葡萄VvMET1-1基因转入葡萄胚性愈伤组织和拟南芥中进行研究。本研究选择35S::VvMET1-1-GFP表达载体转入葡萄胚性愈伤组织后检测到明显的GFP信号,且该胚性愈伤组织能被成功诱导为体细胞胚,表明VvMET1-1首次被成功转入葡萄胚性愈伤组织中并且不影响胚性愈伤组织的发育和分化。VvMET1-1被转入拟南芥中发现,该基因能影响拟南芥叶片的长度和宽度,但是不影响植株形态和种子发育;转录组数据分析表明,许多逆境胁迫、生长素、种子萌发、果实成熟、脱落酸和茉莉酸合成相关的基因差异表达;甲基化组结果显示,拟南芥过表达VvMET1-1后CG和CHH位点甲基化水平分别发生了明显的上调和下调,且DNA甲基化差异区(DMR)的类型主要是CG和CHH型,因此推测VvMET1-1可能通过调控DNA甲基化水平的变化影响下游基因的表达,进而调控拟南芥的生长发育。

抗逆葡萄砧木概述

随着葡萄产业的发展,不同类型抗性砧木的广泛应用对葡萄种植起到关键作用。该文详细介绍了常用砧木类型的抗逆特点,包括抗病、抗寒、抗旱、耐盐碱、耐湿热等。并就葡萄砧木品种的选择原则进行深入探讨,以期为葡萄砧木品种的选育和葡萄产业的发展提供有力的参考和技术支撑。

葡萄休眠相关基因DAMs的克隆分析及对单氰胺的响应

DAM基因是真核生物转录因子之一,在木本果树的芽休眠中起着重要的调控作用,且在不同物种间数量不同。以‘水晶’葡萄为试材,于冬芽休眠期间采集枝条后均匀涂抹2.5%单氰胺,在处理后的不同时间采集冬芽,用于克隆VvDAMs基因序列,对其进行生物信息学和荧光定量分析,并测定冬芽激素含量。结果表明,克隆获得的VvDAM1、VvDAM2和VvDAM3基因的开放阅读框的长度分别为690、696、702 bp,分别编码229、231、233个氨基酸和1个终止密码子,相对分子量分别为25.96、26.76、25.99 kD,理论等电点分别为7.71、10.49、9.10;三者的二级结构形式均呈现α-螺旋>无规则卷曲>延伸链的规律;VvDAM1、VvDAM2、VvDAM3氨基酸序列上有一定的同一性,VvDAM1与欧洲李PsDAM1、VvDAM2与樱桃李PcDAM2、VvDAM3与李PsDAM3之间的同源性均达到98%以上;此外,冬芽休眠解除期间,VvDAM 1、VvDAM 2、VvDAM 3基因的表达量逐渐下降,IAA、GA3+4、ZR的含量和GA3+4/ABA逐渐上升,ABA含量和IAA/ZR逐渐下降,单氰胺处理后使其变化提前且幅度增大,从而使芽提前萌发,为葡萄冬芽破眠、早熟栽培等提供理论依据和实践意义。

柔性刷辊式葡萄藤清土机设计与试验

为解决新疆地区现有葡萄藤清土机械伤藤率高、彩条布上方大量覆土影响葡萄藤清土上架和彩条布回收的问题,采用柔性刷辊设计了一种刷辊式葡萄藤清土机。该机关键部件为清土装置,作业时通过清土刷的旋转运动和横向伸缩机构的往复运动将彩条布上方的覆土清除。首先进行清土刷结构设计和材料选择,然后对清土刷工作过程进行运动学理论分析,得到影响清土机作业性能的主要参数。通过单因素试验确定清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径的合理取值范围,以清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径为试验因素,以清土率和伤藤率为评价指标,开展三因素三水平正交试验。试验结果表明,各试验影响因素对清土率和伤藤率的影响显著性大小顺序为清土刷转速、横向伸缩机构往复速度、清土刷回转直径。较优参数组合为:清土刷转速250 r/min、横向伸缩机构往复速度0.14 m/s和清土刷回转直径600 mm,在此参数组合下进行3次验证试验取平均值,清土率为90.98%,伤藤率为3.27%,与优化值相对误差均小于5%,证明样机设计合理。

芽孢杆菌与化学杀菌剂复配防治葡萄灰霉病的研究

为了减少防治葡萄灰霉病化学农药的使用,提高生防芽孢杆菌防治灰霉病的作用效果,本研究采用平板对峙法和生长速率法筛选出防治葡萄灰霉病的有效化学杀菌剂和生防芽孢杆菌,并对二者进行复配,通过室内离体接种和盆栽试验明确复配药剂对灰霉病的防治效果。结果表明,化学杀菌剂异菌脲和贝莱斯芽孢杆菌GSBZ09对灰霉病菌的抑制效果较好,异菌脲的EC_(50)值最低,为6.46 mg·L^(-1);贝莱斯芽孢杆菌GSBZ09的拮抗作用最强,且异菌脲对贝莱斯芽孢杆菌GSBZ09的生长无影响。本研究中异菌脲和贝莱斯芽孢杆菌GSBZ09的复配体积比为3∶1时,防治效果最好,对葡萄灰霉病离体果实防治效果高达92.93%;对盆栽植株的防效为80.63%,均优于异菌脲单剂和贝莱斯芽孢杆菌GSBZ09单剂的防治效果。

基于机器视觉的酿酒葡萄叶幕厚度估算方法研究

酿酒葡萄叶幕厚度是园区管理、整形修剪、变量喷药等作业的重要参考依据,但是监测叶幕厚度存在作业量大、效率低、劳动强度高等问题。以贺兰山东麓酿酒葡萄叶幕为目标,基于机器视觉技术研究叶幕厚度的快速估算方法并进行验证。采集葡萄叶幕双目图像及参数,基于HSV颜色空间和形态学处理方法提取左目图像叶幕部分,将提取的图像与右目图像进行校正,采用BM算法对校正后的图像进行立体匹配,计算叶幕范围内所有像素点的三维坐标,依据z值平均值和园区参数计算叶幕厚度估算值。经测试,提出的叶幕厚度估算方法计算结果与实际测量值基本一致,满足酿酒葡萄园实际管理应用监测需求,可为研发叶幕厚度快速测量设备、推进园区管理精细化提供一定的理论基础。

不同有机肥铺施对‘阳光玫瑰/SO4’葡萄吸收根解剖结构的影响

根系是果树生长发育的基础,从解剖结构层次探究施用不同有机肥对葡萄根系发育情况及水力特性的影响,为怀涿盆地葡萄栽培提供理论依据。试验以4年生SO4砧的‘阳光玫瑰’葡萄吸收根为材料,采用石蜡切片法观察根系解剖结构,测定木质部导管特征并计算水力特性。结果表明,与不铺施的相比,对于直径≤1 mm径级的根系,甜菜渣、草炭和牛粪处理显著降低了周皮厚度;而在1~2 mm径级,只有草炭处理显著降低。除了甜菜渣处理外,所有处理在≤1 mm径级均显著增加了木质部半径;在1~2 mm径级,玉米秸秆、甜菜渣和菌棒处理均显著降低了木质部半径。草炭和牛粪处理在各径级下均显著增加了导管密度和面积,并提高了根比导水率。所有处理均降低了栓塞脆弱性指数,其中草炭的效果最为显著。在怀涿盆地,可以适当施加草炭和牛粪来改善以‘SO4’为砧木的‘阳光玫瑰’葡萄吸收根组织结构,增强根系导水性能。