2021(1): 1-7
SINO-OVERSEAS GRAPEVINE & WINE 酿酒葡萄抗寒性评价及分类
沈甜，牛锐敏，黄小晶，许泽华，陈卫平*
（宁夏农林科学院种质资源研究所，宁夏银川 750002）
摘要：为鉴定酿酒葡萄种质的抗寒能力，以15个酿酒葡萄枝条为试材，设置﹣15、﹣18、﹣21、﹣24、﹣27、
﹣30 ℃ 6个低温冷冻处理，2 ℃下保存的枝条为对照，测定相对电导率、游离脯氨酸及丙二醛等抗寒指标及半
致死温度变化。结果表明，‘西拉’相对电导率显著高于其他品种；‘法国蓝’的游离脯氨酸含量明显高于
其他品种；‘马瑟兰’的丙二醛含量明显低于其他品种；依据抗寒指标将15个酿酒葡萄聚为7类。基于半致
死温度将供试品种聚为3类，第Ⅱ类是‘西拉’‘德引84-5’，第Ⅲ类是‘埃兰菲舍尔’，其余的酿酒葡萄品
种全部被划分为Ⅰ类，抗寒能力由强到弱依次是：Ⅲ类＞Ⅰ类＞Ⅱ类。通过聚类分析将供试品种分为不同类
别，以期为今后抗寒育种研究提供一定的理论支持。
关键词：酿酒葡萄；抗寒能力；评价；聚类分析
中图分类号：S663.1 文献标志码：A
DOI：10.13414/jki.zwpp.2021.01.001
Evaluation and classification of cold resistance of wine grapes
SHEN Tian, NIU Ruimin, HUANG Xiaojing, XU Zehua, CHEN Weiping*
(Institute of Germplasm Resources, Ningxia Academy of Agriculture and Forestry, Yinchuan 750002, China)
Abstract: In order to identify the cold resistance of wine grape germplasm, the branches from fifty wine grapes
were treated at low temperature of ﹣15, ﹣18, ﹣21, ﹣24, ﹣27, ﹣30 ℃, and the branches prerved at 2 ℃ were
ud as control. Cold resistance indexes such as relative electrical conductivity, free proline and malondialdehyde
content were measured, as well as the change of mi-lethal temperature. The results showed that the relative
conductivity of 'Syrah' was significantly higher than that of other varieties. The content of free proline of 'Blue
French' was significantly higher than that of other varieties. Malondialdehyde content of 'Marlan' was significantly
breakdown
lower than that of other varieties. According to the cold resistance index, fifty wine grapes were grouped into ven
categories. Varieties bad on the mi-lethal temperaturewere divided into three class, the classⅡincluded 'Syrah'
and 'Deyin 84-5', the class Ⅲ contained 'Ehrenfelr', the rest of the wine grape varieties were all classified into
Class I, cold resistance from strong to weak was followed by: Ⅲ＞Ⅰ＞Ⅱ. Varieties were divided into different
categories through clustering analysis, so as to provide some theoretical support for cold resistance breeding in
future rearch.
2013年高考语文题目Key words: wine grape; cold resistance; evaluation; cluster analysis
收稿日期：2020-07-10
基金项目：宁夏农林科学院全产业链示范项目（YES-16-06）；宁夏农林科学院农业科技自主创新专项科技成果转化项目（NNKZZCGZH-2020-10）；现代农业产业技术体系建设专项（CARS-29-24）
作者简介：沈甜（1990—），女，硕士，助理研究员，研究方向为葡萄栽培生理。E-mail:*****************
*通信作者：陈卫平（1970—），男，博士，研究员，研究方向为葡萄栽培与生理。E-mail:********************
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贺兰山东麓葡萄酒产区已在国内外享有盛名，目前酿酒葡萄面积为3.09万 hm2，占全国的1/4，因其优越的地理资源和产地优势，成为我国酿酒葡萄第4个原产地域产品保护区[1]。由于该产区主栽品种多为欧亚种群，其抗寒能力普遍较差，越冬冻害发生频率高，影响范围大；加之春季气温回升快，晚霜冻结束时间晚，出土较早的园区经常受到晚霜危害；且冬季埋土和春季出土用工量大，种植成本较高[2-3]。因此，开展酿酒葡萄抗寒性研究有助于揭示葡萄越冬冻害形成机理，对促进产业可持续发展具有重要意义。
葡萄抗寒性的鉴定方法及抗寒生理的研究已有诸多报道，张倩等[4-5]对5个葡萄种群18个品种根系的抗寒适应能力和抗寒适应性观察，通过Logistic方程确定其拐点温度，为将LT50作为葡萄抗寒种质的筛选指标提供理论和实践依据。杨豫等[6]以各品种的根系表皮作为测定部位，利用热电偶温度传感器测定了8个酿酒葡萄根系的过冷却点、结冰点等，揭示供试品种根系的抗寒能力。付晓[7]以45份鲜食葡萄品种一年生休眠枝条为试材，采用差热分析法得出抗寒性强的品种随着温度的降低放热程度减小，抗寒性弱的品种放热程度增大。国内外的葡萄抗寒性育种均是利用山葡萄、河岸葡萄、蘡薁葡萄等抗寒性强的品种进行杂交，从山欧、山欧美杂种二代中选育出的‘左红一’在吉林极端最低气
温﹣39.8～﹣30.6 ℃的情况下，连续7年
露地越冬无冻害发生[8]，中国科学院植
物研究所利用我国特有的野生葡萄资源
fork怎么读山葡萄与欧亚栽培品种杂交获得的‘北
玫’和‘北红’葡萄根系可耐﹣11 ℃，
枝条可耐﹣30 ℃的低温，在宁夏贺兰山
东麓产区不埋土防寒情况下，‘北红’
和‘北玫’的成活率均在90%以上，但
其酿制的单品种干红葡萄酒酸度高，适
英语游戏口性差[9-10]。
细胞质膜是组织细胞对外界低温环
境反应最为敏感的部位，同样也是植株
最初受到冻害的部位。当温度降低到一
定程度时，细胞膜的透性发生改变，细
胞膜内大量的可溶性物质渗出，细胞膜
内外的离子失衡，导致细胞生理生化和
功能发生改变[7]。研究表明，相对电导率、可溶性糖、可溶性蛋白、丙二醛、游离脯氨酸等指标虽不能直接判断品种间的抗寒性强弱，但都与抗寒性有密切的关系[11-12]。利用高低温交变试验箱对酿酒葡萄一年生枝条进行低温冷冻处理，通过测定生理生化指标，应用聚类分析，对供试品种的抗寒能力进行鉴定和评价，为今后的抗寒性育种资源利用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验区概况
试验地位于银川市西夏区芦花台宁夏农科院枸杞研究所葡萄基地，东经106°8'39''～106°8'44''，北纬38°28'43''～38°38'58''。试验园地四周空旷，地形平坦，地下水位较浅。土壤属于灌淤潮土，表层沙壤，土壤肥力较高，pH8.1～8.3。
1.2 试验材料
供试品种为宁夏农林科学院种质资源研究所葡萄资源圃的15个3年生酿酒葡萄（见表1）。各品种采用直立龙干整形，南北行向，株行距0.5 m×3.0 m，秋季以短梢修剪为主。2018年10月冬季修剪时采集枝条，每个品种选择充分成熟、粗度均匀一致的一年生健壮枝条20个，沙藏贮存备用。2019年3月取出枝条，用自来水和蒸馏水冲洗
表1 供试品种情况
Table 1 Introduction about the tested varieties
品种Variety 原产地
Origin
种类
Species
果实颜色
Colour
霞多丽 Chardonnay法国欧亚种绿黄色紫大夫 Dunkelfelder 德国欧亚种蓝黑色西拉 Syrah伊朗欧亚种蓝黑色
威代尔 Vidal法国欧美杂种黄绿色
美乐 Merlot法国欧亚种紫黑色德引84-5 Deyin84-5德国欧亚种－
小芒森 Petit Manng法国欧亚种黄绿色艾伯灵 Elbling德国欧亚种黄绿色
赤霞珠 Cabernet Sauvignon法国欧亚种紫黑色
埃兰菲舍尔 Ehrenfelr不详欧亚种绿色
法国蓝 Blue French不详欧亚种蓝紫或蓝黑色琼瑶浆 Gewürztraminer中欧欧亚种粉红或暗红黑曼道克 Medoc Noir法国欧亚种蓝紫色小味儿多 Petit Verdot法国欧亚种紫黑色马瑟兰 Marlan法国欧亚种蓝黑色
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干净。每3～4节剪成一段，石蜡封口。每个品种7份，每份约10段用塑料袋包好，置于冰箱贮藏备用。
1.3 试验处理
用高低温交变试验箱（型号：BC1300）对供试枝条进行低温冷冻处理，设置﹣15、﹣18、﹣21、﹣24、﹣27、﹣30 ℃ 6个低温处理，以2 ℃贮藏枝条样本为对照。升降温度速率均为4 ℃/h，降温至目的温度保持24 h 后以相同的幅度匀速升温至2 ℃，取出后在2 ℃冷藏保存进行相关指标的测定。
1.4 试验相关指标测定及计算
1.4.1 相对电导率测定和半致死温度计算
将冷冻后的枝条避开芽眼剪成3～4 mm小段，混合均匀，称取2 g放入25 mL具塞刻度试管中，加20 mL去离子水摇匀，每处理3次重复。在室温下浸提24 h后，用DDSJ-308F型电导仪测初电导率。封口，于沸水中煮30 min，冷却至室温，放置2 h后测定终电导率[13]。
sd hd相对电导率（%）＝初电导率/终电导率×100
LT50计算参照Logistic回归方程：
Y＝K/(1＋ae－bt)
式中：Y为电导率，t为处理温度，K为Y的最大值。通过直线回归的方法求出方程参数a、b值，拐点温度即枝条的半致死温度（LT50）。
1.4.2 游离脯氨酸含量
将冷冻后的枝条避开芽眼剪成3～4 mm小段，混合均匀，称取0.5 g剪碎于具塞试管中，加5 mL 3%磺基水杨酸，沸水浴10 min，吸取2 mL提取液加2 mL冰乙酸，再加3 mL酸性茚三酮后沸水浴40 min，冷却至室温后加5 mL甲苯充分混匀，避光静置萃取至少4 h。吸取上层红色液体在520 nm下测定吸光值，从标准曲线上查得脯氨酸浓度，计算游离脯氨酸含量[14-15]。
1.4.3 丙二醛含量
将冷冻后的枝条避开芽眼剪成3～4 mm小段，混合均匀，称取0.5 g样品置于盛有2 mL 10%三氯乙酸溶液的研钵中冰浴研磨至匀浆，用8 mL 10%三氯乙酸溶液分次冲洗转入离心管中低温离心（4000 r/min，10 min），吸取2 mL上清液加2 mL 0.6%硫代巴比妥酸溶液，充分混匀后沸水浴15 min，静置冷却至室温分别在450 nm、532 nm、600 nm下测定吸光值，计算丙二醛含量[14-15]。
1.5 数据处理与分析
ridiculous是什么意思
用Excel 2007进行数据处理和制图，SPSS 23.0进行单因素方差分析和聚类分析。
2 结果与分析
activision2.1 低温对供试品种相对电导率的影响
由表2可知，各品种枝条经不同低温处理后，相对电导率随处理温度的降低呈上升趋势。在2 ℃下‘西拉’枝条的相对电导率显著高于其他品种，‘马瑟兰’显著低于其他品种；在﹣18 ℃时，‘西拉’和‘德引84-5’的相对电导率均显著高于其他品种，并且急剧上升，其他品种的相对电导率缓慢增加，在47.97%～58.24%；在﹣21℃时除‘埃兰菲舍尔’外，其他品种枝条的相对电导率均达到60%以上；在﹣30～﹣27 ℃低温处理下，各供试品种枝条的相对电导率增加已经趋于平缓，基本全部达到90%以上；在﹣27 ℃时，只有‘紫大夫’的相对电导率低于90%，显著低于其他品种；﹣30 ℃时，各品种的相对电导率在92.05%～95.25%。对于供试品种的半致死温度，﹣20 ℃以下的有‘霞多丽’‘小芒森’‘艾伯灵’‘赤霞珠’‘埃兰菲舍尔’‘法国蓝’‘黑曼道克’‘小味儿多’和‘马瑟兰’9个品种，其中以‘埃兰菲舍尔’最低，‘西拉’最高。
2.2 低温对供试品种游离脯氨酸含量的影响
各供试品种枝条中的游离脯氨酸在低温胁迫下的测定结果如图1所示，随着胁迫温度的降低，供试枝条中游离脯氨酸呈先上升后下降的趋势。在﹣15 ℃，‘霞多丽’‘紫大夫’‘威代尔’‘小芒森’‘艾伯灵’‘法国蓝’‘
琼瑶浆’和‘黑曼道克’枝条中游离脯氨酸高于对照，其他品种均表现出降低，其中‘埃兰菲舍尔’和‘马瑟兰’在﹣15 ℃时枝条游离脯氨酸仅有0.02 μg/g。其后，随着胁迫温度的降低，各品种枝条中游离脯氨酸变化明显，‘美乐’‘德引84-5’‘艾伯灵’‘赤霞珠’‘法国蓝’‘琼瑶浆’‘黑曼道克’‘小味儿多’枝条中游离脯氨酸在﹣21 ℃出现最高值，‘法国蓝’最高，比对照增加2.71倍；在﹣24 ℃的低温胁迫下，枝条中游离脯氨酸最高的是‘霞多丽’和‘西拉’；在﹣27 ℃的低温胁迫下，‘紫大夫’‘威代尔’‘小芒森’‘马瑟兰’
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枝条中的游离脯氨酸较高，其中‘小芒森’最高，‘马瑟兰’最低；‘埃兰菲舍尔’在胁迫低温﹣30 ℃时其游离脯氨酸达到最大值，比对照增加15.14倍。总体来看，白色葡萄品种在低温胁迫后枝条中游离脯氨酸普遍低于红色品种。
2.3 低温对供试品种丙二醛的影响
由图2可知，随着胁迫温度的降低，供试品种枝条
中丙二醛总体呈先下降后升高的趋势。在2 ℃条件下各品种枝条中丙二醛均为低温胁迫的最高值，除‘小味儿多’为9.80 µmol/g ，其他品种枝条中丙二醛为10.35～15.88 µmol/g ，其中‘法国蓝’最高。在不同低温胁迫下，在﹣21 ℃时出现丙二醛最低值的品种有‘紫大夫’‘西拉’‘德引84-5’‘马瑟兰’，丙二醛最高的是‘美乐’；﹣24 ℃时丙二醛降到最低值的品种有‘艾伯
2012高考试题
表2 低温胁迫过程中相对电导率及半致死温度（LT 50）变化
Table 2 Changes of low temperature on relative conductivity and their mi-lethal temperature (LT 50)
品种 Variety 相对电导率 Relative conductivity (%)
LT 50 (℃)排序Rank CK ﹣15 ℃﹣18 ℃﹣21 ℃﹣24 ℃﹣27 ℃﹣30 ℃霞多丽 Chardonnay 38.68d 37.25fg 55.72cd 69.06cde 86.01a 94.32abc 95.02a ﹣20.566紫大夫 Dunkelfelder
德州翻译
39.97bcd 47.62bc 58.24c 79.37b 87.14a 89.96f 92.92d ﹣18.9913西拉 Syrah 46.07a 51.66ab 75.96a 91.21a 88.97a 95.93a 93.10bcd ﹣17.3315威代尔 Vidal 41.38bc 53.84a 51.52def 78.64b 85.22a 94.01bc 94.13abc ﹣19.9310美乐 Merlot 34.40fgh 48.46cd 57.43c 76.82b 79.28bcd 92.58cd 93.76abc ﹣19.3912德引84-5 Deyin84-540.47bcd 44.5cd 66.91b 87.20a 85.30ab 95.02ab 94.48abc ﹣17.9914小芒森 Petit Manng 36.03efg 41.62dfg 56.16cde 70.94bcd 83.60ab 94.16abc 95.25a ﹣20.259艾伯灵 Elbling 36.36ef 37.34fg 52.64cdef 64.08ef 79.90abc 91.87de 94.64ab ﹣21.363赤霞珠 Cabernet Sauvignon 35.27efg 32.47h 55.92c 67.94def 88.18a 94.87ab 95.15a ﹣20.328埃兰菲舍尔 Ehrenfelr 39.41cd 43.57cde 50.65def 51.64g 72.91cd 90.70def 94.06abc ﹣23.521法国蓝 Blue French 41.54b 45.85cd 56.20cd 74.91bc 71.37d 91.72def 93.21bcd ﹣21.492琼瑶浆 Gewürztramine
r 36.55e 47.92bc 54.64cd 73.76b 83.94abc 95.61ab 93.00cd ﹣19.8911黑曼道克 Medoc Noir 36.16efg 37.48fg 48.58ef 62.24f 81.31abc 91.07def 92.05d ﹣21.254小味儿多 Petit Verdot 34.31gh 35.40gh 48.36ef 63.22ef 80.10abc 90.55ef 93.14bcd ﹣21.175马瑟兰 Marlan
32.90h
39.35efg
47.92f
66.71ef
87.51a
91.73def
95.24a
﹣20.51
7
注：同列不同小写字母表示Duncan 多重比较在P ＜0.05水平差异显著
Note: different lowerca letters in the same column indicate that Duncan multiple comparisons were significantly different at P ＜
0.05
图1 不同低温处理游离脯氨酸含量变化
Figure1 Changes of free proline contents in shoots after low temperature treatments
注：A. 红色品种；B. 白色品种
Note: A. red grape variety; B. white grape variety
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灵’；﹣27 ℃时‘霞多丽’‘美乐’‘小芒森’‘赤霞珠’和‘马瑟兰’的丙二醛为最低，最高为‘美乐’；﹣30 ℃时出现最低值是‘威代尔’‘埃兰菲舍尔’‘琼浆浆’‘黑曼道克’和‘小味儿多’，其中最低的是‘小味儿多’，最高的是‘埃兰菲舍尔’；在﹣30 ℃时丙二醛含量出现增加的有‘霞多丽’‘西拉’‘美乐’等8个品种，其中增加值最高的是‘赤霞珠’，其次是‘霞多丽’。白色葡萄品种在低温胁迫后枝条中游离丙二醛普遍低于红色品种。
2.4 基于供试品种半致死温度的聚类分析
采用系统聚类组间联接法，根据半致死温度对15个葡萄品种进行聚类。由聚类分析谱系图（图3）可知，在平方欧氏距离为2.5时，15个酿酒葡萄品种分为5类，第Ⅰ类有‘威代尔’‘琼瑶浆’‘霞多丽’‘马瑟兰’‘小芒
森’‘赤霞珠’，这一类酿酒葡萄枝条的半致死温度在﹣20.56～﹣19.89 ℃，第Ⅱ类有‘紫大夫’‘美乐’，这一类酿酒葡萄枝条的半致死温度在﹣19.39～﹣18.99 ℃，第Ⅲ类有‘黑曼道克’‘小味儿多’‘艾伯灵’‘法国蓝’，这一类酿酒葡萄枝条的半致死温度在﹣21.49～﹣21.17 ℃；第Ⅳ类有‘西拉’‘德引84-5’，其半致死
温度最高，分别是﹣17.99～﹣17.33 ℃，抗寒能力最弱；第Ⅴ类有‘埃兰菲舍尔’，其枝条的半致死温度最低，抗寒能力最强，基于半致死温度的抗寒能力由强到弱依次是：Ⅴ类＞Ⅲ类＞Ⅰ类＞Ⅱ类＞Ⅳ类。在平方欧氏距离为5.0时，15个酿酒葡萄品种被分为3类，第Ⅱ类是‘西拉’和‘德引84-5’，第Ⅲ类是‘埃兰菲舍尔’，其余的酿酒葡萄品种全部被划分为Ⅰ类，基于半致死温度的抗寒能力由强到弱依次是：Ⅲ类＞Ⅰ类＞Ⅱ类
限制对朝石油运输。
图2 不同低温处理丙二醛含量变化
Figure 2 Changes of malondialdehyde contents in shoots after low temperature treatments
注：A. 红色品种；B. 白色品种
Note: A. red grape variety; B. white grape variety
图3 基于半致死温度的聚类树形图
Figure 3 Clustering tree bad on mi-lethal temperature
图4 基于全部测定值的聚类树形图
Figure 4 Clustering tree of 15 wine grape varieties bad on
all measured value
