渭北旱塬老藤釀酒葡萄資源的品種特性研究

張佳靜 索雨潔 段冰冰 李雅善 譚立杭 劉 旭， 姜建福 夏永秀

（1西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西 楊陵 712100；2香格里拉酒業股份有限公司，云南 迪慶 674400；3中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南 鄭州 450009；4中國林業科學研究院華北林業實驗中心，北京 102300）

種質資源是培育葡萄新品種的物質基礎，特異優良的種質資源對培育優質、多抗、廣適的葡萄新品種具有重要意義。目前，我國葡萄酒產業存在主栽釀酒葡萄品種單一、酒種單一且風格不突出等問題。研究發現，葡萄品種是構成葡萄酒質量和風格最重要的因素之一［1］。具有特殊風格、品質優良的葡萄種質資源能為我國葡萄酒產業可持續發展提供堅實的基礎。因此，開發利用優良的釀酒葡萄種質資源十分必要。

目前，國內外學者開展了廣泛的葡萄種質資源研究，在此基礎上篩選出一系列具有獨特優良性狀的種質類型，并利用原有種質材料培育出性狀更加優異的葡萄類型或品種。如通過對抗寒性強的野生山葡萄資源進行全面研究和開發，篩選出了兩性花山葡萄等優良變異類型［2-3］；以山葡萄作為育種親本的北國紅［4］、凌豐紅［5］、紫晶甘露［6］等釀酒葡萄品種不但果實品質優良，還具有抗寒和抗病等重要抗逆性狀。此外，通過對野生毛葡萄種質資源的研究和利用，選育出了適應性強、豐產穩產的優良單株——兩性花野生毛葡萄株系野釀2號和野釀3號［7-9］。以野生毛葡萄為原料釀造的葡萄酒具有獨特的山野風味，深受消費者青睞。

老藤釀酒葡萄果實品質優良、風味濃郁，其釀成的老藤葡萄酒單寧柔和、口感醇厚、果香濃郁［10-12］。因此，老藤釀酒葡萄是研發風格突出的特色葡萄酒的重要資源之一。陜西省渭北旱塬是釀酒葡萄的適生區之一，該區域目前保留著我國1958 年定植、全國集中成片面積最大的老藤釀酒葡萄園。這些葡萄枝條表現出明顯的直立性，副梢生長量小，采用無架栽培，大力減少了綁梢、主梢摘心、副梢摘除等工作，降低了種植成本，因此可作為無架栽培葡萄品種選育的種質資源。另外，這些老藤葡萄資源作為釀酒葡萄品種，兼具一定的鮮食葡萄特性，且與傳統的歐亞種釀酒葡萄相比，果實具有較濃的玫瑰香味，適宜釀造清爽型葡萄酒，因此老藤葡萄資源為玫瑰香型釀酒葡萄品種的選育提供了種質基礎。據此，本研究以我國渭北旱塬地區的老藤釀酒葡萄品種白玫瑰和紅玫瑰為試驗材料，對其植物學特性、生長結果習性、枝條直立性、抗寒性、果實性狀及釀酒特性等進行了系統比較研究，旨在保護這些珍貴的老藤釀酒葡萄種質資源，豐富我國的釀酒葡萄育種材料。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試老藤釀酒葡萄種質資源為白玫瑰（Muscat Blanc）和紅玫瑰（Muscat Rouge），歐亞種，樹齡64年，均定植于陜西省咸陽市涇陽縣口鎮（108.38°E，34.36°N，海拔622 m），無架栽培，株行距1.5 m×2.5 m，東西行向。2022 年4 月，于E-L 15 時期［13］分別采集生長狀況一致、粗度相近的新梢5枝，快速帶回實驗室進行切片處理。2022 年8 月，于果實成熟期分別從兩份種質資源中隨機選擇生長一致、健康無病的10 株植株，隨機采集15 穗無病害的葡萄果穗，生物學重復3 次。帶回實驗室后隨機剪取果粒500 粒，其中50 粒用于測定果實品質，剩余果實液氮速凍后于-80 ℃保存。一年生枝條取樣時間為2022年12月，每份資源分別隨機選擇生長一致、健康無病的10株植株，剪取生長狀況一致、粗度接近的一年生枝35 枝，自枝條基部往上第3 芽開始截取含有5個及以上飽滿芽眼的枝段，長度50 cm左右，快速帶回實驗室備用。

對照品種為赤霞珠（Cabernet Sauvignon），定植于陜西省咸陽市涇陽縣口鎮（108.38°E，34.36°N，海拔622 m），緊鄰老藤葡萄園，單干單臂整形，樹齡4 年，株行距0.8 m×2.5 m，東西行向，常規管理。2022年4月，于E-L 15時期［13］采集生長狀況一致、粗度相近的新梢5枝，快速帶回實驗室進行切片處理。

1.2 試驗方法

1.2.1 物候期調查 于2022 年3 月至9 月進行，分別隨機選擇10 株葡萄樹記錄其物候期。不同物候期判定參照《葡萄種質資源描述規范和數據標準》［14］。

1.2.2 品種性狀觀察 參照《葡萄種質資源描述規范和數據標準》［14］和《葡萄品種學》［15］的方法，分別隨機選擇10株葡萄樹對其植物學性狀、生長結果習性以及果實特性等進行調查，主要包括嫩梢、幼葉、新梢、成熟葉片、一年生枝等器官的特性，以及萌芽率、結果枝率、結果系數、植株生長勢、成熟一致性、平均株產量和穗重等。

1.2.3 新梢解剖特征觀察 參考Que 等［16］的方法對新梢的橫切面進行番紅-固綠染色和顯微結構觀察。取白玫瑰和紅玫瑰葡萄E-L 15 時期的新梢，在中部位置（從基部往上第4 節間處）橫切厚度為2 mm 左右的薄片，分別進行番紅-固綠化學組織染色和掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）觀察，以相同時期的赤霞珠新梢為對照。

1.2.4 抗寒性測定 參照Wang 等［17］的方法，采用電導法測定一年生枝條抗寒性。將采集的35 個枝條用自來水沖洗，然后去離子水沖洗3 次。將每個樣品分成7等份，分別放入LW-100C高低溫交變箱（上海海向儀器設備廠）進行低溫處理。設置4（對照，不進行低溫處理）、-10、-14、-18、-22、-26和-30 ℃共7個溫度梯度處理。在每個條件下，以4 ℃·h-1的速率降溫到預設溫度12 h，然后以4 ℃·h-1的速率恢復到4 ℃，處理結束后，取出樣品并放置在室溫下4 h 后進行電導率測定。將處理好的枝條切成1～2 mm的薄片（避開芽眼），混合均勻，稱取2 g 枝條薄片放入50 mL 離心管中，加入20 mL去離子水，搖勻，用DDS-307A電導率儀（上海儀電科學儀器股份有限公司）測定初電導率，然后于100 ℃沸水浴中煮40 min，靜置2 h 后測定終電導率。每個處理重復3次。按以下公式計算相對電導率：

一年生枝條的半致死溫度（lethal temperature of 50%，LT50）根據Logistic方程計算：

式中，Y為相對電導率，X為處理溫度，K 為Y的最大值。拐點溫度為供試材料的半致死溫度（LT50）。

1.2.5 果實基本理化指標測定 分別隨機取50 粒漿果，擦除果粉后用CM-5 色差儀（日本柯尼卡美能達公司）測定果皮顏色特性（L*、a*、b*值）；去除果梗后用MNT-150T 電子游標卡尺（上海美耐特實驗有限公司）測定橫縱徑，并稱重（精確至0.01 g）。

還原糖和可滴定酸含量的測定參照《葡萄酒分析檢驗》［18］。還原糖含量采用斐林試劑熱滴定法測定，可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定，用PHS-3C pH 計（上海儀電科學儀器有限公司）測定pH 值。每個樣品重復3次。

1.2.6 果實酚類物質含量測定 參考孟江飛［19］的方法提取和測定葡萄皮和種子中的酚類物質。隨機取-80 ℃保存的250 粒葡萄，冷凍狀態下迅速剝離葡萄皮、種子，液氮研磨后用FD-1C-50 真空冷凍干燥機（北京博醫康公司）避光冷凍干燥24 h，避光保存于-80 ℃備用。采用福林-肖卡法測定總酚含量，p-DMACA-鹽酸法測定總黃烷-3-醇含量，pH 示差法測定總花色苷含量，蘆丁甲醇顯色法測定總類黃酮含量?？倖螌幒坎捎眉谆w維素沉淀法測定［20］。每個樣品重復3次。

1.2.7 葡萄酒基本理化指標測定 在成熟期分別采集40 kg葡萄，分別采用干白和桃紅葡萄酒小容器釀造工藝進行發酵［21］。干白葡萄酒工藝流程如下：葡萄原料→果穗分選→除梗破碎（添加60 mg·L-1SO2、0.1 g·L-1果膠酶）→冷浸漬（3 d）→壓榨→果汁放入冷庫澄清（添加1 g·L-1膨潤土下膠1 d）→取清汁加酵母（添加200 mg·L-1ACTIFLORE F5 酵母）→監測溫度比重→殘糖測定（＜ 2 g·L-1）→終止發酵（添加60 mg·L-1SO2）→低溫冷藏（4 ℃）→裝瓶。桃紅葡萄酒工藝流程如下：葡萄原料→果穗分選→除梗破碎（添加60 mg·L-1SO2、0.1 g·L-1果膠酶）→添加酵母（添加200 mg·L-1ACTIFLORE F5 酵母）→監測溫度比重→皮渣分離（比重1.010）→監測溫度比重→殘糖測定（＜ 2 g·L-1）→終止發酵（添加60 mg·L-1SO2）→低溫冷藏（4 ℃）→裝瓶。每個酒種設置3 個生物學重復。參考《葡萄酒分析檢驗》［18］的方法測定葡萄酒基本理化指標。其中酒度測定采用酒精計法，總酸含量測定采用酸堿滴定法，揮發酸含量測定采用水蒸汽蒸餾法，干浸出物含量測定采用密度瓶法，總糖含量測定采用斐林試劑熱滴定法，用pH計測定pH值。

1.3 數據處理

采用Microsoft office Excel 2016 和SPSS 26.0 軟件分析處理數據，結果用平均值±標準差表示，采用T 檢驗進行顯著性方差分析（P＜ 0.05）。

2 結果與分析

2.1 植株整體形態

兩份老藤釀酒葡萄種質資源的田間生長情況如圖1 所示，植株整體比較緊湊，主干不明顯，主蔓與一年生枝直立性強，枝條較硬，能夠承受自身的果穗重量，無需綁蔓牽引即可直立生長。

圖1 老藤葡萄田間生長表現Fig.1 The growth performance of old vine in field

2.2 物候期

由表1 可知，在渭北旱塬地區，白玫瑰和紅玫瑰均在2022 年3 月底進入萌芽期，5 月上旬進入開花期，7 月中下旬進入轉色期，以果實中還原糖、可滴定酸含量及成熟系數（M 值）作為成熟度判斷指標（M 值＞30），分別于8月15日和8月12日成熟。就萌芽到成熟的天數而言，白玫瑰為145 d，略長于紅玫瑰（138 d）。

表1 老藤葡萄在渭北旱塬的物候期（2022年）Table 1 The phenology of old vine in Weibei arid region （2022）

2.3 植物學特性

2.3.1 嫩梢、葉片、新梢性狀 由表2 可知，白玫瑰和紅玫瑰葡萄嫩梢、幼葉、新梢的植物學性狀均無差異。嫩梢梢尖為全開張，梢尖顏色為桃紅；幼葉表面顏色為黃綠色；新梢姿態均為直立，節間顏色為綠具紅色條紋，卷須間斷分布，生長勢極強。由表2及圖2可知，白玫瑰和紅玫瑰葡萄成齡葉片形狀均為五角形，五裂，上表面顏色均為綠色。白玫瑰成齡葉面積為233.04 cm2，顯著低于紅玫瑰（409.36 cm2）。白玫瑰上裂刻開疊類型為閉合，紅玫瑰上裂刻開疊類型則為輕度重疊。

表2 老藤葡萄嫩梢、葉片、新梢性狀Table 2 The characteristics of young shoots，leaves and new shoots of old vine

圖2 老藤葡萄成齡葉片Fig.2 The matured leaves of old vine

2.3.2 一年生枝條性狀及新梢解剖特征 根據實地調查發現兩份老藤釀酒葡萄資源均采用無架栽培，其枝條表現出極強的直立生長特性，新梢無需綁縛，且冬季不需要埋土。由表3 可知，白玫瑰節間粗8.82 mm、長6.49 cm，顯著低于紅玫瑰的節間粗度（11.26 mm）和長度（8.06 cm）。紅玫瑰一年生枝條較白玫瑰更為粗壯、直立。白玫瑰一年生枝條表面顏色為紅褐色，表面光滑，橫截面為近圓形；紅玫瑰一年生枝條表面顏色為黃褐色，表面光滑，橫截面為橢圓形。

表3 老藤葡萄一年生枝條性狀Table 3 Characteristics of one-year old cane of old vine

對兩份老藤釀酒葡萄資源新梢的中部橫截面用番紅-固綠染色，并通過掃描電鏡進行觀察。結果表明（圖3），與枝條直立性較差的赤霞珠葡萄相比，白玫瑰和紅玫瑰番紅-固綠染色后呈紅色的區域明顯大于赤霞珠，說明白玫瑰和紅玫瑰新梢木質部的木質素分布區域大于赤霞珠（圖3-A～C）；白玫瑰和紅玫瑰新梢的木質部寬度顯著增加，且白玫瑰和紅玫瑰新梢木質部寬度占新梢直徑的比例顯著高于赤霞珠（圖3-D～H）。木質部顯著增寬和木質素的大量分布可能是導致白玫瑰和紅玫瑰枝條較硬、機械性強的重要因素，從而增強了枝條的負荷能力。

圖3 老藤葡萄新梢番紅-固綠染色和掃描電鏡照片Fig.3 Safranin-O/fast green staining and scanning electron micrographs of old vine

2.4 生長結果習性

由表4 可知，兩份老藤釀酒葡萄資源的生長結果習性較為相近，均表現出較高的結果系數、穗重、粒重和株產量，尤其是穗重和粒重明顯高于常見的歐亞種釀酒葡萄品種，這也是當地將白玫瑰和紅玫瑰作為釀酒鮮食兼用葡萄的重要原因之一。其中，白玫瑰的結果枝率、結果系數和粒重更高，分別為84.62%、2.50和3.09 g，因此盡管其平均穗重低于紅玫瑰，但白玫瑰表現出更高的株產量，為5.47 kg。此外，白玫瑰和紅玫瑰均具有強的生長勢，但均表現出全株和全穗成熟的不一致性，生產上可加強葉幕和果穗管理，以提高果實成熟一致性。

表4 老藤葡萄生長結果習性Table 4 Growth and fruiting characteristics of old vine

2.5 植株抗寒性

如表5 所示，將不同低溫脅迫下一年生枝條的相對電導率與相應的脅迫溫度進行擬合，得到低溫半致死溫度（LT50），其相關系數R2均大于0.90，均達到顯著水平，說明擬合效果好。對照品種赤霞珠的半致死溫度為-13.43 ℃［22］，白玫瑰和紅玫瑰的半致死溫度分別為-10.17、-10.68 ℃，可見，白玫瑰和紅玫瑰一年生枝條的半致死溫度高于赤霞珠，紅玫瑰一年生枝條的半致死溫度略低于白玫瑰。

表5 老藤葡萄一年生枝條半致死溫度（LT50）Table 5 Semi-lethal temperature （LT50） of one-year-old cane of old vine

2.6 成熟期果實基本理化指標

兩份老藤釀酒葡萄資源成熟果實的基本理化指標如表6 所示。白玫瑰果粒橫徑和縱徑分別為16.99 和16.97 mm，果粒為近圓形。紅玫瑰果粒橫徑和縱徑分別為16.18 和17.54 mm，果粒為橢圓形。白玫瑰粒重為3.09 g，顯著高于紅玫瑰（2.78 g）。白玫瑰和紅玫瑰葡萄還原糖含量分別為195.17 和208.33 g·L-1，可滴定酸含量分別為5.97 和3.64 g·L-1，紅玫瑰果實表現出更高的還原糖含量和更低的可滴定酸含量。

表6 老藤葡萄成熟果實的基本理化指標Table 6 Physicochemical parameters of matured berries of old vine

CIELAB（Commission Internationale de l′Eclairage LAB）是國際上通用的數字化定義顏色體系，以L*、a*、b*值表示顏色，其中，L*代表明度值，表示顏色的亮度；a*代表從綠（-a*）到紅色（+a*）的亮度值，b*代表從藍色（-b*）到黃色（+b*）的亮度值。由表6 和圖4 可知，白玫瑰果實成熟時果皮呈現黃綠色，僅有個別果粒著淺粉紅色，L*值為32.69，a*值為-0.80，b*值為5.51；紅玫瑰成熟時全部果粒的果皮呈現出紫紅色，a*值為4.17，b*值趨近于0，為0.29。

圖4 老藤葡萄成熟果實Fig.4 The matured berries of old vine

2.7 果實中酚類物質含量

白玫瑰和紅玫瑰葡萄成熟時果皮和種子中總酚、總黃烷-3-醇、總類黃酮和總單寧的含量如表7 所示。白玫瑰果皮總酚、總黃烷-3-醇、總類黃酮和總單寧含量分別為2.67、5.23、20.33 和37.49 mg·g-1，均顯著低于紅玫瑰。紅玫瑰果皮呈紫紅色，總花色苷含量為2.50 mg·g-1。

表7 老藤葡萄成熟果實的酚類物質含量Table 7 Phenolic compounds content of matured berries of old vines/（mg·g-1 DW）

白玫瑰種子總酚含量為9.91 mg·g-1，顯著高于紅玫瑰（8.67 mg·g-1）；總黃烷-3-醇和總類黃酮含量分別為38.54 和82.82 mg·g-1，均顯著低于紅玫瑰；總單寧含量為189.78 mg·g-1，顯著高于紅玫瑰。兩份老藤釀酒葡萄資源種子中酚類物質含量均顯著高于果皮。

2.8 葡萄酒基本理化指標

由表8 可知，白玫瑰干白葡萄酒的酒度為11.12%（V/V），揮發酸含量為0.43 g·L-1，均顯著低于紅玫瑰桃紅葡萄酒酒度（12.97%，V/V）和揮發酸含量（0.53 g·L-1）。干白葡萄酒的總酸和干浸出物含量分別為5.06 和20.60 g·L-1，顯著高于桃紅葡萄酒總酸（4.69 g·L-1）和干浸出物含量（18.50 g·L-1）。干白葡萄酒和桃紅葡萄酒總糖含量分別為2.70 和2.87 g·L-1，兩者總糖含量差異不大。所釀造的兩款葡萄酒的酒度、揮發酸、干浸出物含量等均符合GB/T 15037-2006《葡萄酒》［23］中的規定。此外，兩款葡萄酒均呈現出清新的果香，尤其具有較為明顯的玫瑰香味。

表8 葡萄酒基本理化指標Table 8 Physical and chemical indexes of the wines

3 討論

在傳統葡萄栽培模式中，架材費用約占新建葡萄園成本的40%以上，通過培育適用于無架栽培的葡萄品種能夠顯著降低建園和后期的管理成本，并且緩解我國葡萄種植勞動力缺乏的現狀［24］。研究表明，植物莖機械強度與其化學組成密切相關［25］，其中木質素可以為植物提供機械支持、促進水分運輸、增強植物細胞壁的剛性［26］。Zheng 等［27］通過番紅-固綠染色和掃描電鏡觀察小麥莖稈解剖特征，發現種植密度疏的小麥莖稈基部木質化程度顯著高于種植密度高的小麥莖稈，合理密植可增強莖桿的強度，從而提高其抗倒伏能力；Zhao 等［28］研究發現，高機械強度牡丹品種莖解剖結構中的木質部寬度顯著高于低機械強度品種，且木質素在高機械強度牡丹品種中顯著沉積，證明了牡丹莖的機械強度與其木質素含量相關，且機械強度高的牡丹品種莖的直立性強。上述研究表明木質素對植物直立性狀的形成具有重要作用。本研究通過對非直立的赤霞珠新梢與直立性強、采用無架栽培的兩份老藤釀酒葡萄種質資源白玫瑰和紅玫瑰新梢解剖結構進行觀察，發現與非直立的赤霞珠相比，白玫瑰和紅玫瑰新梢的木質部寬度明顯增加，且木質素分布區域更大，說明木質素可能是導致白玫瑰和紅玫瑰枝條直立性強的重要原因。因此，本研究中白玫瑰和紅玫瑰葡萄可作為培育優異無架栽培葡萄品種的材料。

產量性狀是葡萄的主要育種目標之一，一個優良的葡萄品種要求具有一定的產量構成。葡萄種質的果枝率和結果系數是重要的產量構成性狀。劉崇懷等［29］對500多份葡萄種質資源的果枝率與結果系數進行了系統評價，發現大部分種質資源的果枝率集中在45%～65%，結果系數主要集中在1.0～1.5。而本研究發現白玫瑰和紅玫瑰葡萄的結果枝率分別為84.62%和78.26%，結果系數分別為2.50和2.00，屬于比較優異的類型。此外，兩者的穗重和平均株產量均較高。因此，就產量性狀而言，兩份老藤釀酒葡萄種質資源表現均較好，且白玫瑰略優于紅玫瑰?？傮w而言，兩份老藤葡萄種質資源的豐產性均較好，也是在渭北旱塬兼用作鮮食葡萄的重要原因之一。果實品質性狀方面，白玫瑰果皮呈淡綠色并帶有淺色紅暈，果實還原糖和可滴定酸含量較為適宜，且果皮中含有少量酚類物質，適合釀造干白葡萄酒。紅玫瑰果皮呈淺紫紅色，花色苷、單寧等酚類物質含量適宜，能賦予葡萄酒一定的色澤和感官收斂性［30］，適合釀造桃紅葡萄酒。這些性狀特征表明，白玫瑰和紅玫瑰葡萄是各具特色、豐產優異的釀酒葡萄種質資源，具有明顯的鮮食釀酒兼用特性，可為選育釀酒鮮食兼用型品種提供種質基礎。

我國大陸性季風氣候條件下，葡萄酒主產區普遍面臨著冬季埋土防寒的問題。因此，抗寒也是釀酒葡萄育種的重要目標性狀［31］。白玫瑰和紅玫瑰一年生枝條的低溫半致死溫度分別為-10.17和-10.68 ℃，且一年生枝條木質化程度很高，木質部占比顯著高于常見的歐亞種釀酒葡萄，冬芽飽滿，能很好地抵御冬季低溫。同時，兩份老藤葡萄資源樹齡很長（64 年），根系發達，加上黃土高原地區土層深厚、當地栽培管理中未進行灌溉等因素，從而導致植株根系扎入較深的土層。此外，當地果農冬季土壤管理有培土的習慣，很好地保護了根系。因此，兩份老藤釀酒葡萄資源在陜西省涇陽縣渭北旱塬地區可進行露地越冬。

4 結論

兩份老藤釀酒葡萄種質資源白玫瑰和紅玫瑰豐產性好，果粒較大且皮薄汁多，糖酸含量適中，玫瑰香氣突出，果實綜合品質佳，適合釀制單寧柔和、口感醇厚、果香濃郁的特色老藤葡萄酒，且枝條直立性強，適合無架栽培，是值得進一步開發和利用的優異特色種質資源。