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(作者:董雅凤 刘凤之 张尊平 中国农业科学院果树研究所国家落叶果树脱毒中心,辽宁兴城125100)
近年来,我国葡萄产业发展迅速,2004年栽培面积和产量分别达41.35万hm2和567.53万t,分别比2000年增长了46.1%和72.9%。但与欧美等葡萄生产先进国家相比,我国在葡萄生产过程中尚存在果品质量差、品种结构不合理、无毒化栽培面积小、苗木市场混乱等问题。大力发展葡萄优新品种无毒化栽培是改善葡萄品种结构及提高葡萄质量、产量和经济效益的有效途径之一。
一、葡萄病毒研究与无毒化栽培简况
20世纪40年代以来,意大利、法国、德国、美国等一些葡萄生产先进国家持续开展葡萄病毒病调查、鉴定和试验研究。目前,全世界已鉴定明确分属于20个病毒属,55种葡萄病毒;研究提出了草本指示植物、木本指示植物、血清学、分子生物学等多种葡萄病毒检测技术;采用热处理、热处理结合茎尖培养、茎尖培养等方法培育出一大批优良品种无病毒原种母本树,卓有成效地推行和普及葡萄无毒化栽培,取得了高产优质的显著效果。
我国自20世纪80年代中期以来,开展了葡萄病毒病种类调查及病毒分离与鉴定、检测技术、脱除技术等方面研究工作。调查发现了葡萄扇叶病、卷叶病、斑点病、脉坏死病、耳突病、星状花叶病和缩叶病等多种葡萄病毒病;分离观察到葡萄扇叶病毒和卷叶病毒粒体,并研制出抗血清,建立了血清学(ELISA)检测方法;研究了茎尖培养和茎尖培养结合热处理等方法的脱毒效果,获得一些无卷叶病毒和扇叶病毒的葡萄品种;推广栽培脱病毒葡萄约10万亩,获得了较好的示范效应。
二、我国葡萄病毒病发生状况
扇叶病、卷叶病、皱木复合病、斑点病等葡萄病毒病在我国各葡萄产区分布广泛,发生和危害严重。郭德银等(1991)采用间接ELISA法,随机检测了35个葡萄品种,带扇叶病毒率高达74.3%。刘崇怀等(1998)调查了国家葡萄种质资源圃(郑州)内808份种质,有26%的品种表现卷叶病症状,其中,欧亚种(尤其是酿酒品种)发病率高、危害严重。何水涛等(2001)采用酶联免疫吸附法检测了39个品种共78株葡萄,卷叶病毒带毒率高达76.9%。中国农业科学院郑州果树研究所曾于1980~1983年向美国农业部葡萄检疫中心送检龙眼、红富士、巨峰等10个品种,其中,7个品种带扇叶病毒,8个品种带卷叶病毒,7个品种带茎痘病毒。中国农业科学院果树研究所国家落叶果树脱毒中心采用ELISA和RT-PCR检测技术对葫芦岛地区栽培的鲜食葡萄进行抽样调查,共检测了35个品种104株葡萄、8种葡萄病毒,即:葡萄扇叶病毒(GFLV)、葡萄卷叶病毒1、2、3(GLR-1,2,3)、葡萄病毒A(GVA)、葡萄病毒B(GVB)、沙地葡萄茎痘病毒(GRSP)和葡萄斑点病毒(GFkV),带毒株率为65%。由于长期盲目引种、高接、扩繁,以及缺乏有效的检测手段和健全的无病毒苗木繁育体系,我国葡萄病毒病有进一步蔓延的趋势。因此,今后一个时期,有必要进一步加强病毒检测和脱毒技术研究,培育和推广新优品种无病毒苗木,逐步实现葡萄无毒化栽培。
三、葡萄病毒病的危害
病毒在葡萄体内繁殖,引起植株叶绿素含量、光合作用、呼吸作用、糖代谢、酶活性、韧皮部运输、激素平衡、矿物营养、细胞代谢等生理和新陈代谢活动发生变化,从而造成树体生长衰退、产量下降、品质变劣、生长和果实成熟推迟、寿命缩短、抗逆性差、生根率和嫁接成活率低。早在1967年,Cramer就估计全世界每年由葡萄病毒病造成的损失为8~9亿美元,迄今为止,全世界已有许多关于葡萄病毒病危害的报道(附表1),清楚地表明病毒病造成的经济损失是不可忽略的、巨大的。需要注意的是,由于病毒株系、砧穗组合和环境条件的不同,同种病毒侵染所表现的症状类型和危害程度并不完全相同。例如,美洲种葡萄及其杂交后代对扇叶病毒很敏感,欧洲种葡萄却有一定的抗病性;卷叶病毒在欧洲葡萄品种上产生典型的症状,但在多数美洲品种及其杂交后代中呈潜伏侵染;葡萄卷叶病毒仅在生长后期表现典型症状;有些温和的病毒株系不表现症状,不造成经济损失。
四、无病毒苗木的优越性
葡萄为多年生植物,病毒主要随砧木和接穗广泛传播,一旦侵染,即终生带毒,持久危害,无法通过化学药剂进行有效控制。栽培无病毒苗木是防治葡萄病毒病的根本措施。实践证明,葡萄无病毒苗木根系发达,定植成活率高;树体长势旺盛,主干茎粗壮,节约肥水;产量高、品质好;抗逆性强,病虫害少,可减少农药使用数量和次数,降低生产成本,减轻环境污染。自20世纪60年代以来,欧美诸国普遍推广栽培无病毒葡萄苗,并实施严格的苗木检测和生产制度,有效地控制了病毒病的危害,也为葡萄和葡萄酒的优质生产奠定了良好基础。
五、我国发展葡萄无毒化栽培所具备的条件
㈠ 政策导向与市场需求
农业部对果树良种的无毒化越来越重视,已将果树无病毒良种苗木的繁育与推广作为改良品种、提高质量的关键技术,列入丰收计划予以扶持,同时,还将果茶良种苗木的繁育纳入了“种子工程”,分期分批投资建设国家脱毒中心和省级果树良种繁育场,初步建立起果树良种苗木繁育体系。目前,农业部已分别在中国农业科学院果树研究所、华中农业大学、中国农业科学院柑桔研究所投资建立了三个国家级果树脱毒中心,这将促进我国果树无病毒苗木生产迅速向产业化、规范化方向发展。
在我国,由于长期盲目繁殖,造成葡萄病毒积累和重复感染,病毒病危害日益严重,使得更多的葡萄生产者逐渐意识到栽培无病毒苗木的优越性。我国现有的许多葡萄园亟待更新换代,迫切需要适于当地发展的无病毒新优葡萄品种苗木,而当今市场上葡萄无病毒苗木十分短缺,因此,亟需加快葡萄病毒科研成果转化,建立健全无病毒苗木繁育体系,加速培育优新品种葡萄无病毒苗木,以适应葡萄品种更新换代和无毒化栽培的需要。
㈡ 技术支持
1.脱毒技术
脱毒技术是培育无病毒苗木的基础。研究表明,采用热处理、茎尖培养、茎尖培养结合热处理等技术,能成功地脱除多种葡萄病毒,其中,茎尖培养结合热处理方法脱毒效果最好。脱毒技术较易操作和掌握,所需仪器设备简单。中国农业科学院果树研究所国家落叶果树脱毒中心通过脱毒获得6个葡萄品种无病毒原种(表1)。 表1 中国农业科学院果树研究所国家落叶果树脱毒中心
培育和保存的葡萄无病毒品种及砧木
| | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 河岸葡萄Vitis riparia Gloire de Mentpellier | | | | | | 沙地葡萄圣乔治Vitis rupestris St. Gorge |
2.检测技术
可靠、灵敏、快速的病毒检测技术是发展葡萄无毒化栽培的根本保障。目前常用的葡萄病毒检测技术主要包括指示植物、酶联免疫吸附(ELISA)和反转录聚合酶链式扩增反应(RT-PCR)等三种。成套的葡萄指示植物可用于检测多种病毒病,但由于所需时间过长,国外多用于检测无病毒原种。ELISA方法检测样品量大、操作简单、所需时间短,可用于检测GFLV、ArMV、GLR-1~7、GVA、GVB 、GFkV等多种病毒。目前我国所用的ELISA试剂盒全靠进口,费用较高。近年来,RT-PCR检测技术以其灵敏度高、操作较简单、结果可靠而被广泛研究和应用,世界上已报道GFLV、GLRs、RSP、GVA、GVB、GFkV、ArMV等多种葡萄病毒可用该项技术进行检测。在我国,中国农业科学院果树研究所国家落叶果树脱毒中心率先在国内研究建立了GFLV、GLR-3、GRSP、GVA、GVB等多种葡萄病毒快速、灵敏、可靠的RT-PCR检测技术体系,并已广泛应用于多种葡萄样品的快速检测。
3.组培快繁技术
采用组培快繁技术可加速无病毒苗木生产,能够尽快满足市场对葡萄优新品种无病毒苗木的巨大需求。我国葡萄大规模工厂化育苗技术已逐渐成熟和完善,可广泛地应用于葡萄无病毒苗木的快速繁育。
六、发展葡萄无毒化栽培存在的问题
㈠ 传毒介体不明
国外研究表明,葡萄扇叶病毒可通过标准剑线虫(Xiphinema index)和意大利剑线虫(Xiphinema Italiae)传播,GLR-1、GLR-3、GVA和GVB可通过粉蚧传播,我国至今未见关于葡萄传毒介体的报道,是否存在传毒介体情况不祥。因此,繁育葡萄无病毒苗木时应选择3年以上未种植葡萄的地段,并距离其他葡萄园或苗圃50米以上,以防无病毒苗木再感染病毒。
㈡ 葡萄无病毒苗木定义模糊
对葡萄无病毒苗木的定义和脱除的病毒种类,目前我国还没有相关的标准和明确规定。全世界已报道的葡萄病毒种类繁多,其中,有些病毒(如AILV、AMV、BBWV、CMV、PVX、TMV、TSWV等)是其他作物的重要病原,在葡萄中很少被发现且造成的危害可以忽略;有些葡萄病毒(如GALV、GBLV、GCMV、GLPV、GBINV等)分布有限,造成的损失小,欧美各国均不将其列为脱除和检测对象。根据葡萄病毒病发生和危害状况及现有研究水平,参考欧美等葡萄生产发达国家的相关规定,作者认为葡萄无病毒苗木应该脱除葡萄扇叶病毒(GFLV)、葡萄卷叶病毒1, 2, 3、葡萄病毒A(GVA)、葡萄病毒B(GVB)、沙地葡萄茎痘病毒(GRSP)和葡萄斑点病毒(GFkV),从而有效控制葡萄病毒病的危害。
㈢ 培育无病毒原种需时较长
培育葡萄无病毒母本树需经脱毒处理及病毒检测等多道程序,一般需要2~3年时间,为了加速葡萄新优品种无病毒母本树培育和推广进程,现在多采用茎尖培养结合热处理及血清学、分子生物学快速检测方法缩短时间。除此以外,还可从国外进口或通过单株选择的方式获得无病毒品种。
㈣ 缺乏健全的无病毒苗木繁育体系
为全面实行葡萄无病毒栽培,确保无病毒苗木的供给,保证无病毒苗木的优良园艺特性,无病毒葡萄苗木的繁育应建立全国或各省市自治区统一繁育体系。从优良母株的选择,到病毒的脱除、无毒原种的培育,无毒母本园及苗圃的建立,以及无病毒苗木的生产经营、无病毒葡萄的栽培等一套完整的科学体系。
附表1 葡萄病毒病的危害 | | | | ArMV
| Kerner嫁接于带毒砧木
| 严重衰退至死亡
| Stellmach and Berres, 1986
| GFLV
| Chardonnay
| 减产75%
| Legin, 1970
| GFLV
| Thompson seedless
| 减产12%
| Auger et al.,1992
| GFLV
| Chasselas、Merlot、Pinot noir
| 三个品种分别减产78%、87%和98%
| Bovey, 1970
| GFLV+GYSVd
| Thompson seedless
| 减产50%
| Woodham and Alexander, 1966
| GFLV
| SO4、Riesling on SO4
| SO4生根率由75%降为25%;嫁接成活率由30~45%降为6%~10%
| Brückbauer, 1962
| GFLV
| Hybrids
| 生长量减少46%以上
| Babini et al.,1981
| GFLV+GLR-3
| 420A、Kober 5BB、Teleki 5A
| 生长量分别减少88%、90%和80%
| Credi and Babini, 1996
| Leafroll
| 多个品种
| 平均产量损失20%~85%,含糖量降低16%以上,推迟成熟2~3周
| Goheen,1980
| Leafroll
| Chardonnay
| 平均株产减少43%~50%,酒精含量降低14%~19%
| Walter and Legin, 1986
| Pinot noir
| 平均株产减少37%~61%,酒精含量降低3%~10%
| Leafroll
| Pinot noir
| 7年平均减产19%
| Brückbauer,1981
| Leafroll
| Pinot noir
| 减产20%~68%
| Hofmann, 1984
| Leafroll
| Baco 22A
| 产量减少44%,糖分减少9%
| Linden and Chamberlain, 1970
| Mission
| 产量减少66%,糖分减少30%,色素降低50%,根系弱
| Leafroll 弱毒株
| Riesling 、Zinfandel
| 不表现明显症状,没有产量损失,含糖量降低1~1.7度
| Wolpert and Vilas, 1992
| Leafroll
| Emperor
| 含糖量降低4%~26%,着色差
| Krake, 1993
| Leafroll
| Burger
| 总酸量大大高于无病植株,苹果酸、酒石酸和钾在病株中含量高,但脯氨酸、可溶性固形物和精氨酸含量低
| Lider et al., 1975
Kliewer and Lider , 1976
| Leafroll
| Periquita
| 推迟成熟,含糖量降低12.2%,酸量增加13.5%,果穗花青素含量减少32%,产量减少18%
| Spranger-Garcia et al., 1989
| Leafroll
| Red Globe、King’s Ruby
| 产量减少22%~24%,含糖量降低5%,果粒苍白,无法上市
| Digiaro et al., 1997
| RW
| Riesling
| 推迟萌芽,生长停滞
| Lehoczky, 1970
| CB+SG
| Cardianl
| 逐渐减产,16年生树,减产达70%
| Teliz et al.,1980
| RW
| Italia
| 60%以上嫁接苗没有产量或死亡,嫁接在Kober 5BB和1103P上产量高,而嫁接在140Ru和34EM上则不结果
| Sino et al., 1985
| RW
| Chenin blanc
| 嫁接成活率和生长量分别降低40%和30%
| Triel et al., 1980
| RW
| Italia/1103P
| 经5年观察,有症状和无症状的葡萄总产量没有明显差别
| Garau et al. 1984
| Monica/140Ru
| 减产35%,与GFLV混合侵染时达55%
| RW+Leafroll
| Napoleon
| 最高减产75%,植株衰退,果实苍白
| Padilla, 1986
| GLR-2,3+GVA
| Red Globe
| 果实苍白,树体衰退,2年内死亡并拔除50%
| Digiaro et al.,1997
| KSG+GRSP+GLR-3+VN
| 420A、Kober 5BB
| 严重影响生长
| Credi and Babini, 1996
| CB
| Thompson seedless
| 扦插苗每株减产44%,嫁接于41B砧木减产32.5%,Paulsen1103 减产53.4%,110R减产57.7%,16-13C减产9.3%。
| Tanne et al., 1990
| GFkV
| V. rupestris
| 生根率和嫁接成活率降低,其严重程度与病毒株系有关
| Triolo and Materazzi 1986
| GFkV
| V. rupestris
| 嫁接成活率降低
| Nel and Engelbrecht, 1970
| GFkV +VN
| 420A、Kober 5BB、Teleki 5A
| 生长量420A减少52%;Kober 5BB减少 37%;Teleki 5A没有明显变化
| Credi and Babini, 1996
| GFkV+Leafroll
| Koshu
| Ajinashika病,含糖量降低20%~35%,酸量增加30%~38%
| Terai, 1990; Yamakawa et al., 1982
| 扇叶病
| 公酿一号
| 萌芽率降低11.5%,亩产减少60%~95%,百粒重减少126克,穗重减少83克
| 刘震等,1991
| 卷叶病
| 蛇龙珠
| 树体缩小1/3以上,穗重减少41.0%,株产减少72.0%,百粒重减少13%,果实可溶性固形物含量下降8%,果皮色素含量下降7%。
| 修德仁等,1992
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ArMV:南芥菜花叶病毒; GFLV:葡萄扇叶病毒; GYSVd:葡萄黄斑类病毒; GLR:葡萄卷叶病毒; Leafroll:葡萄卷叶病; RW:皱木复合病; CB:栓皮病; SG:茎沟病; KSG:Kober 5BB茎沟病; RSP:沙地葡萄茎痘病; VN:脉坏死病; GFkV:葡萄斑点病毒。
来源:中国果品苗木网 |
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