摘要
葡萄是世界上栽培范围最广的果树之一,种质资源丰富。种质资源圃长期进行种质资源的收集与保存工作,积累野生种、地方品种、育成品种、育种材料、珍稀资源和近缘植物等资源,但传统的种质资源信息常以纸质形式呈现,并不便于信息管理,随着互联网技术的发展,线上种质数据库在信息共享、性状评价、种质保护与利用等方面逐渐展现出了明显优势。在国内外的种质资源数据库中,有各种类型的葡萄相关数据库。数据库不仅向决策部门、品种审定机构等提供数据信息,也为种质资源和生物技术研究人员、种质库管理以及种子、饲料、酿酒等企业服务。本文主要选取了覆盖范围较广的欧洲葡萄数据库(The European Vitis Database)、国际粮食和农业植物遗传资源数据库(Genesys PGR)、美国农业部种质资源信息网(GRIN,Germplasm Resources Information Network)、中国作物种质资源信息系统(CGRIS,Chinese Crop Germplasm Resources Information System) 4个数据库进行功能介绍与信息统计,对数据库收录的原产地、属种、果色、用途、香气、植物学特性等进行数据分析,以期促进种质创新技术研发,提高种质资源的共享效率,为在线数据库的高效利用以及我国数据库未来的建设提供参考。
种质资源是某个物种的所有生物体中各种基因的总
葡萄是我国的主栽果树之一,种质资源丰富,栽培历史悠久。自1956年起,国家先后开展了3次农作物种质资源普查与收集工作,各葡萄研究单位、大学和企业以不同方式从世界多个国家进行了品种引进,保存的葡萄种质资源达3600余份,确定了郑州葡萄圃、太谷葡萄圃、吉林左家山葡萄圃3个国家葡萄种质资源圃,2022年确定了国家枸杞葡萄种质资源圃(银川),鉴定评价方法也日趋完善不断创
目前,世界上主要的葡萄栽培大国和地区已建立起在线葡萄种质资源数据库,美国于1990年建成美国农业部种质资源信息网(GRIN,Germplasm Resources Information Network),德国葡萄育种研究所于1983年建立目前世界上收录葡萄种质资源信息相对较全、数据更新频率较高的国际葡萄品种目录数据库(VIVC,Vitis International Variety Catalogue),欧洲建立了欧洲葡萄数据库(The European Vitis Database),意大利、西班牙、法国分别建立意大利葡萄数据库(Italian Vitis Database)、西班牙葡萄PFAF植物数据库(Plants For A Fulture)、法国种植葡萄(Plant grape)等,实现了种质资源保存信息与性状信息的共享,极大地提高了种质资源标准的统一性与种质资源的共享利用率,提高了资源的知名度与可利用价值。对于国内,中国作物种质资源信息系统(CGRIS,Chinese Crop Germplasm Resources Information System)在1990年初步建立,并从2004年起不断收集整理规范并保存种质资源数据,至今已得到广泛使用。
葡萄种质资源数据库已在资源、植保、育种、栽培等领域得到广泛应用,为科技项目提供技术、资源和数据支撑。数据库不仅向决策部门、品种审定机构、管理人员、科研和教学单位提供数据信息,也为种质资源和生物技术研究人员、种质库管理、引种和考察人员、农技推广人员、农民、学生,以及种子、饲料、酿酒等企业服务。本文选取葡萄种质信息覆盖范围较广的4个数据库进行功能对比与数据分析,以期为更好地利用葡萄种质资源数据库提供引导,同时也为我国未来多类型葡萄数据库建设提供参考。
本研究对象为欧洲葡萄数据库(The European Vitis Database,http://www.eu-vitis.de/index.php)、国际粮食和农业植物遗传资源数据库(Genesys PGR,https://www.genesys-pgr.org)、美国农业部种质资源信息网(GRIN,Germplasm Resources Information Network,https://npgsweb.ars-grin.gov/)和中国作物种质资源信息系统(CGRIS,Chinese Crop Germplasm Resources Information System,https://www.cgris.net/)。
网站由朱丽叶库恩研究所—德国联邦栽培作物研究中心(JKI,Julius Kuehn Institute,Federal Research Centre for Cultivated Plants)和德国盖尔维勒霍夫(Geilweilerhof)葡萄育种研究所于2007年联合创
欧洲葡萄数据库网站页面分为显示区和功能选择区。功能选择区包括公共访问、数据提供者、描述符和文件形式、研究所代码、重要链接等。公共访问可进行种质检索,提供了快速搜索、高级搜索、照片搜索、表征描述检索、SSR标记检索、病毒数据检索、品种目录检索、农场维护检索、AEGIS-欧洲收藏等检索方式(

图1 欧洲葡萄数据库信息界面
Fig.1 Information interface of the European Vitis Database
大部分种质信息都提供了果皮颜色、品种名称、VIVC编号、物种、亚类群、品种原产国和持有机构等信息(
项目 Item | 主要分类 Main classifications | 种质份数 Number of germplasm |
---|---|---|
原产地 Country of origin | 西班牙、法国、美国、德国、希腊、阿塞拜疆等 | 26605 |
亚种 Subfamily | 欧亚种、美洲种等 | 25560 |
果皮颜色 Color of berry skin | 绿色、灰色、玫瑰色、红色、黑色、灰绿色、粉灰色、红紫色等 | 32109 |
用途 Utilization | 酿酒、鲜食、制干、砧木、观赏、野生等 | 34077 |
茎尖开度 Stem tip openness | 闭合、半开放、开放 | 2864 |
裂片数目 Number of splinters | 无、三、五、七、七个以上 | 2919 |
叶柄窦张开度/重叠度 Petiole sinus opening/overlap | 非常开放、开放、关闭、重叠、非常重叠 | 2922 |
图片 Image | 梢尖、幼叶、成龄叶、果实、种子、果穗花序、植株整体 | 5064 |
病毒检测结果 Virus test results | 卷叶病、扇叶病、南芥菜花叶病毒 | 466 |
表中种质份数为各项目有数据录入的种质数量,下同
The number of germplasms in the table is the number of germplasms with data entry for each item,the same as below
网站的高级检索分为凭证描述符和特征描述符。凭证描述符包括23个通用描述和16个其他描述,通用描述包括果皮颜色、用途、VIVC品种编号等信息,其他描述符包括采集点经纬度、采集日期、种质储存方式等。通过特征描述符检索可以找到符合某些特征需求的品种,可以在上述公共访问区快速检索的限定条件下筛选不同特征描述符。特征描述符均为与葡萄或葡萄藤有关的植物学特征,包括芽尖匍匐毛上的花青素着色强度、芽尖上的匍匐毛密度、节间背侧的颜色、节间腹侧的颜色、花青素在芽鳞上的分布、芽鳞上的花青素着色强度、裂片数、叶片上侧主脉花青素着色区域、叶柄窦张开/重叠的程度等95个描述符。这些表征描述分为15项定性描述与80项定量描述。特征描述符的描述方法可以通过点击名称查看,在特征描述符分级不够精确时可以输入精准的数字进行检索,例如在检索果穗长度时,如果对应的等级描述不够精准,可以输入需求的毫米数值区间进行精确检索。这些信息大多数使用传统的形态特征鉴定法获得,形态性状的鉴定和描述是植物研究最基本的方
SSR标记在葡萄品种鉴别、系谱分析和遗传图谱构建方面已得到广泛应用,基因工具还可以通过估计多样性推进种质资源的原生环境保
病毒检测结果检索是欧洲葡萄数据库的特色功能,共有466份次用酶联免疫吸附法进行过卷叶病(Grapevine leafroll associated virus)、扇叶病(Fan leaf virus)和南芥菜花叶病毒(Arabis mosaic virus)测试的种质可供检索。目录检索提供的种质信息包括芽尖、叶片和果穗等的形态特征和农艺学特征,附有茎尖、叶片和果穗的照片,并对上述信息提供可以下载的pdf形式文件。对于并未被大量收集保存的品种,葡萄种植户对其进行农场维护,与保存在政府葡萄藤库中相比,种植保存可以使葡萄种质的生命在适宜的环境中一直延续,从而保存其全部的遗传物质,同时还可以进行对比评价和利
果实色泽既是评价葡萄品质的主要感官性状,也是葡萄育种的重要指

图2 不同性状葡萄种质比例
Fig.2 Proportions of grape germplasm of different traits
A:果皮颜色;B:图片种类;C:不同用途
A: Color of berry skin; B: Type of picture; C: Different uses
葡萄营养丰富,广泛用于酿酒、鲜食和制干,在栽培中,一些抗逆性较好的品种会被选育作为砧
从69个国家及地区收录的26605份种质的情况来看,法国录入种质数量最多,为7939份,占数据库种质数量的29.8%;意大利录入种质数量第二,为4130份,占总数量的15.5%;排名3~5的国家及地区分别是西班牙、格鲁吉亚和希腊,录入种质数量为2522、1489、1213份,占比为9.5%、5.6%、4.6%;欧洲、亚洲、美洲、非洲、澳洲的录入种质数量为21812、3229、1282、239、43,欧洲录入份数占82.0%,欧洲种质数量远高于其他地区种质数量。
在35个位于欧洲的国家及地区中,有26个国家及地区的酿酒葡萄种质份数大于鲜食葡萄种质份数,占74.3%。在34个欧洲以外的国家及地区中,仅有8个国家及地区的酿酒葡萄种质份数大于鲜食葡萄种质份数,占23.5%,有24个国家及地区的鲜食葡萄种质份数大于酿酒葡萄种质份数,占70.6%。在欧洲录入的22009份用途种质信息中,15525份为酿酒葡萄,占70.5%(

图3 各洲不同用途葡萄种质份数
Fig.3 Number of grape germplasm parts for different uses by continent
欧亚种是世界上的主要栽培种,主要栽培国家保存了大量的欧亚种葡萄种质。美洲种的保存数量较少,河岸葡萄主要分布在美国东南部到加拿
国家 Nation | 欧亚种 Vitis vinifera linné | 美洲种 Vitis labrusca linné | 河岸葡萄 Vitis riparia michaux | 沙地葡萄 Vitis rupestris scheele | 毛葡萄 Vitis lanata roxburg | 山葡萄 Vitis amurensis ruprecht | 国家 Nation | 欧亚种 Vitis vinifera linné | 美洲种 Vitis labrusca linné | 河岸葡萄 Vitis riparia michaux | 沙地葡萄 Vitis rupestris scheele | 毛葡萄 Vitis lanata roxburg | 山葡萄 Vitis amurensis ruprecht | |
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法国 France | 3502 | 5 | 11 |
德国 Germany | 838 | 3 | 7 | 1 | 2 | |||||
意大利 Italy | 3709 |
美国 United States | 268 | 15 | 128 | 18 | 1 | |||||||
西班牙 Spain | 2470 |
匈牙利 Hungary | 720 | |||||||||||
格鲁吉亚 Georgia | 1485 |
葡萄牙 Portugal | 902 | |||||||||||
希腊 Greece | 1191 |
阿塞拜疆 Azerbaijan | 598 |
国际粮食和农业植物遗传资源数据库于2008年首次推出,包含约400万份基因库种质,约占世界估计总数的一半。它将世界超过450个研究所基因库中存储的数百万份种质信息汇集到一个易于使用的网站中,用户无需在多个单独的数据库中搜索,而是使用单个搜索词同时检索数百个基因库集合。网站收集的葡萄种质信息有54396份。
Genesys数据库网站页面分为种质信息区和网站信息区,种质信息区分为控股机构、入藏代码、日期搜索、作物、分类、种质来源、收集数据、生物学状况、种质储存类型、参考资料、原产地气候等(

图4 Genesys信息界面
Fig.4 Genesys information interface
数据库提供了每份种质的标识符、入藏代码、保存机构、机构代码、种质提供者、原产地、生物学状况、属、称谓、学名、作物名称、入藏名称、样品采集时间、采集地点、创立时间、修改时间等信息(
项目 Item | 主要分类 Main classifications | 种质份数 Number of germplasm |
---|---|---|
种质保存地 Germplasm preservation | 法国、西班牙、美国、意大利、瑞士、罗马尼亚等 | 54396 |
原产地 Country of origin | 法国、西班牙、美国、意大利、瑞士、罗马尼亚等 | 34520 |
生物学状况 Biological status of accession | 传统品种、改良品种、杂交种、育种研究资料、野生种、突变体、半野生等 | 40495 |
种质储存类型 Type of germplasm storage | 田野储存、中期种子储存、种子储存、体外储存、长期种子储存、冷冻保存等 | 38960 |
保存机构 Holding institute | FRA139、USA028、ESP080、UKR050、CHE019、DEU098等 | 33286 |
亚种 Subfamily | 欧亚种、种间杂交、葡萄属、杂交种、美洲种、河岸葡萄等 | 54396 |
数据库提供258个不同目的与用途的种质集合清单,比如旱地果树种质清单是根据非洲干旱和半干旱地区本土果树物种的文献知识汇编而成,可为解决干旱地区营养不良问题提供种质依据。数据库标明子集的类型、选择方法、种质数量和研究所等信息,可供研究者查找。
Genesys列出了种质资源出处目录,并根据材料的来源对种质数据进行分组,如果种质是在采集考察过程中在田间采集的,则其出处是采集点所在的国家及地区;当材料由国际组织培育或开发时,其出处是该研究所的ISO代码。网站还根据世界粮食和农业植物遗传资源信息和预警系统(WIEWS,World Information and Early Warning System on Plant Genetic Resources for Food and Agriculture)数据库列出了每个国家的基因库,以及它们是否是Genesys的数据提供者。
同时,Genesys也列出了与其共享种质资源的数据提供者,包括3个世界上最大的基因库数据库和网络:欧洲植物遗传资源检索目录(EURISCO,European Search Catalogue for Plant Genetic Resources)、国际农业研究磋商组织(CGIAR,Consultative Group for International Agricultural Research)和美国农业部国家植物种质系统(USDA NPGS,USDA National Plant Germplasm System),以及世界上收录数量最多和最多样化的豆类数据库国际热带农业中心(CIAT,Centro Internacional de Agricultura Tropical)、世界上最大的蔬菜种质资源库世界蔬菜中心(WorldVeg,World Vegetable Center)等40个数据库或组织。
数据库中共录入了40495份葡萄种质资源的生物学状况信息(

图5 不同性状葡萄种质比例
Fig.5 Proportion of grape germplasm with different traits
A:种质生物学状况;B:种质储存类型
A: Germplasm biology; B: Germplasm storage
数据库收集的54396份种群种质信息中,欧亚种占比75%,杂交种其次,美洲种仅收录525份,占比1%(
种群名 Species | 种质份数 Number of germplasm | 种群名 Species | 种质份数 Number of germplasm | |
---|---|---|---|---|
欧亚种 Vitis vinifera | 40857 | 枫叶葡萄 Vitis acerifolia | 81 | |
种间杂交 Vitis interspecific crossing/Vitis interspecific hybrid | 4407 |
欧山杂种 Vitis vinifera l. x vitis amuren | 80 | |
葡萄属 Vitis sp. | 3848 | 野马葡萄 Vitis mustangensis、Vitis candicans | 94 | |
杂交种 Vitis hybr. | 2164 | 尚平葡萄 Vitis champinii | 41 | |
美洲种 Vitis labrusca | 525 | 铁锈红葡萄 Vitis coignetiae | 40 | |
河岸葡萄 Vitis riparia | 494 | 蒙蒂科拉葡萄 Vitis monticola | 36 | |
复方种间杂交 Vitis compound interspecific hybrid | 283 | 枫叶葡萄 Vitis longii | 35 | |
甜冬葡萄 Vitis cinerea | 204 | 太平洋葡萄 Vitis californica | 26 | |
沙地葡萄 Vitis rupestris | 172 | 复叶葡萄 Vitis piasezkii | 26 | |
麝香葡萄 Vitis rotundifolia | 166 | 亚利桑那葡萄 Vitis arizonica | 25 | |
夏葡萄 Vitis aestivalis | 132 | 布什葡萄 Vitis doaniana | 24 | |
西班牙葡萄 Vitis berlandieri | 105 | 卡卢萨葡萄 Vitis shuttleworthii | 16 | |
山葡萄 Vitis amurensis | 98 | 猫声鸟葡萄 Vitis palmata | 15 | |
霜葡萄/冬葡萄 Vitis vulpina、Vitis cordifolia | 89 | 其他 Other | 313 |
国家 Nation | 所属洲 Continent | 种质份数 Number of germplasm | 酿酒 Wine grape | 鲜食 Table grape | 制干 Raisin grape | 砧木 Rootstock | 观赏 Ornamental grape | 野生 Wild grape |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
法国 France | 欧洲 | 7939 | 5800 | 902 | 9 | 1218 | 6 | 4 |
意大利 Italy | 欧洲 | 4130 | 2908 | 875 | 284 | 1 | ||
西班牙 Spain | 欧洲 | 2522 | 1821 | 707 | 28 | 3 | ||
格鲁吉亚 Georgia | 亚洲 | 1489 | 1263 | 408 | 17 | |||
希腊 Greece | 欧洲 | 1213 | 940 | 275 | 5 | |||
德国 Germany | 欧洲 | 1065 | 793 | 96 | 50 | 99 | ||
美国 United States | 北美洲 | 980 | 253 | 398 | 20 | 61 | 64 | |
匈牙利 Hungary | 欧洲 | 945 | 566 | 312 | 6 | 111 | ||
葡萄牙 Portugal | 欧洲 | 925 | 799 | 77 | 1 | |||
阿塞拜疆 Azerbaijan | 亚洲 | 623 | 258 | 459 | 33 | 29 | ||
罗马尼亚 Romania | 欧洲 | 512 | 290 | 202 | 2 | |||
俄罗斯联邦 The Russian Federation | 欧洲 | 420 | 254 | 238 | 3 | 5 | 1 | |
亚美尼亚 Armenia | 亚洲 | 378 | 220 | 231 | 20 | |||
乌克兰 Ukraine | 欧洲 | 377 | 223 | 220 | ||||
摩尔多瓦 Moldova | 欧洲 | 340 | 262 | 157 | 7 | |||
奥地利 Austria | 欧洲 | 268 | 184 | 35 | 50 | |||
克罗地亚 Croatia | 欧洲 | 242 | 224 | 21 | ||||
阿根廷 Argentina | 南美洲 | 197 | 61 | 120 | 6 | |||
斯洛伐克 Slovakia | 欧洲 | 162 | 14 | 20 | 125 | |||
达吉斯坦 Dagestan | 亚洲 | 151 | 104 | 103 | ||||
保加利亚 Bulgaria | 欧洲 | 146 | 68 | 67 | 1 | |||
土耳其 Turkey | 亚洲 | 137 | 37 | 79 | 14 | 1 | 2 | |
瑞士 Switzerland | 欧洲 | 111 | 76 | 11 | 1 | |||
乌兹别克斯坦 Uzbekistan | 亚洲 | 107 | 20 | 83 | 18 | |||
突尼斯 Tunisia | 非洲 | 97 | 31 | 28 | 1 | |||
加拿大 Canada | 北美洲 | 77 | 46 | 24 | ||||
塞尔维亚 Serbia | 欧洲 | 73 | 45 | 28 | ||||
斯洛文尼亚 Slovenia | 欧洲 | 69 | 69 | 22 | ||||
英国 Britain | 欧洲 | 60 | 21 | 58 | ||||
苏联,苏维埃社会主义共和国联盟 Former Soviet Union, Union of Soviet Socialist Republics | 欧洲 | 58 | 19 | 25 | 1 | |||
南斯拉夫 Yugoslavia | 欧洲 | 57 | 44 | 15 | ||||
伊朗 Iran | 亚洲 | 54 | 16 | 42 | 2 | |||
摩洛哥 Morocco | 非洲 | 51 | 12 | 39 | ||||
阿尔及利亚 Algeria | 非洲 | 46 | 18 | 31 | ||||
黎巴嫩 Lebanon | 亚洲 | 45 | 21 | 39 | ||||
以色列 Israel | 亚洲 | 43 | 13 | 29 | 3 | |||
澳大利亚 Australia | 澳洲 | 43 | 13 | 14 | 1 | |||
南非 South Africa | 非洲 | 42 | 10 | 20 | ||||
日本 Japan | 亚洲 | 41 | 12 | 18 | ||||
捷克共和国 Czech Republic | 欧洲 | 41 | 24 | 3 | 3 | |||
塞浦路斯 Cyprus | 亚洲 | 40 | 16 | 22 | ||||
阿拉伯叙利亚共和国 Syrian Arab Republic | 亚洲 | 29 | 1 | 18 | ||||
阿富汗 Afghanistan | 亚洲 | 29 | 3 | 25 | 3 | |||
中国 China | 亚洲 | 26 | 6 | 7 | ||||
巴尔干 Balkans | 欧洲 | 20 | 20 | 3 | ||||
阿尔巴尼亚 Albania | 欧洲 | 19 | 5 | 14 | ||||
拉脱维亚 Latvia | 欧洲 | 18 | 3 | 17 | ||||
比利时 Belgium | 欧洲 | 18 | 18 | |||||
埃及 Egypt | 欧洲 | 16 | 11 | 13 | 5 | |||
土库曼斯坦 Turkmenistan | 亚洲 | 15 | 7 | 11 | 1 | |||
黑山共和国 Montenegro | 欧洲 | 15 | 15 | |||||
巴西 Brazil | 南美洲 | 15 | 3 | 11 | 2 | |||
原捷克斯洛伐克 Former Czechoslovakia | 欧洲 | 10 | 7 | 3 | ||||
秘鲁 Peru | 南美洲 | 10 | 5 | 3 | ||||
塔吉克斯坦 Tajikistan | 亚洲 | 8 | 2 | 6 | ||||
波斯尼亚和黑塞哥维那 Bosnia and Herzegovina | 欧洲 | 8 | 7 | 3 | ||||
印度 India | 亚洲 | 6 | 3 | 3 | ||||
荷兰 Netherlands | 欧洲 | 5 | 1 | 5 | ||||
也门 Yemen | 亚洲 | 4 | 1 | 3 | ||||
欧洲 Europe | 欧洲 | 3 | ||||||
亚洲 Asia | 亚洲 | 2 | 1 | |||||
墨西哥 Mexico | 北美洲 | 2 | 2 | |||||
哈萨克斯坦 Kazakhstan | 亚洲 | 2 | 1 | |||||
达尔马提亚 Dalmatia | 欧洲 | 2 | 2 | 1 | ||||
波兰 Poland | 欧洲 | 2 | 2 | |||||
阿拉伯利比亚民众国 Libyan Arab Jamahiriya | 非洲 | 2 | 2 | |||||
智利 Chile | 南美洲 | 1 | ||||||
斯威士兰 Swaziland | 非洲 | 1 | 1 | |||||
北马其顿共和国 Republic of North Macedonia | 欧洲 | 1 | 1 |
山葡萄是葡萄属中最抗寒的品种,对白腐病、黑痘病、炭疽病等主要葡萄病害表现为高
原产地 Country of origin | 种质份数 Number of germplasm | 欧亚种 Vitis vinifera | 种间杂交 Vitis interspecific crossing | 杂交种 Vitis hybr. | 美洲种 Vitis labrusca | 河岸葡萄 Vitis riparia | 沙地葡萄 Vitis rupestris | 山葡萄 Vitis amurensis |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
法国 France | 7422 | 5081 | 1426 | 307 | 20 | 87 | 33 | 6 |
西班牙 Spain | 4860 | 3929 | 1 | 27 | 11 | |||
美国 United States of America | 3814 | 1179 | 65 | 1318 | 95 | 224 | 58 | 11 |
意大利 Italy | 3504 | 3259 | 81 | 6 | 1 | 1 | ||
瑞士 Switzerland | 1705 | 1564 | 87 | 4 | 45 | 5 | ||
罗马尼亚 Romania | 1132 | 949 | 69 | 1 | 1 | 2 | ||
希腊 Greece | 877 | 872 | ||||||
俄罗斯 Russia | 871 | 660 | 11 | 13 | 4 | 10 | 7 | 33 |
匈牙利 Hungary | 825 | 664 | 19 | 50 | 1 | |||
德国 Germany | 773 | 620 | 32 | 56 | 1 | 1 | ||
葡萄牙 Portugal | 675 | 668 | ||||||
乌克兰 Ukraine | 660 | 521 | 15 | 6 | ||||
捷克斯洛伐克 Czechoslovakia | 614 | 567 | 15 | 8 | ||||
苏联 Union of Soviet Socialist Republics | 532 | 405 | 13 | 110 | 1 | |||
格鲁吉亚 Georgia | 518 | 505 | 1 | |||||
保加利亚 Bulgaria | 506 | 470 | 8 | 11 | ||||
阿塞拜疆 Azerbaijan | 499 | 496 | 1 | 1 | ||||
波兰 Poland | 384 | 154 | 4 | |||||
南斯拉夫社会主义联邦共和国 Socialist Federal Republic of Yugoslavia | 360 | 356 | 1 | |||||
摩尔多瓦共和国 Republic of Moldova | 352 | 218 | 46 | 7 | ||||
乌兹别克斯坦 Uzbekistan | 341 | 329 | 2 | |||||
亚美尼亚 Armenia | 339 | 300 | 2 | 1 | ||||
阿尔巴尼亚 Albania | 309 | 303 | 2 | |||||
澳大利亚 Austria | 248 | 212 | 6 | 8 | 1 | 1 | ||
克罗地亚 Croatia | 209 | 208 | ||||||
斯洛文尼亚 Slovenia | 173 | 173 | ||||||
塔吉克斯坦 Tajikistan | 171 | 170 | ||||||
中国 China | 125 | 26 | 14 | 2 | 9 | |||
巴西 Brazil | 112 | 58 | 3 | 3 | ||||
阿根廷 Argentina | 110 | 110 | ||||||
加拿大 Canada | 108 | 31 | 39 | 16 | ||||
土库曼斯坦 Turkmenistan | 99 | 93 | ||||||
北马其顿 North Macedonia | 94 | 93 | ||||||
捷克共和国 Czech Republic | 91 | 65 | 23 |
美国农业部的国家遗传资源计划(NGRP, National Plant Germplasm System)获取、鉴定、保存、记录了许多对农业生产十分重要的种质资源,农业部种质资源信息网通过信息页面、数据库以及管理这些种质的美国农业部农业科学研究院(USDA-ARS, United States Department of Agriculture-Agricultural Research Service)项目的链接以记录这些动物、微生物和植物种质资源。该网站由位于马里兰州贝尔茨维尔的国家种质资源实验室运营。
GRIN-Global项目给专业的植物育种者和研究人员提供可搜索的数据库,并给世界上任何需要的基因库提供适合使用的不同版本的GRIN。网站共录入8399份葡萄种质信息,包括种质的入藏编号、入藏名、属种、起源、存储机构、图像、新梢末端颜色、果色、香气等信息(
项目 Item | 主要分类 Main classifications | 种质份数 Number of germplasm |
---|---|---|
原产地 Country of origin | 美国、法国、德国、中国、意大利、希腊、巴基斯坦、墨西哥、俄罗斯联邦、加拿大、阿富汗、日本等 | 7410 |
香气 Flavor | 几乎没有、麝香、狐臭味、其他 | 1325 |
病害 Disease | 灰霉病、白粉病、日烧等 | 1123 |
葡萄穗重量 Grape bunch weight | 5、13.5、23.1、31.55、213.6、223.7等 | 1090 |
肉质紧实度 Meat firmness | 紧实、中等、柔软 | 1096 |
浆果中种子数 Number of seeds in berries | 0、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1等 | 1123 |
GRIN-Global页面分为种质信息、描述符、GRIN分类、GRIN帮助等功能区,种质信息检索分为简单搜索、列表搜索和高级搜索(

图6 GRIN-Global信息界面
Fig.6 GRIN-Global information interface
葡萄的描述符分为两类:戴维斯描述(Grape-Davis)与日内瓦描述(Grape-Geneva)。戴维斯描述符选项可对作物的化学成分描述、病害描述、花序和果实性状描述、形态描述、物候期描述、生产性能描述进行筛选。化学成分描述符包括分次测定的可滴定酸含量、分时间测定的糖度、白利糖度和白藜芦醇含量等,通过可溶性固形物、糖含量等可判断葡萄品质优劣与成熟
GRIN分类支持对属种进行分类检索,可以检索作物亲属与遗传相对状态,在GRIN分类中可以查询法规数据,可以使用属或物种名称查找适用于某个物种的属和科法规,也可以使用属名搜索框查找属级法规。
在GRIN收录的各国种质中,美国种质数量最多,占总种质份数的54%,这与欧洲葡萄数据库和Genesys都明显不同,GRIN收录的中国与日本种质份数也明显较多,欧洲种质的份数较少(
国家 Nation | 种质份数 Number of germplasm | 国家 Nation | 种质份数 Number of germplasm | 国家 Nation | 种质份数 Number of germplasm | 国家 Nation | 种质份数 Number of germplasm | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
美国 United States | 4016 |
南非 South Africa | 36 |
比利时 Belgium | 10 |
危地马拉 Guatemala | 2 | |||
法国 France | 642 |
匈牙利 Hungary | 35 |
阿根廷 Argentina | 10 |
挪威 Norway | 2 | |||
德国 Germany | 266 |
澳大利亚 Australia | 34 |
荷兰 Netherlands | 9 |
秘鲁 Peru | 2 | |||
中国 China | 228 |
土耳其 Turkey | 33 |
捷克共和国 Czech Republic | 8 |
古巴 Cuba | 2 | |||
意大利 Italy | 188 |
奥地利 Austria | 32 |
波兰 Poland | 7 |
菲律宾 The Philippines | 2 | |||
希腊 Greece | 173 |
塞尔维亚 Serbia | 31 |
埃及 Egypt | 7 |
印度尼西亚 Indonesia | 1 | |||
巴基斯坦 Pakistan | 168 |
摩洛哥 Morocco | 31 |
乌兹别克斯坦 Uzbekistan | 6 |
斯洛文尼亚 Slovenia | 1 | |||
墨西哥 Mexico | 153 |
黎巴嫩 Lebanon | 27 |
芬兰 Finland | 6 |
斯里兰卡 Sri Lanka | 1 | |||
俄罗斯联邦 The Russian Federation | 135 |
巴西 Brazil | 26 |
委内瑞拉 Venezuela | 5 |
圣卢西亚 Saint Lucia | 1 | |||
加拿大 Canada | 120 |
突尼斯 Tunisia | 24 |
瑞典 Sweden | 5 |
尼泊尔 Nepal | 1 | |||
阿富汗 Afghanistan | 99 |
以色列 Israel | 21 |
南韩 South Korea | 5 |
洪都拉斯 Honduras | 1 | |||
日本 Japan | 93 |
伊拉克 Iraq | 21 |
利比亚 Libya | 5 |
荷属安的列斯 Netherlands Antilles | 1 | |||
哈萨克斯坦 Kazakhstan | 74 |
瑞士 Switzerland | 20 |
也门 Yemen | 4 |
哥斯达黎加 Costa Rica | 1 | |||
阿尔及利亚 Algeria | 68 |
乌克兰 Ukraine | 16 |
罗马尼亚 Romania | 4 |
哥伦比亚 Colombia | 1 | |||
阿塞拜疆 Azerbaijan | 65 |
塔吉克斯坦 Tajikistan | 16 |
阿尔巴尼亚 Albania | 4 |
冈比亚 Gambia | 1 | |||
亚美尼亚 Armenia | 62 |
南乔治亚和三明治 South Georgia and Sandwiches | 16 |
新西兰 New Zealand | 3 |
布隆迪 Burundi | 1 | |||
英国 Britain | 61 |
西班牙 Spain | 15 |
黑山 Montenegro | 3 |
玻利维亚 Bolivia | 1 | |||
印度 India | 58 |
克罗地亚 Croatia | 15 |
厄瓜多尔 Ecuador | 3 |
北朝鲜 North Korea | 1 | |||
土库曼斯坦 Turkmenistan | 44 |
智利 Chile | 13 |
丹麦 Denmark | 3 |
巴拉圭 Paraguay | 1 | |||
葡萄牙 Portugal | 39 |
保加利亚 Bulgaria | 13 |
牙买加 Jamaica | 2 | |||||
伊朗 Iran | 37 |
摩尔达维亚 Moldavia | 11 |
叙利亚 Syria | 2 |
葡萄酒香气是评价葡萄酒质量的重要部分,对葡萄酒的风格和风味起重要作
GRIN给大部分国家提供了地区划分检索,美国多个州的种质都有收录(
地区 Area | 种质份数 Number of germplasm | 地区 Area | 种质份数 Number of germplasm | 地区 Area | 种质份数 Number of germplasm | 地区 Area | 种质份数 Number of germplasm | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
加利福尼亚 California | 1713 |
内布拉斯加州 Nebraska | 38 |
怀俄明州 Wyoming | 25 |
北达科他州 North Dakota | 7 | |||
纽约 New York | 433 |
马里兰 Maryland | 37 |
北卡罗来纳 North Carolina | 24 |
亚利桑那 Arizona | 5 | |||
佛罗里达 Florida | 260 |
路易斯安那州 Louisiana | 35 |
田纳西州 Tennessee | 22 |
密歇根州 Michigan | 4 | |||
德克萨斯州 Texas | 216 |
俄亥俄州 Ohio | 35 |
新泽西州 New Jersey | 21 |
肯塔基州 Kentucky | 4 | |||
伊利诺伊州 Illinois | 160 |
爱荷华州 Iowa | 32 |
阿肯色州 Arkansas | 21 |
哥伦比亚特区 District of Columbia | 4 | |||
密苏里州 Missouri | 104 |
阿拉斯加州 Alaska | 31 |
蒙大拿 Montana | 20 |
波多黎各 Puerto Rico | 4 | |||
堪萨斯 Kansas | 67 |
康涅狄格 Connecticut | 27 |
密西西比州 Mississippi | 15 |
印第安纳州 Indiana | 2 | |||
格鲁吉亚 Georgia | 62 |
俄勒冈 Oregon | 27 |
新罕布什尔 New Hampshire | 14 |
科罗拉多州 Colorado | 2 | |||
俄克拉荷马州 Oklahoma | 56 |
明尼苏达 Minnesota | 26 |
弗吉尼亚 Virginia | 9 |
阿拉巴马州 Alabama | 2 | |||
威斯康星州 The State of Wisconsin | 55 |
南卡罗来纳 South Carolina | 25 |
缅因州 Maine | 8 |
新墨西哥 New Mexico | 1 | |||
宾夕法尼亚州 Pennsylvania | 43 |
南达科他州 South Dakota | 25 |
佛蒙特 Vermont | 8 |
西弗吉尼亚 West Virginia | 1 | |||
马萨诸塞州 Massachusetts | 40 |
中国作物种质资源信息网(CGRIS)于1990年初步建
CGRIS网站分为数据查询区和功能选择区。功能选择区包括种质资源、系统介绍、农业科普知识、种业信息、种质保存、信息交流、相关网站链接等(

图7 CGRIS信息界面
Fig.7 CGRIS information interface
CGRIS中共录入了525份葡萄种质资源,录入信息包括编号、名称、原产地、学名、种类、成熟期、性状(果穗重评价、果粒重评价、果形、外观评价色泽、汁液、肉质、风味、肉质评价)、可溶固形物、可溶性糖、可滴定酸和用途等。
种质资源区分为种质数据查询、种质数据分析、种质资源地图、作物资源照片和种质信息规范等,在种质数据查询过程中,在对果穗重、成熟期和果粒重进行筛选检索时,CGRIS提供了对于评价和具体数据进行筛选的功能。网站提供了种质数据分析,包括了一维分析、二维分析和基本统计分析,为进行种质统计的研究者提供了便利。CGRIS提供的种质资源地图和作物资源图片功能,葡萄种质尚未开启。
在种业信息方面,网站信息包括作物新品种、作物优异种质、《中国种业》、《植物遗传资源科学》和种子法律规范。网站提供5个葡萄新品种的信息,包括图片、品种名称、果实经济性状、产量水平、一般农艺性状、适宜推广地区、栽培技术要点和选育单位等信息。优异种质是新品种选育的重要资源,数据库录入了两份葡萄优异种质,分别是郑果25号和郑果大无核,提供了种质类型、种质来源、优异性状、利用价值、果穗图片、叶片图片和联系单位等信息。此外,网站还提供《中国种业》和《植物遗传资源科学》2000年、2001年和2006年的部分期刊和16部种子管理规章及相关法律。
在农业科普方面,数据库提供农业百科知识、作物病虫害知识、植物遗传资源科普和云南植被与花卉信息。包含多种农业科普知识和各项病害的症状、病原、传播途径、发病条件以及防治方法,便于相关从业者检索。植物遗传资源科普采用互动点击的形式,目的是提高广大中小学生对保护植物遗传资源和生物多样性的意识。
网站的种质保存分为国家种质库、国家种质圃和国家中期库,国家种质库介绍了种质库的概况、保存对象、保存意义、送种途径和取种途径,国家种质圃列出了32个种质圃的名称、概况、面积、作物、保存份数、保存的种和变种及近缘野生种,国家中期库列出了10个中期库的名称、地点、作物、保存份数和负责单位。
在收录的524份葡萄种群信息中(
项目 Item | 主要分类 Main classifications | 种质份数 Number of germplasm |
---|---|---|
种群 Species | 美洲种、欧美杂种、欧美种、欧亚种、山美杂种、山欧杂种、圆叶葡萄 | 524 |
果实成熟期 Fruit ripening period | 极晚、晚、早、中 | 524 |
果穗重 Bunch weight | 小、中、大、极小、较大、较小 | 524 |
果粒重 Berry weight | 小、中、大、较大、较小、极小、极大 | 524 |
果形 Fruit shape | 扁圆、长卵圆、长椭圆、长圆、倒卵、短椭、鸡心、近圆等 | 525 |
色泽 Color of berry skin | 暗红、淡红、淡黄、淡黄绿、淡紫、淡紫红、粉红、黑、黑紫、红、红紫、黄等 | 525 |
外观评价 Appearance evaluation | 差、好、较差、较好、上、中 | 525 |
肉质 Grape flesh | 脆、较脆、较软、肉囊、软、软脆、稍脆 | 525 |
汁液 Juice | 多、少、中、较多、较少 | 524 |
风味 Flavor | 淡麻、淡甜、极甜、酸、酸甜、甜、甜酸 | 525 |
原产地 Country of origin | 北京、国外、河南、山东、山西、新疆等 | 525 |

图8 CGRIS不同性状种质比例
Fig.8 Proportion of germplasm of different traits of CGRIS
A:种质种群;B:成熟期;C:果穗重
A: Species; B: Maturity stage; C: Ear weight
郑州果树研究所(http://zzgss.cn/)也建成了葡萄种质资源数据库系统,整合了资源圃保存的1400余份国内外葡萄野生种类、地方品种、选育品种和育种材料等资源数
葡萄种质资源是葡萄产业高质量发展的前提条件和种业创新的物质基础。葡萄种质资源及其多样性的保存,可为葡萄产业提供物质原料,为选育新品种提供基因原
欧洲葡萄数据库提供了足够丰富的种质份数与检索方式,提供大量的图片种质份数以及少有的病毒检测检索。与其相比,GRIN录入大量的美国种质资源,但法国种质占比较少,适合美国本土种质的检索。GRIN可提供病害描述、生产性能描述以及细分的地区选项,但缺少图片信息;相比起GRIN、欧洲葡萄数据库、CGRIS,Genesys拥有数量更多的种质份数,检索方式也更容易,但同时,与其广度对应的是深度缺乏,由于Genesys种质库的全品类性与包含性,缺乏果粒重评价、果形、外观评价、色泽、汁液、形态描述等葡萄的表征信息,会导致葡萄种质的检索存在部分误差,并且可能存在重复的种质信息;CGRIS的种质份数较少,缺少葡萄植株的形态性状等信息,但提供了种质信息的统计数据与统计图形,增加了度量方法、操作规程、质量控制手段等,指标的可操作性和可靠性高。
目前数据库的功能仍存在许多不足,种质资源信息保存存在不统一不规范的问题,例如数据库中葡萄种质同一所属种使用名称不同,多种别名并列,检索混乱,可以将多种别名合并统计;部分数据库功能较少,多基于种质资源的基本信息进行录入和查询,并不搭载或仅具备简单的统计功能,可以录入某一种质资源的多年调查观测数据并进行统计分
种质保存对于维持生物多样性、培育新品种、增强种群对环境的适应性具有重要意义,只有继续开展种质资源的收集与信息化、规范录入信息和新品种选育等工作,才能帮助葡萄科研、育种人员全方位了解葡萄种质的特征,利用高效数据平台更好的评价种质资源性状,共享并挖掘种质信息,促进种质创新技术与资源利用效率。
自20世纪70年代至今,世界葡萄主栽国家与地区的葡萄种质资源数据库建设日趋完善(
序号 No. | 英文名称 English name | 中文名称 Chinese name | 网址 URL | 种质份数 Number of germplasm | 主要收录信息 Main collection information | 备注 Remark |
---|---|---|---|---|---|---|
1 |
Vitis International Variety Catalogue(VIVC) | 国际葡萄品种目录数据库 | https://www.vivc.de/ | 25706 |
原产地、育种者或机构、育种年份、亲本、性状、用途、SSR 标记、保存机构、图片及参考文献 | |
2 | The European Vitis Database | 欧洲葡萄数据库 | http://www.eu-vitis.de/index.php | 38391 | 果皮颜色、品种名称、VIVC编号、物种、亚类群、品种原产国和持有机构等 | |
3 | Genesys | 国际粮食和农业植物遗传资源数据库 | https://www.genesys-pgr.org | 54396 | 机构代码、原产地、生物学状况、属、学名、作物名称、样品采集时间、采集地点等 | 可能存在重复 |
4 | Germplasm Resources Information Network(GRIN) | 美国农业部种质资源信息网 | https://npgsweb.ars-grin.gov/ | 8399 | 入藏编号、入藏名、属种、起源、存储机构、图像、新梢末端颜色、果色、香气等 | |
5 | Chinese Crop Germplasm Resources Information System(CGRIS) | 中国作物种质资源信息系统 | https://www.cgris.net/ | 525 | 名称、原产地、学名、种类、成熟期、性状、可溶固形物、可溶性糖、可滴定酸、用途等 | |
6 | Italian Vitis Database | 意大利葡萄数据库 | https://vitisdb.it/ | 1133 | 原产地、形态描述、栽培特点、用途、电流测定、多酚、香气 | |
7 | Plants For A Fulture | 西班牙葡萄PFAF植物数据库 | https://pfaf.org/ | 35 | 通用名称、习性、抗逆性、生长、土壤、水分、食用、药用、其他 | |
8 | US National Grape Registry(NGR) | 美国国家葡萄登记处 | https://ngr.ucdavis.edu/ | 574 | 品种、原产国、血统(如果已知)、用途、浆果颜色等 | |
9 | Plant grape | 法国种植葡萄 | http://plantgrape.plantnet-project.org/ | 198 | 品种、通用名、图片、用途、遗传图谱、物候期、技术潜力、参考文献等 | |
10 | VitisGDB | 葡萄藤多功能数据库 | http://vitisgdb.ynau.edu.cn/ | 1382 | 物种、种质、表型、基因、原产国、系统发育树、表型、参考文献等 |
参考文献
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