葡萄专家栽培：葡萄栽培科学与酿酒学

科学概述

本专家级指南汇集了当前关于栽培葡萄 (Vitis vinifera L.) 的农业和基因组研究。它面向葡萄栽培专业人士、育种家、研究人员和高级爱好者，旨在提供基于科学知识的关于这种具有重要经济意义的作物的知识。

分类

等级	分类
界	植物界
门	维管植物
纲	被子植物
纲	双子叶植物
纲	蔷薇类
目	葡萄目
科	葡萄科
属	Vitis（约 60 个物种）
种	V. vinifera L.

主要栽培品种：

种	常见名称	原产地	染色体
V. vinifera	欧洲葡萄	欧亚大陆	2n = 38
V. labrusca	狐葡萄	北美东部	2n = 38
V. rotundifolia	麝香葡萄	北美东南部	2n = 40

基因组资源

基因组特征：

参数	值
染色体数	2n = 2× = 38
单倍体数	n = 19
基因组大小	~504.6 Mb
预测基因数	~29,585
重复序列含量	~41%

参考基因组：

PN40024（高度同源的黑皮诺品种）
第一个木本作物基因组测序完成（2007 年）
具有染色体水平组装

古代多倍体：

存在祖先六倍体化（γ 事件）的证据
与许多双子叶植物共享
约 1.3 亿年前

起源与驯化

野生祖先：

Vitis vinifera subsp. sylvestris
分布于欧洲、北非、西亚
两性异株（雌雄异株）

驯化时间线：

时期	事件	地点
~8,000 年前	初始驯化	南高加索
~6,000 年前	酿酒证据	格鲁吉亚
~5,000 年前	传播到地中海	通过贸易路线
青铜时代	传入西欧	希腊、意大利、法国

关键驯化特征：

从两性异株转变为两性同株
较大的果实
较高的糖含量
降低了种子休眠
柔软的果实质地

二次驯化：

西地中海地区来自野生 sylvestris 的基因渗入
有助于现代欧洲酿酒葡萄的形成
基因交流持续到今天

分子生物学

开花与性别决定

野生与栽培品种的花型：

类型	野生 (sylvestris)	栽培 (vinifera)
雄花	种群的 ~50%	罕见
雌花	种群的 ~50%	罕见
两性花	~2-3%	>99% 的品种

遗传基础：

性别决定区域位于 2 号染色体上
性别决定区域包含多个基因
VviAPRT3（雄性特异性）
VviINP1（雌性不育性）

果实发育

发育阶段：

阶段	过程	关键基因
绿色生长	细胞分裂	CycA, CycB
绿色生长 2	细胞膨胀	膨胀蛋白、XTH
变色期	熟化开始	VviMYBA1（花青素）
熟化	糖积累	HT 转运蛋白

花青素生物合成：

已经明确的途径
VviMYBA1、VviMYBA2 调节颜色
白葡萄：Gret1 逆转录子插入

白藜芦醇生物合成

途径：

苯丙氨酸氨解酶 (PAL)
肉桂酸-4-羟化酶 (C4H)
4-香豆酰-CoA 连接酶 (4CL)
芪烯合成酶 (STS)

调控：

受紫外线、病原体侵染诱导
葡萄藤中存在多个 STS 基因拷贝
含量最高于果皮

全球产量

产量统计（2024）

世界产量：

指标	值
总产量	~7770 万吨
葡萄园面积	~730 万公顷
葡萄酒产量	~2.5 亿公升

主要生产国：

排名	国家	产量（百万吨）	占比
1	中国	17.0	22%
2	意大利	7.3	9%
3	美国	6.4	8%
4	西班牙	5.3	7%
5	法国	5.0	6%

市场细分

细分	全球占比	趋势
酿酒葡萄	~55%	稳定/下降
食用葡萄	~35%	增长
葡萄干	~10%	稳定

育种与遗传

育种目标

特征	优先级	方法
抗病性	高	从野生品种中引入
气候适应性	高	QTL 测绘；基因发现
质量特征	高	MAS；感官评估
无籽	中	假单性基因

抗病遗传

白粉病抗性：

鉴定出 Run1、Ren1-Ren10 基因座
Run1 来自 V. rotundifolia
Ren 基因座来自不同物种

霜霉病抗性：

Rpv 基因座（对 Plasmopara viticola 的抗性）
Rpv1、Rpv3 应用最广泛
存在多种来源

标记辅助选择

已建立的标记：

特征	基因座	用途
无籽	SDI	食用葡萄育种
花性	性别基因座	杂交设计
白粉病	Run1、Ren1	抗病育种
霜霉病	Rpv1、Rpv3	抗病育种
花青素	VviMYBA1	颜色育种

活跃的育种项目

项目	重点	显著成果
加州大学戴维斯分校	食用葡萄；酿酒葡萄	棉花糖、甜蓝宝石
康奈尔大学	耐寒酿酒葡萄	马凯特亲本
明尼苏达大学	耐寒酿酒葡萄	马凯特、弗朗特纳克、拉克雷森
法国国家农业研究与创新所 (INRAE)	抗病性	阿塔班、弗洛雷尔、维多克

生理研究

光合作用

特征：

C3 光合作用
最大同化速率：10-15 μmol CO2/m²/s
光饱和度：~1,000 μmol PAR

限制：

胁迫下的气孔传导
羧化效率
电子传递能力

水分关系

等水性与异水性行为：

类型	对干旱的反应	例子
等水性	关闭气孔；维持 Ψ	格纳舍
异水性	维持气孔；Ψ 下降	西拉、赤霞珠

影响：

不同品种的灌溉管理不同
砧木对行为的影响
气候适应性考虑

碳水化合物代谢

源-库动态：

时期	主要库
萌芽期	根部储备
快速生长	芽尖
开花期	花序
变色期-收获期	浆果
收获后	根部（储备储存）

研究前沿

基因编辑

CRISPR 应用：

增强抗病性
改变花的发育
改变芳香特征
监管考虑

气候适应性

研究重点：

耐热机制
干旱胁迫生理
物候变化建模
品种与地点的匹配

精准葡萄栽培

技术：

遥感（NDVI、热）
可变速率应用
产量测绘
优化收获时间

可持续性

重点领域：

减少农药使用
扩大生物防治
提高水资源利用效率
评估碳足迹
整合覆盖作物

研究资源

关键数据库

葡萄基因组浏览器 (URGI)
grapegenomics.com
VitisDB
NCBI GenBank

重要期刊

美国酿酒与葡萄学杂志
澳大利亚葡萄与葡萄酒研究杂志
OENO One
植物前沿

专业组织

OIV（国际葡萄与葡萄酒组织）
美国酿酒与葡萄学学会
区域葡萄酒行业协会

结论

葡萄是人类最重要的作物之一，拥有约 8000 年的驯化历史，并继续在全球范围内具有重要的经济意义。基因组资源的可用性，加上先进的育种技术，正在促进抗病性和气候适应性的快速改进。

关键的研究前沿包括开发具有气候适应性的品种、实施精准葡萄栽培技术以及减少葡萄生产对环境的影响。将基因组工具与传统育种相结合，有望加速新品种的开发。

如有需要，可提供参考文献。本指南汇集了来自《自然》、《PMC》、《OIV》和大学研究项目的研究。