‘馬瑟蘭’葡萄研究進展及品種優勢

郭志君，楊紅麗，王薇，房玉林

（1. 茅臺學院，貴州仁懷 564500；2. 西北農林科技大學葡萄酒學院，陜西楊陵 712100；3. 陜西省葡萄與葡萄酒工程技術研究中心，陜西楊陵 712100）

‘馬瑟蘭’（Marselan）為紅色釀酒葡萄品種，1961年由法國國家農業研究院（INRA）以‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）和‘歌海娜’（Grenache Noir）為親本雜交育成，具有抗旱、抗病等特點[1]。‘馬瑟蘭980品系’于2001年被引入中國，目前種植面積超過200 hm2[2]，中國成為法國之外種植面積最大的國家之一[3]。經過20余年的栽培及加工實踐檢驗，‘馬瑟蘭’葡萄的釀酒品質受到廣泛認可，在2019年“第26屆比利時布魯塞爾國際葡萄酒大獎賽”上，‘馬瑟蘭’葡萄酒被稱為“中國葡萄酒的明日之星”。

中國關于‘馬瑟蘭’的研究主要集中在植物特性、果實品質、釀酒特性、區域特色等方面，王舒偉等[1]總結了2008—2019年‘馬瑟蘭’在中國的栽培表現及相關研究進展。近3年，中國‘馬瑟蘭’相關研究快速增長，發文數量超過之前總和，涉及區域風土特色、品種對比和品質提升等方面。本文以葡萄酒生產鏈為線索概述中國‘馬瑟蘭’最新研究進展，并從品種對比的角度分析其與主要國際釀酒葡萄品種的差異，挖掘‘馬瑟蘭’成為中國代表性品種的潛力，最后對未來研究方向提出展望，以助力中國葡萄酒產業更好的向科技創新、生態友好和質量提升方向發展。

1 ‘馬瑟蘭’葡萄生產鏈研究

葡萄酒生產是從土地到餐桌的全流程活動，涉及葡萄種質資源、栽培技術、微生物風土、葡萄酒釀造工藝和質量控制等環節。‘馬瑟蘭’葡萄酒在中國的繁榮發展離不開生產鏈的全過程研究，以下歸納了近年來開展的與中國‘馬瑟蘭’葡萄酒生產鏈各環節相關的主要研究內容。

1.1 育種與苗木培育

品種是葡萄酒產業發展的基礎，雖然‘馬瑟蘭980品系’的栽培性能和釀酒特性受到廣泛認可，但育種對進一步提升苗木抗性及果實釀酒品質、加強品種選擇自主性具有重要意義。種內輪回選擇是培育優質、抗病、抗寒抗旱葡萄的有效方法。Wang等[5]為加速種內輪回選擇的進程，探索了影響‘馬瑟蘭’葡萄種子發芽率和成苗率的處理方法，認為將‘馬瑟蘭’種子于4 ℃下儲存3個月，150 mg·L-1赤霉素浸泡8 h，消毒后切喙，通過豆芽機加速萌發（溫度25 ℃，間歇性噴霧保濕，光照黑暗12 h交替進行）的處理效果最佳。劉政海等[6]將‘馬瑟蘭’作為親本與‘黑比諾’雜交，后代果皮中總酚和單寧含量表現出較高的加性遺傳，具有一定的強親優勢，為葡萄品種選擇提供了一定參考。

在‘馬瑟蘭’育苗方面，多以適宜砧木篩選研究為主，結果表明，砧木‘101-14’‘5BB’‘3309M’‘貝達’在提高‘馬瑟蘭’葡萄植株耐鹽閾值、生長勢、光合作用、果實總花色苷和部分花色素單體含量、葡萄酒總酚含量和色度等方面各有積極作用[7-11]。同時不同砧木對‘馬瑟蘭’果實及葡萄酒品質的影響表現出廣泛的一致性，為我國砧木資源的合理利用提供了參考。

1.2 栽培管理

‘馬瑟蘭’具有較強適應性，在中國多數產區表現良好，特別是賀蘭山東麓進行了子產區的生態區劃[12]，調查研究了最佳采收期[13]，并提出了針對性的栽培管理措施[14]，為‘馬瑟蘭’在寧夏產區的發展奠定了基礎。‘馬瑟蘭’在新疆、甘肅、河北、山東產區都有較廣泛種植，但也并非適合中國所有產區，在山西太谷的表現就不太理想[15]，因此不能盲目引種栽培。在不同產區，通過限產[16-17]、限根[18]、水肥管理[19-20]、噴施茉莉酸甲酯[22]等栽培措施可增加‘馬瑟蘭’果實酚類物質含量和香氣成分，提高果實品質。

除了應用層面的研究，還有元素營養、代謝及其分子機制研究也取得一些進展。宗亞奇[23]通過同源克隆法，在‘馬瑟蘭’果實中鑒定克隆到53個與鐵吸收、轉運和分配機制相關的家族基因成員，張璐等[24]從‘馬瑟蘭’果實中克隆出46個Fe-S簇裝配基因，推測ISU1在葡萄鐵代謝方面可能發揮關鍵作用，基因層面的研究為解析‘馬瑟蘭’吸收元素營養和代謝奠定了理論基礎。

另外，精準調控正成為葡萄園管理的新方向，光強對‘馬瑟蘭’果實的影響研究相對較多。研究表明，低光強抑制‘馬瑟蘭’果實成熟，但能改善其風味[25]，完全黑暗可降低果實總花青素的質量濃度和種類，但不影響漿果顏色[26]。另一方面，遮光會影響‘馬瑟蘭’果實中揮發性物質合成[27]，還會導致果皮和果梗末端的總酚、單寧和類黃酮質量濃度下降[28]。因此生產過程中，通過疏葉精準調節果穗光照強度，對促進漿果花色苷、揮發性和多酚類物質的積累具有重要意義。

1.3 微生物風土

微生物種類和群落生態對葡萄酒生產力和感官特征也有重要影響。張春芝等[29]從‘馬瑟蘭’果皮、自然發酵醪中分離純化出14種酵母菌，其中Starmerella bacillaris和Hanseniaspora uvarum適合釀酒且生長能力強。余東亮[30]篩選出可顯著提升‘馬瑟蘭’葡萄酒整體發酵香氣、典型性和濃郁度的本土乳酸菌酒酒球菌優良菌株3-31。通常，與葡萄酒風格品質相關的某一產區或環境下的微生物種類和群落生態被定義為“微生物風土”[31]，微生物風土研究對葡萄園地點選擇、土壤改善、葡萄酒風土改善具有重要意義。Li等[32]采用高通量測序（HTS）和生物信息學手段發現，中國‘馬瑟蘭’產區發酵相關真菌群落以子囊菌門短柄霉屬（Aureobasidium）為主；丁建才[33]研究發現，河北昌黎產區‘馬瑟蘭’葡萄酒發酵前、中、后期的真菌組成差異顯著，發酵前期真菌群落多樣性最高。以上研究為探索微生物群落結構對‘馬瑟蘭’葡萄酒風格塑造的影響和充分挖掘‘馬瑟蘭’適宜產區的“微生物風土”特色提供了參考。

1.4 釀造工藝

菌種篩選為葡萄酒風土表達提供了物質基礎，接種方式則是具體的工藝選擇。自然發酵可增加‘馬瑟蘭’葡萄酒總揮發性化合物的質量濃度，增強其風味和獨特性[3]。但自然發酵有一些不確定風險，非釀酒酵母與釀酒酵母共同接種進行發酵則平衡了風味特色與生產安全的需求，成為一個流行的發酵策略。研究發現，混菌發酵可顯著提高‘馬瑟蘭’葡萄酒萜烯類化合物含量，增加葡萄酒的花香果香[34]，提升葡萄酒圓潤感和香氣特色[35]。此外，干化[36]、閃蒸[37]、冷浸漬結合橡木桶陳釀[18]、添加橡木片[38]或單寧[39]等工藝手段對‘馬瑟蘭’葡萄酒質量均有正面影響，但這些研究均是基于特定產區、特定品質的‘馬瑟蘭’原料，生產中應根據實際情況進行合理選擇。

1.5 質量安全與認證

生物胺對人類健康和食品安全具有較大潛在風險。Han等[40]測定的12款中國‘馬瑟蘭’葡萄酒的總生物胺質量濃度均低于安全限，同時發現生物胺主要在‘馬瑟蘭’葡萄酒蘋果酸-乳酸發酵期間和后期產生，為生產中控制‘馬瑟蘭’葡萄酒生物胺的產生提供參考。通過對比產自中國的12款‘馬瑟蘭’葡萄酒及24款‘赤霞珠’‘美樂’和‘黑比諾’等葡萄酒后發現，‘馬瑟蘭’葡萄酒的總生物胺含量最低[40]。

除了質量安全，與葡萄原產地和品種相關的質量認證越來越受到消費者關注。葡萄酒中揮發性成分是地理來源、葡萄品種、酵母菌株及釀酒工藝等多個因素復雜交互作用的結果，因此成為葡萄酒原產地及品種鑒別的首選標記物。自從感官組學[41]方法被提出，現已廣泛應用于分析葡萄酒的關鍵香氣化合物。研究表明‘馬瑟蘭’葡萄酒香氣特征和關鍵氣味物質有β-大馬士革酮、愈創木酚、β-雄酮和呋喃醇等[42]，根據不同產區的揮發性成分可實現對年輕‘馬瑟蘭’葡萄酒進行地理區域區分[43]。礦物質元素特征也是葡萄酒產地指紋的重要組成部分，新疆‘馬瑟蘭’葡萄果實具有較高的Na、K、Ca、Mg元素含量和較低的Fe元素含量[44]，為品種區分提供依據。以上研究為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒的品種認證和產區認證提供了數據參考。

綜上，近年開展了大量中國‘馬瑟蘭’葡萄酒生產鏈上各環節的相關研究，從育種到營養健康均有涉及。其中栽培管理和釀酒工藝相對豐富，為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒產業的發展提供了有力的技術支持；育種育苗、微生物風土、質量認證等研究已逐步開展，為‘馬瑟蘭’葡萄酒產業發展提供初步的理論支持。但‘馬瑟蘭’葡萄酒生產鏈研究還未形成閉環，缺少可持續發展的相關研究。

2 品種特性研究

‘馬瑟蘭’在中國常被比作澳大利亞的‘西拉’、阿根廷的‘馬爾貝克’，暗含其葡萄酒品質在中國表現出色。不同品種在中國產區的品質差異研究將為這一論斷提供有力的數據支撐。將近3年‘馬瑟蘭’與其它品種的對比研究數據進行了匯總歸納，見表1、表2、表3。

表1 ‘馬瑟蘭’與常見釀酒品種的抗寒性對比Table 1 Comparison of cold resistance between 'Marselan' and common wine grapes

表2 ‘馬瑟蘭’與常見釀酒品種的果實性狀及品質對比Table 2 Comparing the quality index of 'Marselan' with other grape varieties

表3 ‘馬瑟蘭’與其它品種葡萄酒品質對比Table 3 Comparing the quality index of 'Marselan' wine with other wines

2.1 抗寒性

我國大部分優質葡萄酒產區處于埋土防寒線以北，抗寒性成為重要的品種評價指標之一。由表1可見，‘馬瑟蘭’枝條的半致死溫度低于‘赤霞珠’‘蛇龍珠’‘西拉’‘美樂’等品種，結合電導率、可溶性糖、可溶性蛋白、束縛水/自由水比值以及枝條木質部、韌皮部、皮層比率等因素，‘馬瑟蘭’枝條的綜合抗寒能力最高[48]；但結合電導率、脯氨酸、丙二醛生理指標進行評估，‘馬瑟蘭’的綜合抗寒性略低于‘赤霞珠’和‘蛇龍珠’，高于‘美樂’和‘西拉’[49]。盡管不同評價指標下綜合抗寒能力比較結果有差異，總體來看‘馬瑟蘭’的抗寒性較強，并結合其傷流期較晚的特點，能較好地適應我國北方產區。

2.2 果實性狀及品質

由表2可見，‘馬瑟蘭’果穗與‘黑比諾’‘美樂’‘赤霞珠’和‘品麗珠’等相比，具有穗質量大、果梗率高、皮渣中種子占比大、岀汁率低[51]、果粒小的特點[17]；一般漿果可溶性固形物含量大于20%，與常見歐亞種葡萄相當；總酸含量不同產區差別較大，在4.86～8.40 g·L-1；果皮單寧和總酚含量中等偏上，與‘赤霞珠’相近[17,51]，高于‘品麗珠’和‘北冰紅’[52]；在部分研究中‘馬瑟蘭’花色苷種類多于‘赤霞珠’‘品麗珠’‘西拉’‘美樂’和‘小味兒多’[53-55]，酚類物質總含量高于‘小味兒多’[56]；果實揮發性物質總含量略低于‘西拉’和‘小味兒多’，高于‘品麗珠’[55]。雖然以上數據和評價不能覆蓋所有情況，但可以看出‘馬瑟蘭’葡萄具有釀造優質濃郁型葡萄酒的潛力。

2.3 葡萄酒品質

葡萄酒感官品質主要表現在色、香、味三個方面。研究發現‘馬瑟蘭’葡萄酒總花色苷含量介于‘蛇龍珠’和‘赤霞珠’之間[46]，二甲花翠素含量高于‘赤霞珠’‘美樂’‘西拉’葡萄酒，加之介于中間水平的K元素含量[58]，可以較好的解釋‘馬瑟蘭’葡萄酒較深的色度[59]。‘馬瑟蘭’葡萄酒的揮發性成分中，除酯類物質種類明顯低于‘赤霞珠’葡萄酒，其他揮發性物質含量處于中等偏下水平[60-61]（表3）。‘馬瑟蘭’葡萄酒特征香氣成分包括β-大馬士革酮、3-巰基-1-己醇β-洋蔥酮和2-甲氧基-3-異丁基吡嗪，使其具有多汁的蔬菜和辛辣的香氣特征[42]。產區表現方面，除山西太原外[61]，其它產區的‘馬瑟蘭’葡萄酒的酒精度、總酸、干浸出物、甘油和多種有機酸的含量普遍高于‘赤霞珠’葡萄酒[40]，具有更飽滿的酒體。受產地、氣候和研究方法的限制，以上研究的同品種數據之間有差異，甚至品種對比中有相反的結果，但總體來看‘馬瑟蘭’葡萄酒有較好的品質特征，與其“偏紫色調、香氣清新、口感較飽滿柔和，單寧較細膩”感官定位相符。

另外，‘馬瑟蘭’葡萄酒具有較高的總酚、總黃酮、總黃酮醇含量和體外抗氧化能力，相比之下略低于‘赤霞珠’，高于‘蛇龍珠’[46]。

綜上所述，‘馬瑟蘭’的抗寒性、果實品質和葡萄酒品質的總體表現不亞于國際釀酒品種，相比于其它曾被認為可能成為中國代表品種的‘蛇龍珠’‘品麗珠’和‘北冰紅’有明顯優勢。同時中國葡萄酒產區分布廣泛，氣候差異明顯，風土特色多樣，導致各產區‘馬瑟蘭’可能出現較大的特性差異，與其它品種對比結論不一致。可通過建立共同遵守的原則和步驟，增加樣本數量，得到可靠的品種對比數據，為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒發展奠定更扎實的基礎。

3 未來和展望

3.1 加強育種及抗性研究

目前‘馬瑟蘭980品系’在中國大部分產區表現良好，因此有關育種研究未受到重視，但品種選育是進一步提高抗病性、抗寒抗旱性的重要途徑，使其更好地適應微氣候和土壤條件，豐富葡萄酒風味的關鍵所在。在傳統育種方式的基礎上，通過轉錄組、基因組等挖掘出與主要抗性和品質性狀相關的結構基因和轉錄因子加以利用，是‘馬瑟蘭’未來育種的重點方向。同時，可進一步開展關鍵化合物，如三萜類化合物[64]、非系統化合物[65]、蛋白酶解物[66]、硫化昆布多糖（Sulfated laminarin）[67]對增強‘馬瑟蘭’抗病性的作用及機理研究。另外，土壤微生物群可以通過誘導特征基因產生有益蛋白質或次生代謝產物提高葡萄藤的抗病性、耐鹽性和抗旱性[68-69]，因此開展不同產區土壤微生物群對‘馬瑟蘭’葡萄次生代謝物的影響研究，利用微生物輔助技術提高品種抗逆性具有重要的潛力。

3.2 深入品質特性和風土溯源研究

決定葡萄酒品質的核心因素是果實品質，近年開展了較多通過架式、水肥、限根等宏觀栽培技術提高‘馬瑟蘭’果實品質的研究，而通過添加生物炭[70]或水溶膠[71]等調節土壤微觀結構、利用根系微生物[72]調控葡萄植株生理及果實品質等微觀層面的栽培管理研究還有待深入。‘馬瑟蘭’葡萄酒高質量發展離不開風土溯源研究，即原產地、品種、年份和品質等方面的認證和辨認[73]。通過代謝組學技術建立辨別模型是目前較為流行的研究方法，但目前對‘馬瑟蘭’風土溯源的研究還存在問題，研究樣本量有限，需進一步通過高分辨率質譜獲得更大的‘馬瑟蘭’葡萄酒定量結果數據集，建立準確度更高的質量認證模型。

3.3 關注健康和質量安全研究

目前關于‘馬瑟蘭’保健效果的研究不足，應加強‘馬瑟蘭’葡萄酒的腫瘤抑制、免疫調節及抗炎作用和機制研究，并通過品種對比挖掘‘馬瑟蘭’葡萄酒的優勢，以促進中國‘馬瑟蘭’葡萄酒的推廣和發展。

探究健康益處的同時還應關注食品安全，以保護消費者降低健康風險。目前還缺少‘馬瑟蘭’果實及葡萄酒中重金屬元素質量濃度和農藥殘留評估，以及‘馬瑟蘭’葡萄酒中氨基甲酸乙酯、赭曲霉毒素和金黃色葡萄球菌等生物源有害物質的調查研究，還應構建‘馬瑟蘭’葡萄酒質量安全評價體系，為生產安全高質的‘馬瑟蘭’葡萄酒提供更為系統全面的保障。

3.4 布局可持續發展研究

生產過程清潔化及對生產廢物進行管理和估價是葡萄酒產業可持續發展的重要方面。‘馬瑟蘭’葡萄皮渣[77]和葡萄籽[78]含有豐富的生物活性成分，但我國關于‘馬瑟蘭’葡萄廢棄物資源化利用的研究鮮有報道，涉及‘馬瑟蘭’葡萄酒可持續發展的研究也幾乎空白。布局可持續發展研究，是未來‘馬瑟蘭’葡萄酒產業綠色發展的必然要求，將對中國葡萄酒產業的健康可持續發展起到引領示范作用。開展‘馬瑟蘭’葡萄栽培和生產過程產生大量廢物的再利用、降低‘馬瑟蘭’葡萄酒產品碳足跡研究，將助力‘馬瑟蘭’成為葡萄酒產業綠色發展先鋒，為加強中國葡萄酒產業的生態系統服務功能作出貢獻。

4 結語

近年開展的‘馬瑟蘭’育種育苗、栽培管理、微生物風土、釀造工藝、質量認證、營養與健康的相關研究為中國‘馬瑟蘭’葡萄酒產業發展提供了大量技術和理論支持，品種比對研究為充分挖掘‘馬瑟蘭’潛力提供了數據支持。同時還應加強‘馬瑟蘭’育種和抗性、深入品質特性和風土溯源、關注健康和安全、布局可持續發展研究，助力中國葡萄酒產業向科技創新、生態友好、高質量方向發展，努力打造出具有“中國風土、世界品質”的中國標志性葡萄酒。