‘马瑟兰’葡萄研究进展及品种优势

郭志君，杨红丽，王薇，房玉林

（1. 茅台学院，贵州仁怀 564500；2. 西北农林科技大学葡萄酒学院，陕西杨陵 712100；3. 陕西省葡萄与葡萄酒工程技术研究中心，陕西杨陵 712100）

‘马瑟兰’（Marselan）为红色酿酒葡萄品种，1961年由法国国家农业研究院（INRA）以‘赤霞珠’（Cabernet Sauvignon）和‘歌海娜’（Grenache Noir）为亲本杂交育成，具有抗旱、抗病等特点[1]。‘马瑟兰980品系’于2001年被引入中国，目前种植面积超过200 hm2[2]，中国成为法国之外种植面积最大的国家之一[3]。经过20余年的栽培及加工实践检验，‘马瑟兰’葡萄的酿酒品质受到广泛认可，在2019年“第26届比利时布鲁塞尔国际葡萄酒大奖赛”上，‘马瑟兰’葡萄酒被称为“中国葡萄酒的明日之星”。

中国关于‘马瑟兰’的研究主要集中在植物特性、果实品质、酿酒特性、区域特色等方面，王舒伟等[1]总结了2008—2019年‘马瑟兰’在中国的栽培表现及相关研究进展。近3年，中国‘马瑟兰’相关研究快速增长，发文数量超过之前总和，涉及区域风土特色、品种对比和品质提升等方面。本文以葡萄酒生产链为线索概述中国‘马瑟兰’最新研究进展，并从品种对比的角度分析其与主要国际酿酒葡萄品种的差异，挖掘‘马瑟兰’成为中国代表性品种的潜力，最后对未来研究方向提出展望，以助力中国葡萄酒产业更好的向科技创新、生态友好和质量提升方向发展。

1 ‘马瑟兰’葡萄生产链研究

葡萄酒生产是从土地到餐桌的全流程活动，涉及葡萄种质资源、栽培技术、微生物风土、葡萄酒酿造工艺和质量控制等环节。‘马瑟兰’葡萄酒在中国的繁荣发展离不开生产链的全过程研究，以下归纳了近年来开展的与中国‘马瑟兰’葡萄酒生产链各环节相关的主要研究内容。

1.1 育种与苗木培育

品种是葡萄酒产业发展的基础，虽然‘马瑟兰980品系’的栽培性能和酿酒特性受到广泛认可，但育种对进一步提升苗木抗性及果实酿酒品质、加强品种选择自主性具有重要意义。种内轮回选择是培育优质、抗病、抗寒抗旱葡萄的有效方法。Wang等[5]为加速种内轮回选择的进程，探索了影响‘马瑟兰’葡萄种子发芽率和成苗率的处理方法，认为将‘马瑟兰’种子于4 ℃下储存3个月，150 mg·L-1赤霉素浸泡8 h，消毒后切喙，通过豆芽机加速萌发（温度25 ℃，间歇性喷雾保湿，光照黑暗12 h交替进行）的处理效果最佳。刘政海等[6]将‘马瑟兰’作为亲本与‘黑比诺’杂交，后代果皮中总酚和单宁含量表现出较高的加性遗传，具有一定的强亲优势，为葡萄品种选择提供了一定参考。

在‘马瑟兰’育苗方面，多以适宜砧木筛选研究为主，结果表明，砧木‘101-14’‘5BB’‘3309M’‘贝达’在提高‘马瑟兰’葡萄植株耐盐阈值、生长势、光合作用、果实总花色苷和部分花色素单体含量、葡萄酒总酚含量和色度等方面各有积极作用[7-11]。同时不同砧木对‘马瑟兰’果实及葡萄酒品质的影响表现出广泛的一致性，为我国砧木资源的合理利用提供了参考。

1.2 栽培管理

‘马瑟兰’具有较强适应性，在中国多数产区表现良好，特别是贺兰山东麓进行了子产区的生态区划[12]，调查研究了最佳采收期[13]，并提出了针对性的栽培管理措施[14]，为‘马瑟兰’在宁夏产区的发展奠定了基础。‘马瑟兰’在新疆、甘肃、河北、山东产区都有较广泛种植，但也并非适合中国所有产区，在山西太谷的表现就不太理想[15]，因此不能盲目引种栽培。在不同产区，通过限产[16-17]、限根[18]、水肥管理[19-20]、喷施茉莉酸甲酯[22]等栽培措施可增加‘马瑟兰’果实酚类物质含量和香气成分，提高果实品质。

除了应用层面的研究，还有元素营养、代谢及其分子机制研究也取得一些进展。宗亚奇[23]通过同源克隆法，在‘马瑟兰’果实中鉴定克隆到53个与铁吸收、转运和分配机制相关的家族基因成员，张璐等[24]从‘马瑟兰’果实中克隆出46个Fe-S簇装配基因，推测ISU1在葡萄铁代谢方面可能发挥关键作用，基因层面的研究为解析‘马瑟兰’吸收元素营养和代谢奠定了理论基础。

另外，精准调控正成为葡萄园管理的新方向，光强对‘马瑟兰’果实的影响研究相对较多。研究表明，低光强抑制‘马瑟兰’果实成熟，但能改善其风味[25]，完全黑暗可降低果实总花青素的质量浓度和种类，但不影响浆果颜色[26]。另一方面，遮光会影响‘马瑟兰’果实中挥发性物质合成[27]，还会导致果皮和果梗末端的总酚、单宁和类黄酮质量浓度下降[28]。因此生产过程中，通过疏叶精准调节果穗光照强度，对促进浆果花色苷、挥发性和多酚类物质的积累具有重要意义。

1.3 微生物风土

微生物种类和群落生态对葡萄酒生产力和感官特征也有重要影响。张春芝等[29]从‘马瑟兰’果皮、自然发酵醪中分离纯化出14种酵母菌，其中Starmerella bacillaris和Hanseniaspora uvarum适合酿酒且生长能力强。余东亮[30]筛选出可显著提升‘马瑟兰’葡萄酒整体发酵香气、典型性和浓郁度的本土乳酸菌酒酒球菌优良菌株3-31。通常，与葡萄酒风格品质相关的某一产区或环境下的微生物种类和群落生态被定义为“微生物风土”[31]，微生物风土研究对葡萄园地点选择、土壤改善、葡萄酒风土改善具有重要意义。Li等[32]采用高通量测序（HTS）和生物信息学手段发现，中国‘马瑟兰’产区发酵相关真菌群落以子囊菌门短柄霉属（Aureobasidium）为主；丁建才[33]研究发现，河北昌黎产区‘马瑟兰’葡萄酒发酵前、中、后期的真菌组成差异显著，发酵前期真菌群落多样性最高。以上研究为探索微生物群落结构对‘马瑟兰’葡萄酒风格塑造的影响和充分挖掘‘马瑟兰’适宜产区的“微生物风土”特色提供了参考。

1.4 酿造工艺

菌种筛选为葡萄酒风土表达提供了物质基础，接种方式则是具体的工艺选择。自然发酵可增加‘马瑟兰’葡萄酒总挥发性化合物的质量浓度，增强其风味和独特性[3]。但自然发酵有一些不确定风险，非酿酒酵母与酿酒酵母共同接种进行发酵则平衡了风味特色与生产安全的需求，成为一个流行的发酵策略。研究发现，混菌发酵可显著提高‘马瑟兰’葡萄酒萜烯类化合物含量，增加葡萄酒的花香果香[34]，提升葡萄酒圆润感和香气特色[35]。此外，干化[36]、闪蒸[37]、冷浸渍结合橡木桶陈酿[18]、添加橡木片[38]或单宁[39]等工艺手段对‘马瑟兰’葡萄酒质量均有正面影响，但这些研究均是基于特定产区、特定品质的‘马瑟兰’原料，生产中应根据实际情况进行合理选择。

1.5 质量安全与认证

生物胺对人类健康和食品安全具有较大潜在风险。Han等[40]测定的12款中国‘马瑟兰’葡萄酒的总生物胺质量浓度均低于安全限，同时发现生物胺主要在‘马瑟兰’葡萄酒苹果酸-乳酸发酵期间和后期产生，为生产中控制‘马瑟兰’葡萄酒生物胺的产生提供参考。通过对比产自中国的12款‘马瑟兰’葡萄酒及24款‘赤霞珠’‘美乐’和‘黑比诺’等葡萄酒后发现，‘马瑟兰’葡萄酒的总生物胺含量最低[40]。

除了质量安全，与葡萄原产地和品种相关的质量认证越来越受到消费者关注。葡萄酒中挥发性成分是地理来源、葡萄品种、酵母菌株及酿酒工艺等多个因素复杂交互作用的结果，因此成为葡萄酒原产地及品种鉴别的首选标记物。自从感官组学[41]方法被提出，现已广泛应用于分析葡萄酒的关键香气化合物。研究表明‘马瑟兰’葡萄酒香气特征和关键气味物质有β-大马士革酮、愈创木酚、β-雄酮和呋喃醇等[42]，根据不同产区的挥发性成分可实现对年轻‘马瑟兰’葡萄酒进行地理区域区分[43]。矿物质元素特征也是葡萄酒产地指纹的重要组成部分，新疆‘马瑟兰’葡萄果实具有较高的Na、K、Ca、Mg元素含量和较低的Fe元素含量[44]，为品种区分提供依据。以上研究为中国‘马瑟兰’葡萄酒的品种认证和产区认证提供了数据参考。

综上，近年开展了大量中国‘马瑟兰’葡萄酒生产链上各环节的相关研究，从育种到营养健康均有涉及。其中栽培管理和酿酒工艺相对丰富，为中国‘马瑟兰’葡萄酒产业的发展提供了有力的技术支持；育种育苗、微生物风土、质量认证等研究已逐步开展，为‘马瑟兰’葡萄酒产业发展提供初步的理论支持。但‘马瑟兰’葡萄酒生产链研究还未形成闭环，缺少可持续发展的相关研究。

2 品种特性研究

‘马瑟兰’在中国常被比作澳大利亚的‘西拉’、阿根廷的‘马尔贝克’，暗含其葡萄酒品质在中国表现出色。不同品种在中国产区的品质差异研究将为这一论断提供有力的数据支撑。将近3年‘马瑟兰’与其它品种的对比研究数据进行了汇总归纳，见表1、表2、表3。

表1 ‘马瑟兰’与常见酿酒品种的抗寒性对比Table 1 Comparison of cold resistance between 'Marselan' and common wine grapes

表2 ‘马瑟兰’与常见酿酒品种的果实性状及品质对比Table 2 Comparing the quality index of 'Marselan' with other grape varieties

表3 ‘马瑟兰’与其它品种葡萄酒品质对比Table 3 Comparing the quality index of 'Marselan' wine with other wines

2.1 抗寒性

我国大部分优质葡萄酒产区处于埋土防寒线以北，抗寒性成为重要的品种评价指标之一。由表1可见，‘马瑟兰’枝条的半致死温度低于‘赤霞珠’‘蛇龙珠’‘西拉’‘美乐’等品种，结合电导率、可溶性糖、可溶性蛋白、束缚水/自由水比值以及枝条木质部、韧皮部、皮层比率等因素，‘马瑟兰’枝条的综合抗寒能力最高[48]；但结合电导率、脯氨酸、丙二醛生理指标进行评估，‘马瑟兰’的综合抗寒性略低于‘赤霞珠’和‘蛇龙珠’，高于‘美乐’和‘西拉’[49]。尽管不同评价指标下综合抗寒能力比较结果有差异，总体来看‘马瑟兰’的抗寒性较强，并结合其伤流期较晚的特点，能较好地适应我国北方产区。

2.2 果实性状及品质

由表2可见，‘马瑟兰’果穗与‘黑比诺’‘美乐’‘赤霞珠’和‘品丽珠’等相比，具有穗质量大、果梗率高、皮渣中种子占比大、岀汁率低[51]、果粒小的特点[17]；一般浆果可溶性固形物含量大于20%，与常见欧亚种葡萄相当；总酸含量不同产区差别较大，在4.86～8.40 g·L-1；果皮单宁和总酚含量中等偏上，与‘赤霞珠’相近[17,51]，高于‘品丽珠’和‘北冰红’[52]；在部分研究中‘马瑟兰’花色苷种类多于‘赤霞珠’‘品丽珠’‘西拉’‘美乐’和‘小味儿多’[53-55]，酚类物质总含量高于‘小味儿多’[56]；果实挥发性物质总含量略低于‘西拉’和‘小味儿多’，高于‘品丽珠’[55]。虽然以上数据和评价不能覆盖所有情况，但可以看出‘马瑟兰’葡萄具有酿造优质浓郁型葡萄酒的潜力。

2.3 葡萄酒品质

葡萄酒感官品质主要表现在色、香、味三个方面。研究发现‘马瑟兰’葡萄酒总花色苷含量介于‘蛇龙珠’和‘赤霞珠’之间[46]，二甲花翠素含量高于‘赤霞珠’‘美乐’‘西拉’葡萄酒，加之介于中间水平的K元素含量[58]，可以较好的解释‘马瑟兰’葡萄酒较深的色度[59]。‘马瑟兰’葡萄酒的挥发性成分中，除酯类物质种类明显低于‘赤霞珠’葡萄酒，其他挥发性物质含量处于中等偏下水平[60-61]（表3）。‘马瑟兰’葡萄酒特征香气成分包括β-大马士革酮、3-巯基-1-己醇β-洋葱酮和2-甲氧基-3-异丁基吡嗪，使其具有多汁的蔬菜和辛辣的香气特征[42]。产区表现方面，除山西太原外[61]，其它产区的‘马瑟兰’葡萄酒的酒精度、总酸、干浸出物、甘油和多种有机酸的含量普遍高于‘赤霞珠’葡萄酒[40]，具有更饱满的酒体。受产地、气候和研究方法的限制，以上研究的同品种数据之间有差异，甚至品种对比中有相反的结果，但总体来看‘马瑟兰’葡萄酒有较好的品质特征，与其“偏紫色调、香气清新、口感较饱满柔和，单宁较细腻”感官定位相符。

另外，‘马瑟兰’葡萄酒具有较高的总酚、总黄酮、总黄酮醇含量和体外抗氧化能力，相比之下略低于‘赤霞珠’，高于‘蛇龙珠’[46]。

综上所述，‘马瑟兰’的抗寒性、果实品质和葡萄酒品质的总体表现不亚于国际酿酒品种，相比于其它曾被认为可能成为中国代表品种的‘蛇龙珠’‘品丽珠’和‘北冰红’有明显优势。同时中国葡萄酒产区分布广泛，气候差异明显，风土特色多样，导致各产区‘马瑟兰’可能出现较大的特性差异，与其它品种对比结论不一致。可通过建立共同遵守的原则和步骤，增加样本数量，得到可靠的品种对比数据，为中国‘马瑟兰’葡萄酒发展奠定更扎实的基础。

3 未来和展望

3.1 加强育种及抗性研究

目前‘马瑟兰980品系’在中国大部分产区表现良好，因此有关育种研究未受到重视，但品种选育是进一步提高抗病性、抗寒抗旱性的重要途径，使其更好地适应微气候和土壤条件，丰富葡萄酒风味的关键所在。在传统育种方式的基础上，通过转录组、基因组等挖掘出与主要抗性和品质性状相关的结构基因和转录因子加以利用，是‘马瑟兰’未来育种的重点方向。同时，可进一步开展关键化合物，如三萜类化合物[64]、非系统化合物[65]、蛋白酶解物[66]、硫化昆布多糖（Sulfated laminarin）[67]对增强‘马瑟兰’抗病性的作用及机理研究。另外，土壤微生物群可以通过诱导特征基因产生有益蛋白质或次生代谢产物提高葡萄藤的抗病性、耐盐性和抗旱性[68-69]，因此开展不同产区土壤微生物群对‘马瑟兰’葡萄次生代谢物的影响研究，利用微生物辅助技术提高品种抗逆性具有重要的潜力。

3.2 深入品质特性和风土溯源研究

决定葡萄酒品质的核心因素是果实品质，近年开展了较多通过架式、水肥、限根等宏观栽培技术提高‘马瑟兰’果实品质的研究，而通过添加生物炭[70]或水溶胶[71]等调节土壤微观结构、利用根系微生物[72]调控葡萄植株生理及果实品质等微观层面的栽培管理研究还有待深入。‘马瑟兰’葡萄酒高质量发展离不开风土溯源研究，即原产地、品种、年份和品质等方面的认证和辨认[73]。通过代谢组学技术建立辨别模型是目前较为流行的研究方法，但目前对‘马瑟兰’风土溯源的研究还存在问题，研究样本量有限，需进一步通过高分辨率质谱获得更大的‘马瑟兰’葡萄酒定量结果数据集，建立准确度更高的质量认证模型。

3.3 关注健康和质量安全研究

目前关于‘马瑟兰’保健效果的研究不足，应加强‘马瑟兰’葡萄酒的肿瘤抑制、免疫调节及抗炎作用和机制研究，并通过品种对比挖掘‘马瑟兰’葡萄酒的优势，以促进中国‘马瑟兰’葡萄酒的推广和发展。

探究健康益处的同时还应关注食品安全，以保护消费者降低健康风险。目前还缺少‘马瑟兰’果实及葡萄酒中重金属元素质量浓度和农药残留评估，以及‘马瑟兰’葡萄酒中氨基甲酸乙酯、赭曲霉毒素和金黄色葡萄球菌等生物源有害物质的调查研究，还应构建‘马瑟兰’葡萄酒质量安全评价体系，为生产安全高质的‘马瑟兰’葡萄酒提供更为系统全面的保障。

3.4 布局可持续发展研究

生产过程清洁化及对生产废物进行管理和估价是葡萄酒产业可持续发展的重要方面。‘马瑟兰’葡萄皮渣[77]和葡萄籽[78]含有丰富的生物活性成分，但我国关于‘马瑟兰’葡萄废弃物资源化利用的研究鲜有报道，涉及‘马瑟兰’葡萄酒可持续发展的研究也几乎空白。布局可持续发展研究，是未来‘马瑟兰’葡萄酒产业绿色发展的必然要求，将对中国葡萄酒产业的健康可持续发展起到引领示范作用。开展‘马瑟兰’葡萄栽培和生产过程产生大量废物的再利用、降低‘马瑟兰’葡萄酒产品碳足迹研究，将助力‘马瑟兰’成为葡萄酒产业绿色发展先锋，为加强中国葡萄酒产业的生态系统服务功能作出贡献。

4 结语

近年开展的‘马瑟兰’育种育苗、栽培管理、微生物风土、酿造工艺、质量认证、营养与健康的相关研究为中国‘马瑟兰’葡萄酒产业发展提供了大量技术和理论支持，品种比对研究为充分挖掘‘马瑟兰’潜力提供了数据支持。同时还应加强‘马瑟兰’育种和抗性、深入品质特性和风土溯源、关注健康和安全、布局可持续发展研究，助力中国葡萄酒产业向科技创新、生态友好、高质量方向发展，努力打造出具有“中国风土、世界品质”的中国标志性葡萄酒。