Плодоводство
и виноградарство Юга России
Сундырева Мария Андреевна
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия»
Статьи в журнале (всего: 21)
Воздействие низкотемпературного стресса представляет большой интерес для научных исследований в винограрстве по причине относительно низкой морозостойкости винограда в условиях зоны виноградарства России, что приводит к значительному снижению урожайности. Лучшее понимание физиологических процессов, влияющих на устойчивость винограда к низким температурам, необходимо для разработки стратегий смягчения стрессового воздействия. Целью данного исследования являлось изучение изменения активности антиоксидантных ферментов сортов винограда с различной морозостойкостью при воздействии низкотемпературного стресса. Материалом для исследования были выбраны лоза и почки устойчивых и неустойчивых к низкотемпературному воздействию сортов. В результате работы была выявлена различная реакция почек и тканей лозы винограда на низкотемпературное воздействие. Устойчивые к морозу сорта винограда характеризовались большим содержанием малонового диальдегида в тканях лозы и почек, чем неустойчивые. Для устойчивых к морозу сортов винограда большое значение имеет высокий уровень окислительных процессов, необходимый для активации защитных реакций. Воздействие низкотемпературного стресса приводило у исследуемых сортов винограда к повышению активности антиоксидантных ферментов. В тканях лозы устойчивых сортов активность данных ферментов была выше, чем у неустойчивых сортов. Интересно, что взаимосвязи между морозостойкостью сортов винограда и активностью антиоксидантных ферментов в почках не выявлено, кроме фенолокисляющей пероксидазы. Для изучаемых сортов в условиях низкотемпературного стресса не происходило изменения числа изоформ пероксидазы, в то время как существенно изменялась ее общая активность, что может быть связано с повышением экспресии этого фермента. Его активность изменялась максимально относительно контроля. Можно предположить, что увеличение активности этого фермента является одной из определяющих защитных реакций винограда на низкотемпературный стресс.
Представлен анализ существующего сортимента винограда в Краснодарском крае, его структура, тенденции изменения. Изложена проблема совершенствования сортимента винограда в нестабильных условиях среды. Предложены сорта местной селекции для улучшения сортимента
Период зимовки и выход из состояния покоя имеют большое значение для последующей жизнедеятельности растений винограда. Состояние вынужденного покоя характеризуется рядом специфических физиологических и биохимических изменений. Целью данного исследования было изучение фотосинтетических показателей, углеводного состава хлорофиллсодержащих тканей лозы винограда при выходе растений из состояния покоя. Исследования проводили в феврале и марте. Материалом для исследования послужили гибриды винограда ТАНА 33 (внутривидовой гибрид V. vinifera), ТАНА 42 (межвидовой гибрид V. vinifera и V. murensis), ТАНА 68 (межвидовой гибрид V. vinifera и американских видов). ТАНА 42 и ТАНА 68 являются морозостойкими гибридами, а ТАНА 33 - неморозостойким. В результате были получены данные о содержании в лозе углеводов и фотосинтетических пигментов, активности фотохимических реакций и содержании малонового диальдегида (МДА). Исследования показали, что в период выхода растений винограда из состояния покоя проявлялись физиологические различия между гибридами с разной морозостойкостью. Понижение температуры воздуха до незначительных минусовых значений в этот период слабо повлияло на проявление окислительного стресса у морозостойких гибридов, а для неморозостойкой формы было характерно устойчивое повышение МДА. Результаты анализов показали, что содержание пигментов в лозе не может служить индикатором сортовой устойчивости к низким температурам, однако этот параметр тесно связан с реакцией растений на температурные изменения. Эффективный квантовый выход ФС Ⅱ в зимний период был существенно ниже у неморозостойкого гибрида, однако после начала сокодвижения различия между гибридами отсутствовали. Этот показатель тесно связан с температурными изменениями. Адаптация неустойчивого к морозу винограда, вероятно, происходила за счет трансформации запасных углеводов в сумму растворимых, что не характерно для устойчивых форм.
Микроклональное размножение является перспективным направлением получения оздоровленного, генетически однородного посадочного материала винограда. Эффективность размножения определяется многими факторами, в том числе акклиматизацией растений к естественным условиям среды. Сложность перевода пробирочных растений в нестерильные условия связана с рядом физиологических и анатомических особенностей растений, выращенных в культуре in vitro, среди которых особое значение имеет низкий уровень фотосинтетических процессов. В работе было исследовано влияние различных концентраций сахарозы в питательной среде и добавок, имитирующих стрессы окружающей среды, на показатели фотосинтеза винограда в процессе акклиматизации. Содержание сахарозы 10 г/л в питательной среде было наиболее оптимальным для формирования фотосинтетического аппарата. Как низкое, так и высокое содержание сахарозы в культуральной среде негативно сказывалось на образовании пигментов, эффективности фотосинтетических процессов. Введение в питательную среду ПЭГ и NaCl приводило к снижению общего содержания пигментов, квантового выхода фотохимических реакций, однако увеличивало экспрессию РУБИСКО-активазы. Применение АБК в составе питательной среды оказывало положительный эффект на образование пигментов у растений винограда в процессе акклиматизации. Эффекты от слабых стрессовых воздействий на фотосинтетические показатели винограда в культуре in vitro и в период акклиматизации идентичны влиянию засухи и засоления в естественных условиях. В то же время, данные типы воздействия оказывают положительный эффект на адаптивные «антистрессовые» реакции, препятствующие повреждению растений в условиях ex vitro, что, в конечном счете, повышает уровень ростовых процессов и выход саженцев при микроклональном размножении винограда.
Большинство широко распространенных сортов винограда, относящихся к европейскому виду Vitis vinifera L., не обладают высокой устойчивостью к стресс-факторам окружающей среды. Напротив, американские виды характеризуются невосприимчивостью ко многим патогенным организмам, а также способны развиваться при воздействии различных абиотических стрессов. Таким образом, использование сорто-подвойных комбинаций, где в качестве подвоя выступают устойчивые сорта американских видов винограда, позволяет повысить продукционный и адаптационный потенциал более уязвимого привоя. В данной работе представлены результаты трехлетних исследований влияния сорто-подвойных комбинаций винограда на устойчивость растений к абиотическим стрессовым факторам летнего периода в условиях Северо-Западного Предкавказья. Были изучены два сорта Кишмиш венгерский и Кишмиш лучистый на подвоях Феркаль и Паульсен, а также корнесобственные растения. Для оценки адаптационного потенциала винограда были проанализированы физиолого-биохимические параметры листьев, а именно, водный режим, содержание хлорофилла и уровень выхода электролитов. Погодные условия были получены со стационарной метеостанции в зоне произрастания винограда. В результате проведенных исследований было установлено, что сорто-подвойные комбинации Кишмиш венгерский – Паульсен и Кишмиш лучистый – Паульсен характеризуются наибольшими значениями общего содержания воды и хлорофилла в листьях. Погодные условия летнего периода на протяжении трех лет отличались наличием экстремально высоких температур и недостаточным количеством увлажнения по сравнению с многолетними средними показателями. К таким условиям привитые формы сортов Кишмиш лучистый и Кишмиш венгерский оказались наиболее адаптированными, чем корнесобственные контрольные растения. Полученные данные позволяют заключить о целесообразности использования подвоя Паульсен для сортов Кишмиш венгерский и Кишмиш в условиях Северо-Западного Предкавказья с целью повышения адаптационного потенциала данных сортов к стрессовым факторам летнего периода.