Плодоводство
и виноградарство Юга России
Физиология и биохимия растений
Защитные реакции растений вырабатываются в ответ на восприятие стрессового фактора и одним из наиболее ранних ответов является генерация растением активных форм кислорода. Последние вызывают в клетках растений формирование вторичного стрессового состояния, активирующего и усиливающего каскад сигнальных событий. Это приводит к проявлению у растений серии биохимических изменений, которые формируют защитный ответ. Усиление ряда защитных антистрессовых реакций возможно за счет применения Стимулирующих веществ – элиситоров, к которым относятся компоненты самих растений, а также химические вещества патогенов, такие как хитозан и экзогенные фитогормоны. Цель данного исследования – изучение особенностей изменения антиоксидантного ответа у двух сортов винограда, контрастных по устойчивости к милдью, при обработках индукторами иммунитета различного направления действия. Для эксперимента были выбраны полученные in vitro растения контрастных по устойчивости к милдью сортов винограда Мускат белый (поражаемость 4 балла) и Восторг (поражаемость 1 балл). Использовались неплодоносящие растения, первого года посадки. Изучено влияние индукторов иммунитета на развитие окислительного стресса и антиоксидантных реакций у растений винограда с различной устойчивостью к милдью. Показано, что реакции неустойчивого к милдью сорта Мускат белый проявлялись на некоторые из использованных обработок, в то время как у устойчивого сорта Восторг проявля-лись сходные реакции на все виды стимуля-ции иммунитета. Это может свидетельство-вать о большой способности воспринимать различные виды сигналов и быстро согласованно на них реагировать, что не приводит к окислительному повреждению растений.
В важном регионе возделывания винограда – Анапо-Таманской зоне Краснодарского края, проблема его адаптационной устойчивости в нестабильных климатических условиях является актуальной. Цель данной работы – провести сравнительные исследования сортов винограда различного эколого-географического происхождения о динамике содержания крахмала и водорастворимых сахаров в условиях осенне-зимнего периода, выделить зимостойкие сорта по этому показателю. Объекты исследований – сорта винограда различного эколого-географического происхождения: Кристалл (контроль) – евро-амуро-американского происхождения; Красностоп АЗОС, Достойный – евро-американского происхождения; Восторг – амуро-американского происхождения; Зариф – восточно-европейского происхождения; Алиготе – западно-европейского происхождения. Выявлены адаптационные перестройки углеводного метаболизма, возникающие в ответ на нестабильные климатические условия осенне-зимнего периода 2020-2021 гг. Установлено, что у сортов Достойный, Красностоп АЗОС, Зариф накопление крахмала сыграло важную роль в адаптационных процессах во время перезимовки, его содержание уменьшилось в 10,38; 9,63 и 8,75 раз соответственно. Показано, что у сортов Достойный, Восторг, Алиготе водорастворимые сахара сыграли важную роль в устойчивости к зимним стрессовым условиям, их содержание в почках увеличилось в 1,2-1,5 раз после низкотемпературного воздействия. Выявлена важная роль осмопротектора сахарозы в формировании защитного ответа у сортов Достойный и Восторг, содержание которой в почках и побегах увеличилось в 4,8-6,3 раз после действия низких температур. По результатам исследований содержания крахмала и растворимых сахаров выявлено, что наибольшим потенциалом устойчивости к зимним стрессам обладает сорт Достойный; сорт Восторг выделился как наиболее адаптивный по содержанию водорастворимых сахаров, в том числе и сахарозы.
Приведены результаты исследований биометрических показателей и особенностей развития корневой системы различных привойно-подвойных комбинаций сливы сорта Стенлей в предгорной зоне Краснодарского края на переувлажняемых пойменных почвах. Выявлено, что основными параметрами аллювиально-луговых тяжелосуглинистых почв, приводящими к снижению продуктивности и угнетению растений сливы, являются наличие в профиле почв слоёв с тяжёлым гранулометрическим составом, которые характеризуются очень низкой фильтрационной способностью. Эти условия способствуют длительному застою избыточной влаги в корнеобитаемом слое почвы, что приводит к снижению продуктивности, угнетению и преждевременной гибели растений. Также установленный низкий уровень плодородия почв опытного участка приводит к снижению продуктивности растений сливы. В этих условиях проявляется угнетение деревьев сливы в разной степени в зависимости от подвоя. Как наиболее устойчивые к периодическому длительному переувлажнению корнеобитаемого слоя почвы выявлены растения сливы на подвое ПК СК-2. На этих деревьях отмечены наибольшие приросты вегетативной части на выровненных участках и меньший процент гибели растений в зонах с менее удовлетворительным водно-воздушным режимом почв (понижения, западины). Устойчивость деревьев на этом подвое обусловлена особенностью размещения потенциально активных корней в почве. Как показали исследования, у сливы на подвое ПК СК-2 основная часть (более 60 %) потенциально активных корней сосредоточена в слое 0-40 см. На подвое АП-1 потенциально активные корни равномерно распределены между слоями почвы 0-40 см и 40-80 см и после обильных атмосферных осадков, когда почва ниже уровня 40 см перенасыщена влагой, больше половины потенциально активных корней находится в неблагоприятных условиях.
В настоящее время адаптационный потенциал устойчивости некоторых сортов плодовых культур недостаточен для ответной реакции на изменения климата в Северо-Кавказском регионе России. В связи с этим актуально создание сортов с повышенной экологической пластичностью и высоким адаптационным потенциалом. Физиолого-биохимические исследования состояния растений сортов яблони после воздействия искусственно вызванного низкотемпературного стресса позволит получить оценку изучаемых сортов яблони на устойчивость к критическим морозам в середине зимы. Проведенная нами сравнительная оценка устойчивости изучаемых изучаемых сортов яблони к низкотемпературному стрессу выявила количественные изменения содержания малонового диальдегида в однолетнем приросте, аскорбиновой кислоты, антоцианов, халконов, активности пероксидазы. Установлено, что у различных сортов активность пероксидазы и содержание антиоксидантов в тканях побегов в условиях низкотемпературного стресса изменялись разнонаправленно, детоксикация активных форм кислорода (АФК) достигалась различными компонентами антиоксидантной защиты. У сорта яблони Прикубанское содержание малонового диальдегида в однолетних побегах почти не изменялось, что свидетельствует о большей стабильности клеточных мембран, достигнутой за счет повышенной активности пероксидазы. У сорта Родничок детоксикация АФК Достигается за счет повышения содержание аскорбиновой кислоты в 3 раза. Сорта Рассвет и Прикубанское содержали наибольшее количество антоцианов и халконов, свидетельствующее об их большей устойчивости к морозам в середине зимы в сравнении с другими изучаемыми сортами. Анализ физиологобиохимических показателей, полученных в результате проведенных нами исследований, показал, что устойчивостью (II компонент зимостойкости) обладает сорт яблони Прикубанское. Меньшую степенью устойчивости к критическим температурам в середине зимы обладали сорта яблони Рассвет, Родничок, Айдаред.
Исследования проводили на базе лаборатории физиологии устойчивости плодовых растений ФГБНУ ВНИИСПК в 2016-2017 годы. Объектами исследований служили сорта яблони селекции института, растущие на полукарликовом подвое 54-118. Контрольный сорт – Антоновка обыкновенная. Опыты заложены в 2013 году, схема посадки деревьев 5 х 3 м. Форма кроны – веретеновидная. Междурядья и приствольные полосы содержатся под черным паром. Для определения жаростойкости сортов яблони использовали метод теплового UDC шока +50 ºС (1,5 часа). Цель исследований – изучить жаростойкость сортов яблони на основе определения параметров водного режима в лабораторных условиях. Определяли следующие параметры водного режима: общая оводненность, водный дефицит, восстановление оводненности листьев. По результатам двухлетних исследований изучаемые сорта яблони характеризовались средней оводненностью (61,2…64,9 %), низким водным дефицитом в полевых условиях и средним после воздействия теплового шока, высокой способностью восстанавливать оводненность тканей листьев (85,2…108,1 %) после воздействия высокой температуры. Распределение осадков и температуры в полевых условиях при прохождении растениями изучаемых сортов отдельных фенофаз влияло на оводненность и водный дефицит тканей листьев яблони. Отмечено снижение общей Оводненности и повышение водного дефицита в тканях листьев в период формирования плодов (август) и при наступлении засушливых и жарких условий летнего периода. После воздействия высокой температурой +50 ºС в лабораторных условиях на листья отметили повышение водного дефицита у сортов яблони по сравнению с полевыми данными. Установлено, что все изучаемые сорта яблони имеют среднюю жаростойкость на уровне контрольного сорта Антоновка обыкновенная.