Плодоводство
и виноградарство Юга России
Физиология и биохимия растений
В данной работе приведены данные по результатам изучения 2-х алгоритмов орошения винограда сорта Каберне Совиньон в производственных условиях филиала «Ливадия» АО ПАО «Массандра» на ЮБК в 2019–2020 гг. Опытный физиологический алгоритм предусматривал проведение двух водных стрессов. Первый кратковременный водный стресс – в период роста ягод, второй – в период их созревания. Глубина водного стресса в фазу роста ягод в предрассветных значениях водных потенциалов листьев была определена в пределах –0,5…–0,55 МПа. Глубина водного стресса в фазу созревания –0,45…–0,5 МПа. Нагрузка растений урожаем в опытном варианте была определена как повышенная - на 20% по сравнению с оптимальной. Контрольный вариант – бесстрессовая стратегия орошения на фоне оптимальной нагрузки урожаем. Основным инструментом контроля водного статуса растений служила камера давления для измерения водных потенциалов листьев. Вегетационные периоды 2019-2020 гг. характеризовались значительным превышением среднемесячных температур воздуха по сравнению со средними многолетними и малым количеством годовых осадков: соответственно 357,0 и 410,6 мм. Такие погодные условия привели к большим эвапотранспирационным расходам у растений винограда. И уже в третьей декаде июня растения опытного варианта испытывали серьёзный водный стресс (–0,5…–0,55 МПа). Созревание винограда в стрессовом варианте орошения также проходило при дефиците влаги. Средние значения водных потенциалов листьев в предрассветные часы составили –0,45…–0,50 МПа. В результате исследований было установлено, что стрессовая стратегия орошения на фоне повышенной нагрузки урожаем по сравнению с бесстрессовой на фоне оптимальной нагрузки урожаем позволила получить повышение массовой концентрации сахаров на 1,5 г/см3 , содержания общих фенольных веществ на 28,3 % и красящих веществ на 33,3 %.
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.
Оценка устойчивости винограда к низким отрицательным температурам актуальна в связи с усиливающейся нестабильностью климата в Анапо-Таманской зоне виноградарства. Важным метаболитом, связанным с устойчивостью к низким температурам, является аскорбиновая кислота. Цель данной работы – провести сравнительные исследования сортов винограда различного эколого-географического происхождения по динамике содержания аскорбиновой кислоты в условиях осенне-зимнего периода и выделить сорта с повышенной устойчивостью к низким температурам 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 – восточного происхождения; Алиготе – западно-европейского происхождения. Обнаружено, что в течение осенне-зимнего периода в почках винограда происходило накопление аскорбиновой кислоты. Наибольшее ее увеличение отмечено у сортов Достойный и Красностоп АЗОС – в 3,6 и 3,9 раз соответственно, у других изучаемых сортов это увеличение было в 1,2-2,9 раз. После искусственного промораживания наименьшие повреждения клеточных мембран, определяемые по накоплению малонового диальдегида (МДА) отмечены у сорта Красностоп АЗОС – увеличение содержания в 1,09 раз. Следующие по устойчивости следовали сорта Кристалл и Достойный – увеличение уровня МДА в 1,15 и 1,36 раз соответственно. У других изучаемых сортов, выделенных как неустойчивые, это увеличение было в 2,2-2,93 раз. У сортов Красностоп АЗОС, Кристалл, Достойный после промораживания увеличивалось содержание АК – на 6,7-9,6 %, то есть аскорбиновая кислота выполнила роль низкомолекулярного антиоксиданта в подавлении развития окислительного стресса. По содержанию и накоплению аскорбиновой кислоты в почках сорт Красностоп АЗОС выделен как наиболее устойчивый к экстремально пониженным температурам. Далее по устойчивости следовали сорта Достойный, Кристалл. Содержание аскорбиновой кислоты в почках винограда в может использоваться как диагностический критерий при отборе морозостойких сортов в селекционных целях.
Поиск надежных методов оценки устойчивости сортов винограда к жаре и засухе актуален в связи с усиливающейся нестабильностью климата в Анапо-Таманской зоне виноградарства. Цель работы – провести электрофоретическое разделение пероксидаз в полиакриламидном геле в листьях различных сортов винограда, выделить сорта с повышенной устойчивостью к жаре и засухе. Объекты исследований – сорта винограда различного эколого-географического происхождения: Кристалл (контроль) – евро-амуро-американского происхождения; Достойный, Красностоп АЗОС – евро-американского происхождения; Восторг – амуро-американского происхождения; Зариф – восточного происхождения; Алиготе – западно-европейского происхождения. Установлено, что качественный и количественный состав изоформ пероксидаз изменялся в течение лета и имел сортовую особенность. В июне у каждого конкретного сорта выделено 4-6 изоформ, в августе 2-4 изоформы. Сорт Кристалл выделился особо повышенной устойчивостью к жаре и засухе на протяжении лета как в полевых условиях, так и при воздействии искусственных высокотемпературного и водного стрессов. Это достигалось за счет множественного изоформного состава пероксидаз, постоянством их состава в ответ на стресс. Сорта Достойный, Восторг выделены как высокоустойчивые к жаре на протяжении лета. Жаростойкость сортов Красностоп АЗОС, Алиготе, Зариф менялась в течение летнего периода. По отношению к засухе сорта Кристалл, Достойный, Восторг проявили высокую устойчивость в начале и середине лета. При появлении и исчезновении изоформ пероксидазы засухоустойчивость сортов Достойный, Восторг, Красностоп АЗОС менялась на протяжении лета. Сорта Алиготе и Зариф в течение летнего периода выделились как незасухоустойчивые. Полученные данные могут использоваться как диагностические критерии оценки степени жаро- и засухоустойчивости сортов винограда в различные месяцы летнего периода в условиях Анапо-Таманской зоны Краснодарского края для селекционных целей.
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.