Плодоводство
и виноградарство Юга России
Мишко Алиса Евгеньевна
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Северо-Кавказский федеральный научный центр садоводства, виноградарства, виноделия»
младший научный сотрудник
лаборатории физиологии растений
Статьи в журнале (всего: 6)
В работе представлены результаты оценки физиологического состояния новых корнесобственных гибридных форм столового винограда Акелло, Артек, Валенсия и Кураж, произрастающих на территории Краснодарского края в летний период. Контроль – устойчивый сорт Ливия отечественной селекции. Искусственная засуха смоделирована в лабораторных условиях. После стрессового воздействия были проанализированы следующие физиологические параметры листа винограда – степень повреждения клеточных мембран (по содержанию малонового диальдегида – одного окисления липидов клеточных мембран), относительное содержание воды, квантовый выход фотохимической реакции фотосистемы II, содержание хлорофилла a, соотношение хлорофиллов a/b. Установлено, что наиболее угнетающим месяцем для исследованных растений винограда был июль. Об этом свидетельствуют усредненные показатели всех исследованных сортов винограда по анализируемым параметрам – низкие значения фотосинтеза и относительного содержания воды в листьях и повышенный уровень малонового диальдегида, который определяет интенсивность развития окислительных процессов под влиянием неблагоприятных факторов. Наибольший адаптационный потенциал в данный период был выявлен у гибрида Артек, который имел высокие показатели фотосинтеза и низкое содержание малонового диальдегида. В августе для гибридных форм Артек и Кураж было характерно высокое относительное содержание воды в листьях и низкое – малонового диальдегида, причем уровень флуоресценции хлорофилла a (квантовый выход) не изменился по сравнению с июлем. Гибрид Валенсия имел самые высокие значения малонового диальдгида и низкие показатели относительного содержания воды в течение летнего периода, что позволяет определить его, как наименее устойчивую форму среди исследованных. Форма Артек выделена как наиболее устойчивая к воздействию стрессоров летнего периода на территории Краснодарского края, которая в дальнейшем может быть рекомендована для создания стабильных ампелоценозов.
Для замещения интродуцированных столовых сортов винограда необходимы отечественные устойчивые к абиотическим и биотическим стрессорам сорта, обладающие высокой рентабельностью в производстве. Целью данного исследования было изучение перспективных гибридных форм винограда в привитой и корнесобственной культурах в условиях Центральной агроэкологической зоны виноградарства Краснодарского края. Объектами выступали гибриды винограда Vitis L. Агат Дубовский, Акелло, Исполин, Кишмиш дубовский. Ливия – контрольный сорт. Подвой - Берландиери x Рипария СО4. Схема посадки кустов винограда 4х2 м, формировка кустов – высокоштамбовый двуплечий кордон. Капельное орошение. Климат умеренно континентальный, среднегодовая температура воздуха составляет +12,5…+13,0 ºС, максимальная достигает +40 ºС, абсолютный минимум температуры – -28…-30 ºС. Сумма активных температур воздуха равна 3900…4100 ºС. Среднегодовая сумма атмосферных осадков составляет 700-800 мм. Исследования выполнены с помощью общепринятых полевых, лабораторных и статистических методов. Согласно фенологическим наблюдениям, выделились сорт и гибриды по трем срокам созревания по международной классификации – очень ранние Ливия (112 дней), Акелло (114 дней), средние Агат Дубовский (142 дня), Исполин (145 дней) и среднепоздний Кишмиш Дубовский (148 дней). Фенология привитых и корнесобственных растений отличалась незначительно. Для прохождения вегетации сорту и гибридам требовалось от 2467 ºС до 3243 ºС. По агробиологическим показателям – количеству плодоносных побегов, соцветий, коэффициентам плодоношения и плодоносности – привитые гибридные формы продуктивнее контрольного сорта и своих корнесобственных аналогов за исключением Кишмиша Дубовского, у которого коэффициенты плодоношения и плодоносности схожи в привитой и корнесобственной культуре и близки к значениям контроля. Относительное содержание воды (RWC) у привитых и корнесобственных растений выше 80 %, что означает нормально гидратированный лист.
В данной работе приведены результаты сравнения двух сортов яблони отечественной селекции – Прикубанское и Союз по ряду физиолого-биохимических показателей, таких как степень лигнификации клеточных стенок, содержание белка, малонового диальдегида (МДА) и уровень активности пероксидаз в однолетних побегах и листьях, а также содержание нуклеиновых кислот в семенах. Исследованные сорта яблони имеют разную плоидность – тройной набор хромосом у сорта Союз (2n=3x) и двойной набор у сорта Прикубанское (2n=2x). Было установлено, что для триплоидного сорта Союз в отличие от диплоидного сорта Прикубанское характерны более высокие средние значения почти всех исследованных параметров и меньшая их вариабельность. При этом статистически значимые отличия были получены по содержанию белка и нуклеиновых кислот в однолетних побегах и семенах. Сорт яблони Союз, как триплоидный сорт, имел большие показатели по данным признакам. В то же время этот сорт проявил меньшую степень устойчивости к низким температурам зимнего периода по сравнению с диплоидным сортом Прикубанское, что было обусловлено низкими значениями активности пероксидазы – одного из ферментов антиоксидантной системы защиты растений при воздействии стрессовых факторов, и более высоким уровнем содержания малонового диальдегида в побегах – одного из конечных продуктов перекисного окисления клеточных мембран. Наши исследования показали, что сорт яблони Союз, несмотря на относительную стабильность физиологического состояния в летние месяцы, в зимний период исследований обладал слабой степенью устойчивости по сравнению с сортом Прикубанское.
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.
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.