Плодоводство
и виноградарство Юга России
Физиология и биохимия растений
Целью данного аналитического обзора является обобщение результатов исследований в области регуляторных механизмов толерантности винограда к засухе для обоснования подходов к устранению воздействия стрессовых факторов и сведению к минимуму его пагубных последствий. Рассмотрены общие представления о реакции растений винограда на стресс засухи, а также вопросы генетического контроля, распределения сухих веществ и вторичного метаболизма в условиях водного дефицита, воздействия на растения комплекса стрессов, генотипической детерминации засухоустойчивости, роли виноградных подвоев в адаптации растений к засухе. Система адаптации винограда к дефициту влаги является сложным комплексом определенных генов, которые регулируют различные пути, связанные с защитой от стресса. Понимание различий в засухоустойчивости между существующими генотипами создает предпосылки для получения новых засухоустойчивых сортов. Комплексная характеристика ряда физиолого-биохимических свойств позволяет оценить генотипы винограда на засухоустойчивость. Все большую актуальность приобретает изучение принципов координации между биотическими и абиотическими реакциями на стресс. Использование засухоустойчивых подвоев является важной стратегией адаптации к условиям водного дефицита. Для регулирования растениями водопотребления осуществляется координация действий между привоем и подвоем. С целью устранения основных биотических и абиотических факторов стресса для винограда рекомендуется применение биотехнологических подходов. Перспективными представляются эксперименты в условиях in vitro с использованием полиэтиленгликоля для моделирования стресса засухи. Проведенные исследования винограда в условиях водного дефицита предоставили ценную информацию для дальнейших научных изысканий. Выявленные механизмы регуляции гомеостаза растений найдут применение при разработке стратегий современной селекции для повышения устойчивости винограда к засухе.
Необходимым условием для выявления наиболее адаптивных генотипов винограда в нестабильных климатических условиях зимнего периода является постоянный мониторинг метаболических процессов в виноградной лозе в ответ на изменение климатических факторов. Цель работы – провести анализ физиолого-биохимических изменений, происходящих в виноградной лозе при воздействии стрессовых факторов зимнего периода, выделить наиболее адаптивные сорта для возделывания в Анапо-Таманской зоне Краснодарского края. Объекты исследований – сорта винограда различного эколого-географического происхождения: Кристалл (контроль) – евро-амуро-американского происхождения; Достойный, Красностоп АЗОС – внутривидового происхождения Vitis vinifera L.; Восторг – амуро-американского происхождения; Зариф – восточного происхождения; Алиготе – западно-европейского происхождения. Общепринятыми физиолого-биохимическими методиками установлено, что в декабре начался гидролиз крахмала с превращением его в растворимые сахара, выполняющие важную криопротекторную функцию. В январе содержание сахаров продолжало увеличиваться, а крахмала – снижаться. Максимальная степень гидролиза крахмала обнаружена у сортов Кристалл и Восторг – уменьшение в 3,19 и 2,04 раза, а максимальное накопление крахмала в предзимний период обнаружено у сорта Красностоп АЗОС – 8,12 мг/г сухого веса. У Красностоп АЗОС обнаружено повышенное содержание сахаров в предзимний период – 9,21 мг/г сухого веса, в сравнении с другими изучаемыми сортами. У Восторг и Кристалл отмечено наибольшее увеличение содержания сахаров – в 3,5 и 2,28 раза. Антоцианы максимально проявили свою защитную функцию у Красностоп АЗОС и Восторг. После искусственного промораживания побегов у Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг содержание ионов в вытяжке из клеток коры увеличилось незначительно: калия в 1,04 раза, кальция в 1,01-1,03 раза. По содержанию крахмала, сахаров, антоцианов, ионов калия и кальция сорта Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг проявили наибольший потенциал устойчивости к низким температурам в условиях зимы 2021-2023 гг. в сравнении с другими изучаемыми сортами.
Мониторинг ключевого метаболита – аминокислоты пролина в виноградном растении необходим для исследования физиологических механизмов, лежащих в основе приспособительных реакций винограда в условиях изменяющегося климата. Цель настоящей работы – изучить динамику содержания свободного пролина в различных сортах винограда, выделить сорта с повышенной устойчивостью к низким температурам. Объекты исследований – сорта винограда различного генетического происхождения: Кристалл (контроль), Достойный, Красностоп АЗОС, Восторг, Алиготе, Зариф. Содержание пролина определяли методом капиллярного электрофореза на приборе Капель 104Р по методике, основанной на получении электрофореграммы с помощью прямого детектирования поглощающих компонентов пробы. В январе-феврале у сортов Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг обнаружено повышенное содержание пролина в сравнении с сортами Достойный, Алиготе, Зариф. В побегах сортов Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг оно составляло 7,38-8,26 мкг/г сырого веса; у сортов Достойный, Алиготе, Зариф – 4,12-5,16 мкг/г сырого веса. В почках сортов Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг содержание пролина составляло 7,92-9,21 мкг/г сырого веса, у Достойный, Алиготе, Зариф – 4,57-5,90 мкг/г сырого веса. После искусственного промораживания в побегах сортов Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг содержание пролина увеличивалось в 1,13-1,23 раза, у других изучаемых сортов почти не изменялось. Показано, что пролин выполняет значимую роль в реализации стресс-протекторных реакций винограда на пониженные температуры. Установлено, что по динамике содержания свободного пролина сорта Кристалл, Красностоп АЗОС, Восторг более устойчивы к низким температурам в сравнении с сортами Достойный, Алиготе, Зариф.
Проанализированы результаты оценки устойчивости новых сортов яблони разных сроков созревания к ранним морозам и в конце зимы (после оттепелей) в условиях Кубани.
Изучена устойчивость сортов винограда различного происхождения к комплексу абиотических стресс-факторов летнего периода анапо-таманской зоны. На основании определения анатомо-морфологических и физиолого-биохимических показателей установлено, что гибриды евро-американского происхождения обладают сопряженной устойчивостью к стрессовым факторам летнего периода.