Плодоводство
и виноградарство Юга России
Физиология и биохимия растений
Рассмотрены возможности и новые методические решения определения общего азота в растительном сырье с помощью классического химического анализа и капиллярного электрофореза. Обсуждены действующие методические подходы к пробоподготовке образцов.
В Краснодарском крае за последние 20 лет в летний период вегетации плодовых растений основными абиотическими стрессами являются повышенная температура воздуха, превышающая многолетнюю климатическую норму на величину до 7 градусов, и длительные засухи, сочетание которых негативно влияет на рост, развитие и урожайность плодовых растений, особенно в условиях недостаточного поливного режима. Наибольшее проявление высокотемпературного стресса отмечается в два периода – в первой декаде июля и третьей декаде августа. Учитывая, что именно в это время проходят одновременно два важнейших этапа развития яблони – дифференциация плодовых почек (июль) и созревание плодов урожая текущего года (август), устойчивость плодовых растений к высокотемпературным стрессам является необходимым условием нормального протекания у них продукционного процесса. Исследовали влияние микоризации саженцев яблони биопрепаратом на основе симбиотических грибов арбускулярной микоризы Glomus sp. на засухоустойчивость деревьев яблони сорта Прикубанское на карликовом подвое СК 7. Микоризация растений биопрепаратом на основе симбиотических грибов Glomus sp. в большинстве вариантов положительно повлияла на устойчивость к высоким температурам и засухе опытных деревьев яблони. Лучшую водоудерживающую способность листьев (за 2 и 4 часа экспозиции) показали растения в варианте с обработкой корней в дозе 1,0 г биопрепарата. Микоризацию саженцев яблони можно рекомендовать как природоподобную технологию, повышающую адаптивный потенциал растений яблони за счет мобилизации механизмов симбиотического взаимодействия грибов арбускулярной микоризы и корневой системы растений.
В условиях зоны влажных субтропиков России в течение 2002-2020 гг. проведена оценка степени засухоустойчивости сортов и гибридов груши по анатомо-морфологическим и физиологическим параметрам для изучения их адаптационных механизмов. Объекты исследования – различные генотипы рода Pyrus L. (сорта: Бере Жиффар, Вега, Вильямс, Красный Вильямс, Черноморская Янтарная, Южанка, Нектарная, Славянка, Вербена, Лучистая, Бере Боск, Рассвет, гибрид 8520, Кильчу). Для оценки адаптационной устойчивости изучаемых сортов груши к стресс-факторам летнего периода (высоких температур и низкой влагообеспеченности) использовали комплекс физиологических и анатомо-морфологических показателей. Установлено, что изменение физиологических процессов влияет на анатомо-морфологическое строение листа. Дана оценка засухоустойчивости изучаемых сортов и гибридов по характеру изменения параметров водного режима. Определено, что водоудерживающая способность листовой пластинки у всех генотипов имеет высокую обратную зависимость (r= -0,77) от числа устьиц на нижнем эпидермисе листа. По количественному соотношению хлорофиллов a и b выделены сорта Бере Жиффар, Бере Боск и Черноморская янтарная, подтверждающие устойчивость пигментной системы к водному дефициту в наиболее засушливый период. Отмечена непрерывная модификация фотосинтетической функции листьев, связанная с продуктивностью и жизнеспособностью. Установлено, что влияние стрессовых погодных условий приводит к появлению у генотипа таких ксероморфных признаков, как усиленное развитие слоя палисадной паренхимы и уменьшение количества устьиц на единицу поверхности. Сорта Красный Вильямс, Черноморская янтарная, Вега и Рассвет выделены по комплексу вышеперечисленных признаков как наиболее адаптивные к абиотическим стресс-факторам летнего периода влажных субтропиков. Выявленные адаптивные особенности этих сортов позволят использовать их в селекции в качестве источников устойчивости к засухе.
В связи с изменением климата возникает необходимость совершенствования сортимента винограда, адаптированного к условиям юга России. Цель работы – выявить физиолого-биохимические показатели, связанные с формированием защитных реакций различных сортов винограда на действие стрессоров летнего периода, на основании их выделить адаптивные сорта для возделывания в Анапо-Таманской зоне Краснодарского края. Адаптационная устойчивость винограда к повышенным температурам достигалась увеличением содержания связанной воды и пролина. Установлено, что показатель отношения связанной воды к свободной, обуславливающий устойчивость к засухе у сортов Красностоп АЗОС, Кристалл, Зариф выше, чем у других изучаемых сортов и составлял к концу лета 5,23-5,24. У сортов Достойный, Красностоп АЗОС, Алиготе отмечены максимальные количества пролина (52,41-66,14 мкг/г сырого веса), задействованного в реализации стресс-протекторных механизмов. Адаптивные изменения водорастворимых белков и сахаров сыграли решающую роль в формировании высокотемпературной устойчивости в летний период. Минимальное снижение содержания растворимых белков (в 1,3 раз) в течение лета отмечено у сортов Достойный и Кристалл, свидетельствующее об их высокой адаптационной способности. У неустойчивого сорта Алиготе обнаружено максимальное снижение содержания растворимых белков к концу лета (в 3,4 раза). У сорта Зариф выявлены наименьшие изменения в содержании растворимых сахаров (уменьшение в 1,3 раза), свидетельствующие о повышенной адаптации к засушливым условиям. Установлено, что индукция защитных адаптационных механизмов более выражена у сортов Достойный, Красностоп АЗОС, Зариф, проявившими себя более адаптивными в сравнении с другими изучаемыми сортами в условиях летнего периода 2019-2020 гг.
Жасмоновая кислота и ее метиловый эфир проявляют различные физиологические и биохимические эффекты в широком спектре клеточных процессов растений. Однако достоверной доступной методики определения их массовой концентрации в сложных биологических объектах не существует. В качестве объектов исследования были свежие листья Hibiscus rosa-chinensis, Sansevieria, Juglans regia L., Morus, Vítis. Цель исследований заключалась в совершенствовании аналитической методики количественного определения массовой концентрации жасмоновой кислоты и метилжасмоната, разработке условий подготовки проб для анализа. Для выполнения работы использованы анализатор капиллярный ионный электрофоретический «Капель 104Т», хроматограф газовый «Кристалл 2000М», газовый хроматомасс-спектрометр GC-MS Perkin Elmer Clarus 600T. Проведено апробирование методики капиллярного электрофореза и капиллярной газовой хроматографии для количественного определения метилжасмоната. Установлена непригодность метода капиллярного электрофореза для прямого определения метилжасмонта и показана возможность определения метилжасмоната после экстракции гексаном методом капиллярной газовой хроматографии. Применено повышенное дозирование пробы гексанового экстракта в хроматограф, позволившее достичь необходимого уровня чувствительности анализа. Показано применение метода ГХ-МС для идентификации метилжасмоната в гексановом экстракте листьев с порогом чувствительности 0,01 мг/дм3 . Экспериментально найдены условия гидролиза растительных образцов – время экспозиции и концентрация калийной щелочи. Для последующего количественного определения жасмоновой кислоты использован метод капиллярного электрофореза, применен электролит на основе борной кислоты. Полнота гидролиза эфиров жасмоновой кислоты проверена на растворах метилжасмоната. Получены данные по содержанию метилжасмоната и жасмоновой кислоты в биологических объектах.