Physiological and biochemical mechanisms of adaptation to low-temperature stresses of grape varieties of different ecogeographical origin

The purpose of present studies is to reveal the physiological and biochemical patterns of adaptation of grape varieties of different ecological and geographical origin to low-temperature stress on the basis of proteomic, enzymatic and metabolic evaluation of genotype expression. The research was carried out on technical varieties of grapes Barkhatny, Dzhemete, Dostoyny, Krasnostop Azos, Kristall and Riesling of Rhine in the ampelographic collection of the Anapa zonal experimental station of viticulture and winemaking, in the center of collective use of the Instrument and Analytical Laboratory of the Physiology and Biochemistry of Plants of North-Caucasian federal scientifi c center of horticulture, viticulture, winemaking. As result of studying the proteins of cold stress, the activity of the enzyme peroxidase was determined and it was established that the protein complex with peroxidase activity in the studied grape varieties is represented by proteins with a molecular weight of 250, 240, 150, 140, 100, 90, 75, 70, 50, 40 and 30 kDa. The physiological and biochemical patterns of adaptation of grape varieties of different ecological and geographical origin to the abiotic stressors of the winter and summer periods were determined on the basis of proteomic, enzymatic and metabolic evaluation of genotype expression. Specifi c proteins of cold and high-temperature stress with peroxidic activity of resistance of grape varieties of different eco-geographical origin to abiotic stressors of winter and summer periods were singled out. The amount and molecular weight of proteins of cold and high-temperature stresses, activity and isoenzyme composition of peroxidase of grape varieties of various ecological and geographical origin, resistant to a complex of abiotic factors of winter and summer periods were determined. Physiological and biochemical regularities in the formation of resistance of grape varieties of different ecological and geographical origin to low-temperature and high-temperature stresses based on proteomic, enzymatic and metabolic evaluation of genotype expression have been established.

виноград, сорт, эколого-географическое происхождежние, физиолого-биохимические особенности, белок, grape, variety, eco-geographical origin, physiological and biohemical features, protein

1. Özkan Kayа, Cafer Köse. Determination of resistance to low temperatures of winter buds on lateral shoot present in Karaerik (Vitis vinifera L.) grape cultivar // Acta Physiologiae Plantarum, 2017. - 39:209. - pp. 255-256.

2. Wan Y, Schwaninger H, Li D., Simon C., Wang Y., He P. The eco-geographic distribution of wild grape germplasm in China // VITIS, 2008. - № 47(2). - pp. 77-79.

3. Weirong Xu, Ruimin Li, Ningbo Zhang, Fuli Ma, Yuntong Jiao, Zhenping Wang. Transcriptome profi ling of Vitis amurensis, an extremely cold-tolerant Chinese wild Vitis species, reveals candidate genes and events that potentially connected to cold stress // Plant Molecular Biology, 2014. - Volume 86. - pp. 527-541.

4. Методика государственного сортоиспытания сельскохозяйственных культур. - М.: Колос, 1970. - Вып. 5. - 159 с.

5. Кушнеренко М.Д., Печерская С.Н. Физиология водообмена и засухоустойчивости растений. - Кишинев: Штиинца, 1991. - 306 с.

6. Воробьев Н. В. Определение содержания сахарозы, фруктозы и глюкозы в растительных тканях с помощью антронового реактива // Бюллетень НТИ ВНИИ риса. - Краснодар, 1985. - Вып. 33. - С. 11-13.

7. Захарова М. В., Ильина И. А., Киселева Г. К., Лифар Г. В., Якуба Ю. Ф. Методика определения массовой концентрации винной, яблочной, янтарной, лимонной кислот с применением капиллярного электрофореза // Методическое и аналитическое обеспечение исследований по садоводству: сб. науч. тр. - Краснодар: ГНУ СКЗНИИСиВ, 2010. - С. 283-288.

8. Якуба Ю. Ф., Ильина И. А., Киселева Г. К., Захарова М. В., Лифарь Г. В. Методика определения массовой концентрации аскорбиновой, хлорогеновой и кофейной кислот в побегах и листьях плодовых культур и винограда с применением капиллярного электрофореза // В кн. «Современные инструментально-аналитические методы исследования плодовых культур и винограда»: учеб.-метод. пособие. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2015. - С. 68-73.

9. Якуба Ю. Ф., Ильина И. А., Киселева Г. К., Захарова М. В., Лифарь Г. В. Методика определения массовой концентрации катионов аммония, калия, натрия, магния, кальция в побегах и листьях плодовых культур и винограда с применением капиллярного электрофореза // В кн. «Современные инструментально-аналитические методы исследования плодовых культур и винограда»: учеб.-метод. пособие. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2015. - С. 62-67.

10. Якуба Ю. Ф., Ильина И. А., Киселева Г. К., Захарова М. В., Лифарь Г. В. Методика определения массовой концентрации свободных аминокислот в побегах и листьях плодовых культур и винограда с применением капиллярного электрофореза // В кн. «Современные инструментально-аналитические методы исследования плодовых культур и винограда»: учеб.-метод. пособие. - Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2015. - С. 80-86.

11. Диагностика устойчивости растений к стрессовым воздействиям (методическое руководство) / Под редакцией Удовенко Г. В. - Л.: Всесоюзный НИИ растениеводства, 1988. - С. 164-165.

12. Ненько Н. И., Ильина И. А., Воробьева Т. Н. и др. Современные инструментально-аналитические методы исследования плодовых культур и винограда: учеб.-метод. пособие / под общ. ред. Н. И. Ненько. Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2015. - С. 16-18.

13. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта. - М.: Колос, 1979. - 415 с.