Морозостойкость сортов винограда различного эколого­-географического происхождения

В последние годы вопросы адаптивности сортов винограда в нестабильных климатических условиях южного региона России приобретают особую значимость в связи с тем, что на фоне увеличивающейся среднегодовой температуры воздуха, в том числе высоких температур в период зимнего покоя растений, отмечаются резкие  перепады, сопровождающиеся низкотемпературными стрессами. Это вызывает значительные повреж­дения генеративных и вегетативных органов виноградного куста. Для выделения морозостойких генотипов винограда большое значение имеют физиолого-биохимические исследования процессов, протекающих в вино­градном растении. В статье представлены результаты исследований, связанных с изучением морозостойкости различных сортов винограда по динамике изменения содержания крахмала, растворимых сахаров, абсцизовой кислоты, ионов калия в коре и почках растения. Объектами исследований были  сорта винограда (межвидовые гибриды) европейско-американского происхождения — Достойный, Красностоп, Восторг; западноевропейского происхождения — Алиготе; восточноевропейского происхождения — Зариф; евро-амуро-американского проис­хождения — Кристалл. Цель работы — в течение зимнего периода изучить сорта винограда различного эколого­-географического происхождения по физиолого-биохимическим показателям, на основании которых выделить наиболее морозостойкие генотипы.  По результатам исследований выделены морозотойкие сорта винограда Красностоп и Восторг. Физиолого-биохимическими методами исследований  выявлено, что  у сортов винограда Красностоп, Восторг важный вклад в процессы адаптации к низким температурам вносит гидролиз крахмала с образованием водорастворимых сахаров. Установлено, что их содержание увеличилось в 2,7-2,9 раз. Выявлено, что у сортов винограда Красностоп и Зариф в течение зимнего периода содержание осмопротектора сахарозы возрастает в 4,7 и 6,6 раз. У всех сортов винограда отмечено  снижение содержания абсцизовой кислоты в связи с исполнением защитных функций. Сорт Алиготе выделен как неустойчивый на основании отмеченного уве­личения в 2,3 раза ионов калия в вытяжке из промороженных клеток коры. Проведенные исследования дают возможность утверждать, что вышеперечисленные физиолого-биохимические показатели можно использовать в качестве диагностических критериев оценки морозоустойчивости сортов винограда.

1. Ларькина М. Д., Дергачёв Д. В., Петров В. С., Панкин М. И., Марморштейн А. А. Фенологические циклы у тех­нического сорта Монарх в нестабильных погодных условиях Юга России. Плодоводство и виноградарство Юга России. 2020;63(3):37-41. DOI: 10.30679/2219-5335-2020-3-63-60-73. [Larkina М. D., Dergachev D. V., Petrov V. S., Pankin M. I., Marmorshtein A. A. Phenological cycles in the technical variety Monarkh in unstable weather conditions of the South of Russia, Plodovodstvo i vinogradarstvo Yuga Rossii. 2020;63(3):37-41. DOI: 10.30679/2219-5335-2020-3-63-60-73. (In Russ.)]

2. Ненько H. И., Ильина И. А., Петров В. С., Кудряшо­ва В. В., Запорожец H. М., Схаляхо Т. В. Формирование адаптационной устойчивости растений винограда в осенне­-зимний период. Сельскохозяйственная Биология. 2014;3:92-99. [Nenko N. I., Ilyina I. A., Petrov V. S., Kudryashova V. V., Zaporozhets N. M., Shalyakho T. V. Formation of adaptiveresistance of grape plants in the autumn-winter period, Sel'skokhozyaystvennaya biologiya. 2014;3:92-99. (In Russ.)]

3. Grant T. N. L., Dami I. E. Physiological and Biochemical Seasonal Changes in Vitis Genotypes with Contrasting Freezing Tolerance. American Journal of Enology and Viticulture. 2015;66:195-203. DOI: 10.5344/ajev.2014.14101

4. Antivilo F. G., Paz R. C., Echeverria M., Keller M. Thermal history parameters drive changes in physiology and cold hardiness of young grapevine plants during winter. Agricultural and Forest Meteorology. 2018;262(15):227-236. DOI:10.1016/j.0agrformet.2018.07.017

5. Колупаев Ю. E., Горелова E. И., Ястреб T. О. Механизмы адаптации растений к гипотермии: роль антиоксидантной системы. Віснйк Харківського національного аграрного універсйтету. Серія Біологія. 2018;1(43):6-33. [Kolupaev Yu. E., Gorelova E. I., Yastreb T. O. The mechanisms of plant adaptation to hypothermia: the role of the antioxidant system. Visnyk Kharkivs'kogo natsional'nogo agrarnogo universytetu. Seriya biologiya. 2018;1(43):6-33. (In Russ.)]

6. Kose C., Kaya O. Determination of resistance to low temperatures of winter buds according to position in Karaerik (V. vinifera L.) grape cultivar. International Journal of Scientific and Research Publications. 2017;7(4):64-68. DOI: 10.1007/s11738-017-2513-7

7. Kaya O. Bud Death and Its Relationship with Lateral Shoot, Water Content and Soluble Carbohydrates in Four Grapevine Cultivars Following Winter Cold. Erwerbs-Obstbau. 2020;62 (1):43-50. DOI: 10.1007/s10341-020-00495-w

8. Rende M., Kose C., Kaya O. An assessment of the relation between cold-hardiness and biochemical contents of winter buds of grapevine cv. ’Karaerik’ in acclimation-hardening-deacclimation phases, Mitteilungen Klosterneuburg, Rebe und Wein. Obstbau und Fruchteverwertung. 2018;68(2):67-81.

9. Koussa T., Rifai L. A., Cherrad M. Annual variations pfalpha-amylase and invertases activities in buds and internodes of grapevines and their relation with carbohydrates and abscisic acid Journal international des sciences de la vigne et du vin. 2005;39(3):129-136. DOI: 10.20870/oeno-one.2005.39.3.894

10. Karimi R. Potassium-induced freezing tolerance is associated with endogenous abscisic acid, polyamines and solublesugars changes in gtrapevine. Scientia Horticulturae. 2017;215:184-194. DOI: 10.1016/j.scienta.2016.12.018

11. Ershadi A., Karimi R., Naderi K. M. Freezing tolerance and its relationship with soluble carbohydrates, proline and water content in 12 grapevine cultivars. Acta physiologiae plantarum. 2016;38 (2):1-10. DOI: 10.1007/s11738-015-2021-6

12. Палта Дж. П., Ли П. X. Свойства клеточных мембран в связи с повреждениями при замерзании: Холодоустойчи­вость растений. Пер. с англ. М.: Колос, 1983, p. 79-96. [Palta J. P., Lee P. H. Properties of cell membranes in connection with damage during freezing: Cold resistance of plants. Trans. from English. Moscow: Kolos, 1983, p. 79-96. (In Russ.)]

13. Jiao L., Zhang Y., Lu J. Overexpression of a stress-responsive U-box protein gene VaPUB affects the accumulation of resistance related proteins in Vitis vinifera 'Thompson Seedless'. Plant Physiology and Biochemistry. 2017;112:53-36. DOI: 10.1016/j.plaphy. 2016.12.019

14. Воробьев H. В. Определение содержания сахарозы, фруктозы и глюкозы в растительных тканях с помощью антронового реактива. Бюллетень НТИ ВНИИ риса. 1985;33:11-13. [Vorobiev N. V. Determination of the content of sucrose, fructose and glucose in plant tissues using an anthrone reagent. Byulleten' NTI VNII risa. 1985;33:11-13. (In Russ.)]

15. Ненько H. И., Ильина И. А., Воробьева T. H. и др. Со­временные инструментально-аналитические методы исследо­вания плодовых культур и винограда: учебно-метод. пособие для высшей школы. Краснодар: СКЗНИИСиВ, 2015, 115 с. [Nenko N. I., Ilyina I. A., Vorobieva T. N. et al. Modern instrumental and analytical methods for the study of fruit crops and grapes: a manual for higher education. Krasnodar: SKZNIISiV 2015, 115 p. (In Russ.)]

16. Доспехов Б. А. Методика полевого опыта: учебник для высших сельхоз. учеб. заведений. М.:Колос, 2014, 351 с. [Dospekhov B. A. Field experiment methodology. Moscow: Kolos. 1985, 351 p. (In Russ.)]

17. Chen, K., Li, G. J., Bressan, R. A., Song, C. P., Zhu, J. K., Zhao, Y. Abscisic acid dynamics, signaling, and functions in plants. Journal of Integrative Plant Biology. 2020;62(1):25-54. DOI:10.1111/jipb.12899