Фізіологія винограду - Стійкість винограду до шкідників і хвороб

Найбільш небезпечними грибковими захворюваннями винограду є мілдью (викликається Plasmopara viticold), оїдіум (викликається Uncinula necator) і філоксера виноградної попелиці (Phylloxera vastatrix), завезені в Європу з Північної Америки в другій половині минулого століття. Швидко поширившись по виноградниках європейських країн, вони стали завдавати великої шкоди, так як культивовані в Європі сорти винограду, що відносяться до виду Vitis vinifera, виявилися абсолютно нестійкими до цих хвороб і шкідників. Природно, почалися пошуки стійких форм. Дикі американські сорти винограду виявилися стійкими до філоксери, мілдью та оїдіуму.
А. М. Негрул (1959) пояснює стійкість диких американських видів і нестійкість європейських сортів винограду їх філогенетичним положенням. Філоксера, мілдью та оїдіум походять з південно-східної частини Північної Америки, де вони пристосувалися харчуватися виноградом. В результаті тривалої еволюції при постійному контакті паразити і виноград взаємно адаптувалися і змінювалися, чому сприяли сприятливі умови навколишнього середовища.

Коріння і листя всіх сортів винограду роду Vitis, які культивуються на виноградниках, уражаються філоксерою. За відомою двадцятибальною шкалою Раваза і Віала стійкість окремих видів до філоксери оцінюють так: американський вид V. rupestris - 19,5 бала, V. riparia - 19 балів, V. solonis, V. berlandieri - 15 балів, V. labrusca - 5 балів, європейські сорти V. vinifera - 0-1 бал.

Європейські сорти винограду мають високу якість плодів, але вони нестійкі до філоксери. Деякі з них, наприклад Ркацителі, Мцване, Серексія, Грецька рожева та ін., можуть довше протистояти шкідливій дії філоксери, ніж Шасла, Сапераві, Мускат білий. Аліготе та ін. У європейських сортів винограду філоксера сильно пошкоджує коріння, яке в місцях ураження відмирає і загниває. В результаті кущі пригнічуються або гинуть. На листках європейських сортів під впливом усіх біотипів філоксери утворюються некрози (некротичні плями, «блюдця», стерильні галли). У зонах суцільного зараження філоксерою європейські сорти винограду прищеплюють на стійкі до філоксери підщепи.
Для одержання стійких до філоксери підщеп шляхом гібридизації використовують американські види V. riparia, V. rupestris, V. solonis, V. berlandieri. Вони стійкі до філоксери, але в їжу їх плоди не придатні. Коріння згаданого виду уражаються філоксерою, але на них відбувається повне загоєння пошкодженої тканини. Тому коріння продовжують нормально функціонувати і кущі добре розвиваються. На листках американських видів і їх гібридів філоксера не завжди викликає утворення галлів.
У 20-30-х роках нашого століття в Західній Європі точилася велика дискусія. Це почалося з роботи Бернера (1914, 1923, 1924, 1925), який стверджував, що в Європі існують дві раси філоксери, північна (Phylloxera vastatrix) і південна (Phylloxera vitifolii). Північна раса, поширена в Німеччині, не атакувала листя та коріння деяких сортів американських видів у Лотарингії, тоді як південна раса це робила. Дані Бернера зустріли заперечення ряду вчених, які торкалися головним чином питання константності цих рас (Grassi, 1924; Topi, 1929; Schneider-Orelli, Stellwaag, 1924).
Дискусія дала початок ряду нових досліджень, які висвітлили біологію та особливо екологію філоксери та її здатність інфікувати листя американських видів. На великій кількості прикладів було показано, що залежно від екології та умов харчування вірулентність філоксери може змінюватися, що ставить під сумнів існування бернерських рас як константних форм. У західноєвропейських виноградниках спостерігалася втрата вірулентності філоксери, яка тривалий час живилася на європейських сортах винограду. Така філоксера втратила здатність вражати листя і коріння американських видів. Маршалл (1923) припускає, що Phylloxera Ph. vastatrix, яка не вразила деякі сорти американських видів, є потомством особин, які багато років розмножувалися на європейських сортах без участі статевих поколінь. Я. І. Принц (1937) спостерігав таке ж явище в Кахетії та Азербайджані.
На півдні Одеської області на листках сорту Rupestris du Lot, що належить до V. rupestris, місцевий біотип філоксери не утворює галлів, але філоксера, занесена з району м. Могилева-Подільського, викликає галлоутворення на всіх уражених нею рослинах. Н.Н. Троїцький (1932) повідомляє, що галли на листках Rupestris du Lo добре розвиваються при зараженні місцевими біотипами в Туапсе, Кахетії і на Сакарській дослідній станції. Зі сказаного вище можна зробити висновок, що філоксера має раси, що відрізняються за вірулентністю, і селекціонери повинні враховувати цей факт при створенні стійких до філоксери сортів винограду.
Першу роботу про причину стійкості винограду до філоксери опублікував Мілларде (1898). Показано, що в коренях американських стійких видів тканини, уражені філоксерою, розділені шаром суберизованих клітин. Відшаровуються лише кілька шарів клітин флоеми і після їх відділення корінь залишається абсолютно здоровим. У нестійких європейських сортів винограду не утворюється шар пробкових клітин, що відшаровується, і тканини кореня відмирають на велику глибину, після чого починають гнити. Теорія Мілларде знайшла загальне визнання, але вона не пояснювала причин утворення пробкового шару і не вирішувала питання про сприйнятливість листя до філоксери.
У 1919 році Мольц (1919) опублікував статтю, в якій стверджував, що стійкі до філоксери виноградні лози мають високу кислотність клітинного соку. При перевірці виявилося, що такого корелятивного зв'язку не існує.
Ряд авторів пов'язують стійкість до філоксери з особливою анатомічною будовою коренів (Abesadzch et al., 1930; Kiskin, 1957; Berner, 1942). Однак подібні дослідження не виявили причини утворення галлів чи некрозу на листках, крім того, на багаторічних коренях помічено анатомічні відмінності між коренями стійких і нестійких сортів винограду, а на волокнистих коренях первинної структури – не виявлено. Незважаючи на це, мичкуваті корені залишаються живими при ураженні філоксерою стійких американських видів, але гинуть у нестійких сортів (Зотов, 1955).
Я. І. Принц (1951, 1965) і А. В. Благовіщенський (1945, 1950) висунули фенольну теорію стійкості винограду до філоксери. Вони стверджують, що філоксера не може харчуватися сортами, що містять багато фенолів, оскільки вони інактивують протеолітичний фермент слини.

А. В. Благовіщенський (1950) припустив, що цей протеолітичний фермент відноситься до групи катепсинов. Хінони, що утворюються при окисленні флавонів і фенолів, діють як окислювачі на активну катепсію, переводячи її в неактивний стан, внаслідок чого філоксера позбавляється можливості харчуватися продуктами глибокого розпаду білка. Проте філоксера живиться і нормально розмножується на коренях стійких американських видів протягом усього вегетаційного періоду. Цього не могло статися, якби ферменти в її слині були інактивовані.
Дослідження В.В. Зотов і Т.І. Соколовська (1959) показала, що найбільше фенолів міститься в сорті Сапераві, найбільш сприйнятливому до філоксери, і що коренеплоди різного віку містять різну кількість фенолів, а в мочкуватих коренеплодах вони практично відсутні. Виходячи з вищесказаного, можна зробити висновок, що початкова кількість фенолів, які містяться в коренях, не може бути причиною стійкості філоксери.
F. Slellwaag-Kittler (1955) повідомив, що, за його спостереженнями, здатність філоксери вражати мичкуваті корені залежить від довжини кореневого чохлика. За його словами, філоксера вводить тільки над кореневим чохликом, довжина якого змінюється залежно від сорту та ґрунтових умов. Коріння сортів з короткою шапкою сприйнятливі, а з довгою – стійкі до кореневої форми філоксери. В.В. Зотов зауважив, що філоксера проникає через кореневий чохлик, причому його довжина, мабуть, не грає великої ролі, оскільки на різних ґрунтах України, Молдови та Грузії кореневі галли у великій кількості утворюються на волокнистих коренях європейських сортів винограду та американських видів.
Андерс (1960) вважає, що деякі вільні амінокислоти в слині філоксери можуть стимулювати утворення галлів на листі винограду. У зв'язку з цим Генке (Nepke, 1963) пов'язує резистентність до філоксери зі здатністю тканини листя винограду дезамінувати амінокислоти слини філоксери, внаслідок чого не можуть розвиватися галли. О. Генке вважає, що інтенсивність дезамінування амінокислот залежить від кількості хінонів, що утворюються в результаті окислення фенолів поліфенолоксидазою, які потім дезамінують амінокислоти слини філоксери. Генке взяв для аналізу листові кола діаметром 1 см, отже, листя були великі. Філоксера може спровокувати утворення галлів, якщо вона проникає в верхівковий листок, який ще не повністю розкрився. Так, О. Генке вивчав тканини листка у віці, в якому вони не можуть бути використані для вивчення специфічної реакції на пошкодження філоксерою.

Крім того, цей автор не вивчав відповідь у коренях. Між тим, добре відомо, що галли утворюються на волокнистих коренях як філоксеростійких, так і нефілоксерозостійких сортів винограду.
Вивчення явища філоксеростійкості ізольовано на коренях і листках може привести до викривлених уявлень про філоксеростійкість куща винограду в цілому. Насправді так і сталося. Ряд вчених (Бернер, 1933; Троїцький, 1929; Принц, 1951, 1965 та ін.), Спостерігаючи утворення звичайних галлів на листках американських сортів винограду і некрозів на європейських сортах, протиставляли нестійкість листя до філоксери стійкості коренів. Безсумнівно, що правильне уявлення про стійкість до філоксери можна отримати лише за умови вивчення цього явища на всьому кущі, а не на окремих його органах.
Морфологічні зміни коренів і листя, спричинені філоксерою, виражаються наступним чином. На волокнистих коренях філоксера впроваджується біля меристеми в тому місці, де закінчується диференціювання клітин і починається подовження клітин. Після цього на мочці утворюється потовщення, тобто корінний жолоб із заглибленням у місці прикріплення філоксери.
У стійкого сорту після утворення кореневої галли мочка продовжує нормальний ріст (рис. 86, 2) і зберігає нормальну товщину. При подальшому зростанні на ньому може утворитися ще кілька кореневих галов, схожих на нанизані на шнур намиста. Розгалуження мичкоподібного кореня триває нормально. Кореневі галли вкриваються нагрубою покривною тканиною, залишаються живими протягом вегетаційного періоду і зимують. Навесні клітини, що утворюють пухлину, відшаровуються, але корінь залишається живим. Відмирати можуть лише ті кореневі галли, які утворилися на часточках, які припиняють ріст і відмирають природним шляхом, незалежно від того, мають вони кореневу галу чи ні.
У нестійкого різновиду припиняється ріст мочки, на якій утворився кореневий галл (мал. 86, 3). Верхівка кореневої галли в 2-2,5 рази товщі за звичайну мочку. Розгалуження волокнистих коренів стає ненормальним і потворним. Кореневі галли нестійких сортів незабаром гинуть. У сорту Шасла їх масова загибель настає на 45-60-й день. Окремі екземпляри рано чи пізно гинуть. До осені більшість мичкуватих коренів, на яких утворилися коренеплоди, відмирає, а кущі відчувають нестачу вологи, навіть якщо її в грунті достатньо. В осінньо-зимовий період усі пізно утворені кореневі галли відмирають.

Рис. 86. Утворення галлів на коренях винограду внаслідок зараження філоксерою:
1 - здоровий мочкуватий корінь винограду; 2 — галли на коренях стійкого сорту Riparia X Rupestris 101-14; 3 - галли на коренях нестійкого сорту Шасла

На здерев'янілих коренях утворюються пухлини (туберозити), які за розміром і формою відповідають колонії філоксери. У міру зростання колонії збільшується і розмір пухлини. На стійких сортах пухлини малопомітні; пізньої осені або пізньої весни наступного року вони легко очищаються, і під ними виявляється молода покривна тканина. На нестійких різновидах пухлини набряклі, на початку захворювання мають білуватий колір і покривна тканина під ними або не утворюється, або сформована частково. До осені або весни наступного року на цих місцях відкриваються незагойні або частково загоюються рани.
Звичайні листові галли утворюються на листках стійких сортів американських видів. Їх викликають вилупилися личинки першого віку, які піднімаються на верхівку пагона і роблять укол на молодому, не повністю розкритому листі з верхньої сторони листкової пластинки. Навколо місця присмоктування філоксери починає розростатися тканина і через 10-12 днів утворюється звичайний гал (мал. 87, г). На 12-14-й день філоксера, що присмокталася до жовчного міхура, починає відкладати яйця. Одна особина може відкласти до 500 яєць, після чого гине (природним шляхом). Жовчна тканина залишається живою до опадання листя.
На листках нестійких до філоксери європейських сортів у місцях ін’єкцій утворюються некрози: некротичні плями, «блюдця» і стерильні галли з омертвілою тканиною в центрі (рис. 87, а, б, в). Утворення жовчі припиняється, тому що разом із відмиранням тканини гине філоксера і припиняється дія її слини. На 7-10-й день після початку відмирання тканини з'являється некротична пляма, через 10-12 днів - «блюдце». Якщо відмирання тканин починається пізніше 12-14 днів після досягнення філоксерою віку дорослої самки, утворюється стерильний галл. Стерильні галли відрізняються від звичайних тим, що в них немає філоксери, вони дрібніші і мають загострене, підрум’янене «дно».

Рис. 87. Ураження філоксерою листя нестійких європейських сортів (а, б, в) і стійких американських (г) сортів винограду: а — некротична плямистість, б — «блюдце»; в - стерильний жовч; г - нормальний жовч

У рідкісних випадках на листках окремих кущів європейських сортів можуть утворюватися галли, які за своїми характеристиками близькі до звичайних. Філоксера живе в них довше (до 20-25 днів) і встигає відкласти невелику кількість яєць, але потім гине, так як тканина навколо місця її присмоктування відмирає, відбувається некроз і виходить стерильний галл пізнього утворення. Оскільки такі явища спостерігаються на окремих кущах і окремих пагонах, ми пов'язуємо їх з процесом клонування. Є вказівки, що галли розвиваються і на листках європейських сортів, що ростуть у теплицях, але вони стерильні, різного типу, серед них є й близькі до норми. Крім того, на листках кущів, що ростуть в теплицях, одночасно з галлами утворюються блюдця.

Філоксера – сисна комаха, що відноситься до підряду попелиць. Патологічні зміни в органах винограду, викликані філоксерою, відбуваються під впливом його слини. Колючий апарат філоксери складається з чотирьох щетинок, які він попарно згортає, утворюючи дві капілярні трубки. По одному з них він вводить слину, по іншому всмоктує готові до всмоктування поживні розчини, утворені позакишковим травленням. Таким чином, вплив слини на клітини уражених тканин спрямований на перетворення їх вмісту в живильний субстрат. Швидкий ріст галлової тканини пов'язаний з тим, що улюбленим місцем ін'єкції філоксери є тканина біля меристеми швидкозростаючих органів, багата на РНК, до якої забезпечується постійний потужний приплив пластичних речовин: кінчики волокнистих коренів, перший апікальний листок, здерев'янілі коріння біля камбію.
Деякі автори вважають (Prince, 1965), що при філоксері позакишкове травлення настільки досконале, що підготовлений живильний субстрат повністю всмоктується без залишку і тому кишечник при філоксері закритий.
Біохімічним властивостям слини філоксери присвячений ряд робіт, на підставі яких можна скласти уявлення про її вплив на уражені тканини винограду.
Бернер вважає, що слина філоксери містить тецидогенну речовину, яка стимулює утворення галлів. Якщо замість жовчі утворюється некроз, це пояснюється тим, що в тканинах містяться антитіла (антицидогенні речовини). Цвайгельт (1941) заперечує наявність стимуляторів у слині філоксери і вважає, що його дія активує комплекс речовин, що містяться в клітинах уражених тканин, стимулюючи їх ріст. Цвайгельт розглядає утворення галлів як активну захисну реакцію.
Клафт (1951) і Гопп (Норр, 1955) виявили в слині філоксери стимулятори росту, присутністю яких пояснюється утворення галлів на коренях і листках. Вони не встановили природу цих речовин, але підтвердили їх наявність дослідами з корінням крес-салату, які під впливом слини філоксери утворювали набряки. Крім того, вони наводять як доказ відомий факт про те, що ріст галлів припиняється, якщо видалити філоксеру, і тому приплив слини до ураженої тканини не відбувається.
Андерс (1960) встановив, що в слині філоксери немає ауксинів, але він знайшов у ній п'ять вільних амінокислот: триптофан, гістидин, лізин і, мабуть, глутамінову кислоту і валін. Ф. Андерс не безпідставно вважає, що вільні амінокислоти в слині філоксери відіграють роль збудника розростання тканин і утворення галлів. Особливо цікавою є присутність триптофану, який, як відомо, є попередником ауксинів.
Слід зазначити, що Л. А. Собецький і М. А. Державіна (1963) виявили в слині філоксери до 16 вільних амінокислот. Цю розбіжність із результатами досліджень Ф. Андерса слід пояснити тим, що Л. А. Собецький і М. А. Державіна взяли для дослідження дорослу філоксеру, яка тривалий час живилася, а тому в екстракт потрапив не лише секрет слинних залоз, а й вміст травного тракту.
Б. А. Рубін, Є. В. Арціховська і Т. В. Денисова (1964), досліджуючи слину личинок філоксери, які ще не харчувалися, не знайшли в ній ІУК, але знайшли чотири амінокислоти - гієтидин, лізин, глутамінову кислоту і триптофан. Оскільки триптофан і гістидин є індольними сполуками, автори перевірили дію їх слабких розчинів на коріння саджанців винограду і отримали експериментальне утворення пухлин. На цій основі вони прийшли до висновку, що гістидин і триптофан беруть участь в активації процесів росту в тканинах винограду, уражених філоксерою.
Встановлено, що слина філоксери містить дуже активні протеолітичні ферменти і амілазу (Зотов, 1955), які розщеплюють відповідно білки і крохмаль. За допомогою гістохімічних досліджень було також показано, що РНК в клітинах руйнується в місці прямого присмоктування філоксери (Зотов, 1964). Це свідчить про те, що слина філоксери містить активну рибонуклеазу.
Наявна в літературі інформація про біохімічні властивості слини філоксери не така велика, як хотілося б, але вже відомо дає достатньо підстав для висновку про подвійну дію слини філоксери на тканини винограду. З одного боку, за допомогою гідролітичних ферментів деполімеризує складні сполуки, перетворюючи вміст клітин на живильний субстрат, а з іншого боку, надає стимулюючу дію на процеси росту. Це підтверджується тим, що пухлинні клітини відрізняються за спрямованістю біохімічних процесів (Зотов, 1964; Арціховська, Денисова, 1966). У місці присмоктування філоксери виникає зона, в якій переважають процеси гідролізу вмісту клітин (зона гідролізу), а в сусідніх клітинах переважають процеси синтезу (зона синтезу). Ці зони легко виявляються при фарбуванні препаратів йодом для виявлення крохмалю, місця утворення якого служать індикатором, що показує зони переважання процесів полімеризації (Зотов, 1964; Зотов, Светлякова, Соколовська та ін., 1966). Розвиток хвороби, як на листках, так і на коренях, залежить від стійкості сорту.
За резистентності в кореневих галах навколо зони гідролізу утворюється зона синтезу (мал. 88). Пізньої осені або ранньою весною біля ентодерми і по краях жовчної тканини з'являється фелоген, який злущує пухлинні клітини, а корінь залишається живим. У нестійкого сорту зона синтезу утворюється дуже слабо або зовсім відсутня, а наприкінці другого місяця галли гинуть разом із волокнистими корінцями, на яких вони утворилися. Кущі втрачають всмоктувальні корені.
На здерев'янілих коренях стійкого до філоксери сорту під зоною гідролізу незабаром з'являється зона синтезу. При їх розрізі утворюється шар клітин, збагачений РНК; вони починають ділитися і виходить фелоген, що відшаровує невеликі ділянки ураженої тканини. Відбувається ніби самовилікування. На нестійких до філоксери сортах зона гідролізу поширюється на всю товщу лубу і вглиб деревини. Фелоген не утворюється, а на коренях з’являються великі відкриті рани, де відбувається ураження філоксерою.
У тканинах листків, уражених філоксерою, спостерігається те ж, що і в коренях. На листках стійких сортів викликає розвиток звичайних галлів. У них навколо зони гідролізу виникає зона синтезу, тобто розвивається синтетичний напрямок обміну. Жовчна тканина залишається живою до опадання листя. У листках нестійкого сорту зона синтезу навколо зони гідролізу не утворюється. На 7-12 добу уражена тканина відмирає і формується некроз.
Такі відмінності у реакції стійких і нестійких сортів винограду визначаються інтенсивністю і спрямованістю біохімічних процесів, що відбуваються в тканинах рослин у відповідь на потрапляння в них слини філоксери.

Рис. 88. Анатомічні зміни коренів і листя стійких (А) (Riparia X Rupestris 101-14) і нестійких (Б) (Chasselas) сортів, уражених філоксерою:
1 - кореневі галли; 2 - здерев'янілі корені (у стійкого сорту видно відшарування тканин; у нестійкого сорту - відмирання); 3 - листки (у стійкого сорту утворюється нормальний галл, у нестійкого сорту відмирає тканина і утворюються некрози різного типу); а - зони гідролізу (місце присмоктування філоксери); б - зона синтезу; в—зона розтягування; г — шар клітин, багатих на РНК; 1 - феллоген, ОМ - залишкова меристема

Про ці зміни можна судити по накопиченню в тканині жовчного міхура комплексних сполук, які синтезуються у стійких сортів значно більше, ніж у нестійких (Зотов, 1964) (табл. 119).

Таблиця 119
Вміст полімерних сполук у здорових мочках і коренеплодах (в мг на 1 г сировини)

Про інтенсивність синтезу в кореневих галах можна судити по накопиченню сухих речовин. Здорові частки містять близько 100 мг сухої речовини на 1 г вологої речовини. У коренеплодах нестійкого сорту Шасла до кінця четвертої декади від початку ураження накопичується до 135-185 мг сухої речовини. Однак згодом їх накопичення припиняється, і кореневі галли незабаром гинуть. Збільшення кількості сухої речовини в коренеплодах стійкого сорту Ріпарія Х Рупестріс 101-14 триває протягом усього вегетаційного періоду. До кінця вегетації вони містять 240-280 мг сухої речовини, а галли залишаються живими (Зотов, 1964).

Білковий обмін, який є центральним процесом життєдіяльності клітини, безумовно, лежить в основі всіх змін, що відбуваються в тканинах винограду, ураженого філоксерою. В даний час встановлено, що ДНК, РНК і білок складають єдину взаємопов'язану систему. Зміни білкового обміну в тканинах винограду, уражених філоксерою, пов'язані з порушенням обміну нуклеїнових кислот. Гістохімічні дослідження показали, що філоксера руйнує РНК в зоні гідролізу.
Як показали дослідження Р.І.Свєтлякової та ін. (1966) показали, що в 45-50-денних галлах нестійкого сорту Chasselas перед тим, як вони починають відмирати, вміст РНК залишається майже незмінним, а кількість ДНК подвоюється; співвідношення РНК і ДНК зменшується майже в 2 рази (табл. 120). У стійкого до філоксери сорту Ріпарія Х Рупестріс 101-14 при цьому вміст РНК у кореневих галлах збільшується в 3,5 раза, а ДНК — більш як у 1,5 раза. Співвідношення РНК до ДНК збільшується в 2 рази.
У переднекротичних плямах листя сорту Chasselas, за даними гістохімічних досліджень, знижується вміст РНК, оскільки в порожнині клітини, особливо в стовпчастій паренхімі, різко слабшає піронінофілія. Кількість ДНК не змінюється, тому що ядра залишаються незмінними за розміром, забарвлюються метиловим зеленим і дають Фельген-позитивну реакцію. Треба мати на увазі, що співвідношення РНК до ДНК стає менше, ніж у здорових клітинах. При цьому в листових галлах сорту Riparia X Rupestris 101-14 вміст РНК збільшується майже в 4 рази, а ДНК більш ніж у 1,5 рази. Співвідношення РНК до ДНК збільшується в 2,2 рази.

Таблиця 120
Вміст РНК і ДНК у здорових і уражених філоксерою листках (в мг на 100 см2 листової пластинки) і коренях винограду (в мг на 1 г вологої тканини)

* Пренекротичні плями мають невеликі розміри, тому їх досліджували тільки гістохімічно. При цьому відзначено зменшення РНК, але кількість ДНК не змінилася.

Так, в уражених тканинах винограду на одиницю ДНК у стійкого до філоксери сорту синтезується в 2 рази більше РНК, а у нестійкого — у 2 рази менше порівняно зі здоровою тканиною. Це безпосередньо пов'язано з особливостями біосинтезу білка в хворій тканині.
Різко змінюється амінокислотний склад білків у тканинах винограду, уражених філоксерою (табл. 121, 122).

Як видно з табл. 121 і 122, 18 амінокислот виявлено в кореневих білках, а 16 амінокислот — у білках листя.
Після ураження філоксерою вміст амінокислот у кореневих і листкових галлах стійкого до філоксери сорту Ріпарія Х Рупестріс 101-14 збільшується, але нерівномірно. Спостерігається навіть невелике зниження цистеїну і гідроксипроліну, а вміст триптофану залишається практично незмінним.

Таблиця 121
Співвідношення вмісту амінокислот у білках кореневої галли до білків у здорових бруньках
(за Соколовською, 1966)

Таблиця 122
Співвідношення вмісту амінокислот у білках листових галлів і переднекротичних плям до білків здорового листя
(за Соколовською, 1966)

Кількість інших амінокислот у білках кореневих галлів (табл. 121) збільшується в 2-4,5 рази. У цьому відношенні виділяються метіонін і гістидин. У листових галлах відмінності ще більш виражені, особливо на сьому добу зараження (табл. 122), і в цей період вміст амінокислот у білках зростає більше, ніж у 30-денних листкових галлах. Це свідчить про те, що у філоксеростійкого сорту особливо інтенсивно відбувається включення амінокислот у білки листкових галлів на початку захворювання. Наведені дані свідчать про те, що за стійкості до філоксери біосинтез білка посилюється в тканинах винограду, уражених філоксерою. Зміна співвідношення амінокислот у цих білках свідчить про кількісну зміну їх складу. Цілком ймовірно, також відбувається біосинтез специфічних білків, характерних тільки для тканин, уражених філоксерою.
У сорту Шасла, нестійкого до філоксери, спостерігається зниження інтенсивності включення амінокислот у білки в уражених тканинах листків і коренів (табл. 121, 122). Вже в 15-денних галлах значно знижується вміст цистеїну, триптофану, метіоніну, гідроксипроліну і тирозину. Кількість лізину, гліцину та аланіну залишається майже незмінною, а вміст інших амінокислот збільшується в 1,5-2 рази. Але вже в 45-50-денних галлах, перед настанням загибелі, починає припинятися включення амінокислот в білки: цистеїну, триптофану, метіоніну і гідроксипроліну в білках в цей період хвороби не виявлено, і лише кількість гістидину, аргініну, аспарагінової кислоти, серину і валіну залишається близькою до норми (табл. 121). У переднекротичних плямах на сьому добу вміст амінокислот у білках становить лише 0,2-0,6 від норми, а триптофан і метіонін не виявляються зовсім (табл. 122). Припинення включення деяких амінокислот до складу білків уражених тканин сорту, нестійкого до філоксери, свідчить про те, що на певному етапі захворювання не відбувається біосинтез ряду білків, у тому числі каталітичних.
Прикладом білкового ферменту, біосинтез якого припиняється, є цитохромоксидаза. Є.В. Арциховська і Т. В. Денисова (1966) спостерігали, що в галах сорту Chasselas, нестійкого до філоксери, різко падає активність цитохромоксидази, і до початку відмирання ураженої тканини цей фермент взагалі не виявляється в галах. У той же час у тканині галли філоксеростійкого сорту Riparia X Rupestris 101-14 кількість клітин, що дають позитивну реакцію на цитохромоксидазу, зростає в 2,5-3 рази.
Не менш цікаві дані отримані щодо активності поліфеноксидази і пероксидази (Зотов, 1964; Арціховська, Денисова, 1966). У стійкого сорту винограду в кореневих галлах, спричинених філоксерою, активність цих ферментів зберігається на вищому рівні, ніж у здоровій тканині, протягом усієї вегетації, а у нестійкого — різко падає нижче норми, і кореневі галли відмирають. За даними тих же авторів, важливу роль у стійкості винограду до філоксери відіграє система поліфенол-поліфенолоксидаза. Підвищується активність поліфенолоксиндази в уражених коренях, що корелює зі збільшенням вмісту фенольних сполук, яких у стійкого сорту Ріпарія Х Рупестріс 101-14 накопичується значно більше, ніж у нестійкого. Наприклад, у сорту Шасла накопичення поліфенолів припиняється вже на 3-4-й декаді від початку хвороби. Роль поліфенол-поліфенолоксидазної системи в захисній реакції може бути пов'язана, зокрема, з утворенням бар'єрів з продуктів необоротного окислення фенолів і, мабуть, з частковою інактивацією ферментів слини філоксери.
Цитогістохімічні дослідження показали, що описані вище зміни метаболізму клітин, уражених філоксерою, призводять до зміни їх метаболітів (Зотов, 1964). Так, у клітинах зони синтезу кореневих галлів філоксеростійкого сорту Riparia X Rupestris 101-14 ядра збільшуються у 8 разів, а ядерця – у 7 разів порівняно зі здоровими, а у сорту Chasselas – у 4 і 2 рази відповідно. Ще більші відмінності спостерігаються в листі. Якщо в зоні синтезу листкових галлів Riparia X Rupestris 101-14 ядра збільшуються в 20 разів, а ядерця в 30 разів, то у сорту Chasselas в клітинах, прилеглих до зони гідролізу, вони залишаються майже такими ж розмірами, як і в здорових листках.
Збільшення розмірів ядер і ядерець супроводжується утворенням гранул. У стійкого до філоксери сорту вони з’являються в серцевині (мал. 89). У міру дозрівання гранули переміщуються до його периферії і відділяються від нього; при відділенні забарвлюються янусовим зеленим. Отже, в них відбуваються окислювальні процеси. У відокремлених гранулах починає накопичуватися крохмаль і вони перетворюються на крохмальні зерна. Цей процес триває протягом усього вегетаційного періоду. У клітинах зони синтезу кореневих галлів стійкого сорту завжди багато гранул, що відокремилися від ядер, а вся порожнина клітини заповнена крохмальними зернами.
У сорту, нестійкого до філоксери, гранули утворюються шляхом брунькування ядерної оболонки (мал. 90). Під час відділення в них починають утворюватися кристи, і під світловим мікроскопом можна помітити, що вони забарвлюються янусовим зеленим. Незабаром припиняється брунькування гранул з ядерної мембрани.

Рис. 89. Електронно-мікроскопічна фотографія клітинного ядра із зони синтезу коренеплоду стійкого сорту Riparia X Rupestris 101-14. У ядрі видно гранули, що утворюються (показано стрілками).
ЯЦ - ядерце

Проведені спостереження свідчать про те, що дихальні гранули відокремлюються від клітинних ядер, причому у коренеплодів стійкого сорту цей процес інтенсивно відбувається протягом усього літа, а у нестійкого — дуже слабо і лише на початку захворювання.
У фракції ядер і відокремилися від них гранул визначали окисне фосфорилювання (Зотов, 1964). Ці досліди показали, що при ураженні філоксерою коренеплодів стійкого сорту винограду активація дихання супроводжується посиленням фосфорилювання, а у нестійкого сорту спостерігається роз’єднання цих процесів і повне пригнічення окисного фосфорилювання на п’ятій декаді від початку захворювання (табл. 123). Такі відмінності слід пояснити тим, що в уражених тканинах стійкого сорту триває біосинтез білка, а гранули утворюються в ядрах протягом вегетаційного періоду. У нестійкому різновиді через
глибоке порушення білкового обміну, припиняється утворення гранул.
На початку захворювання дихання кореневих галлів сорту Шасла посилюється майже в 2 рази (Зотов, Светлякова, Соколовская и др., 1966), а потім різко знижується і в кінці другого місяця гали починають гинути. Швидкість дихання кореневих галлів Riparia X Rupestris 101 -14 збільшується майже в 1,5 рази, а потім протягом усього літа та початку осені залишається на вищому рівні порівняно зі здоровими часточками (табл. 124). Кореневі галли залишаються живими.

Рис. 90. Електронно-мікроскопічна фотографія клітинного ядра із зони синтезу кореневого галлу нестабільного сорту Chasselas. В ядрі не відбувається утворення гранул. Гранули відокремлюються від серцевини (показано стрілками), і в них видно зерна. ЯЦ - ядерце

Таблиця 123
Окислювальне фосфорилювання у фракції клітинних ядер і відокремлених від них гранулах

Таблиця 124
Інтенсивність дихання кореневих галлів і здорових часток (в мкатомах 02, 1 г сирої тканини поглинається за 1 годину)

Таким чином, у клітинах ураженої тканини філоксеростійких форм винограду, на відміну від нестійких, відбувається адаптація дихального апарату до нових умов, що складаються під впливом філоксери, внаслідок чого функції дихання та їх енергетичні параметри не тільки зберігаються, але й значно посилюються. Це підтверджує розроблену Б. А. Рубіном (1960) теоретичну концепцію про те, що від ступеня використання енергії дихання залежить результат захворювання рослин, завжди пов'язаний зі зміною інтенсивності окисних процесів в уражених тканинах. У стабільних формах енергія, що виділяється при цьому, акумулюється у вигляді високоенергетичних фосфатних зв'язків, які використовуються для різних форм захисних реакцій, насамперед для посилення синтетичного напряму метаболізму та придушення гідролізуючої дії ферментів.
Накопичений експериментальний матеріал дозволяє зрозуміти взаємозв'язок процесів, що відбуваються в тканинах листків і коренів, уражених філоксерою, і різницю між стійкими і нестійкими сортами винограду.
У стійкого сорту посилення синтезу РНК і білків і підвищення загального рівня енергетичного обміну забезпечують розвиток синтетичного напряму метаболізму і життєдіяльність клітин тканин, уражених філоксерою. Це сприяє утворенню фелогену, який відшаровує невеликі ділянки мертвої тканини на коренях. Філоксера, що харчувалася ними, гине. В результаті обмін продовжується в тканинах під фелогеном, корінці залишаються живими і хвороба закінчується самовилікуванням. Такі ж процеси на листках стійкого сорту в місцях присмоктування філоксери призводять до утворення звичайних галлів, тканини яких залишаються живими до осіннього опадання листя.
У нестійкого до філоксери сорту винограду не відновлюється втрачена РНК, послаблюється біосинтез білка, порушується енергетичний обмін, посилюється гідролізуюча дія слини філоксери. Цілком зрозуміло, що за таких умов освітня тканина, фелоген, не може виникнути, тому на коренях утворюються великі відкриті рани. Такі ж процеси на листках нестійкого сорту в місцях присмоктування філоксери призводять до виникнення некрозу.
Вищевикладене свідчить про те, що реакція на філоксерне ураження, яке відбувається в тканинах коренів і листя, характеризується ідентичними біохімічними процесами, характер яких залежить від ступеня стійкості сорту, а морфологічна характеристика листя, ураженого філоксерою, відображає процеси, що відбуваються в уражених тканинах. На цій основі розроблено методику визначення стійкості до філоксери за типом ураження листя (Зотов, 1967).
Суть цього методу полягає в тому, що після штучного зараження листя філоксерою відбирають ті форми винограду, на листках яких утворюються тільки нормальні галли, що відповідає повному загоєнню коренів у місцях ураження філоксерою. Вище було сказано, що окремі раси філоксери відрізняються своєю вірулентністю. Тому для зараження листя необхідно відібрати його найбільш агресивні біотипи.
Існують також методи визначення стійкості до філоксери за типом ураження коренів. Їх розробили Т. І. Соколовська (1961) і П. X. Кіскін (1962). Суть методів полягає в тому, що з уражених філоксерою кущів винограду шляхом перекопування відбирають проби коренів і визначають інтенсивність утворення фелогену в місцях ураження філоксерою. У стійких форм на пошкоджених філоксерою коренях утворюється суцільний фелоген, який повністю відокремлює уражені ділянки тканини.
Використовують також так званий прямий метод визначення стійкості до філоксери, який полягає в зараженні кущів філоксерою для знищення нестійких форм. Хоча цей метод поширений, його слід уникати. Справа в тому, що нестійкі до філоксери європейські сорти винограду в деяких випадках можуть витримувати шкідливий вплив філоксери досить тривалий час, що залежить від наступних причин.

На розвиток філоксери впливають механічний склад ґрунту та його фізичні властивості. Чим більше частинок кварцу, тим менше філоксери на коренях винограду. Філоксера не живе в грунтах, що містять не більше 4-5% глинистих часток. Погано розвивається і на мулистих алювіальних грунтах. Сприятливими для розвитку філоксери є структурні чорноземи (Казас, Гаркавенко, Пойченко, 1960; Князь, Іванов, 1948).
Агротехнічні умови впливають на стійкість до філосексери кущів нестійких європейських сортів винограду (Мордвилко, 1925; Зотов, 1955; Казас, Гаркавенко, Пойченко, 1960; Михайлов, 1960). Все, що знижує синтетичну функцію коренів, прискорює загибель уражених філоксерою кущів. Потужні утворення, що дозволяють накопичувати багаторічну деревину на кущах, недовантаження кущів культурами, полив, регулярне внесення добрив, підгодівля тощо – все це підвищує стійкість кущів. Навпаки, дрібні формації без багаторічної деревини, перевантаження кущів культурами, часті дефіцити вологи в літні місяці, збіднений ґрунт знижують стійкість до філоксери нестійких сортів винограду. Велику роль відіграє і час зараження. При зараженні дворічних кущів шкідливу дію філоксери можна виявити на 7-8-й рік. Якщо вони заражаються в 3-5 років, то стан явної депресії може виникнути набагато пізніше, в 10-15 років. У цьому випадку легко зробити помилку, зробивши передчасний висновок.
П. Н. Недов (1965) пояснює більш тривалу приживлюваність кущів деяких європейських сортів винограду, заражених філоксерою, тим, що їх коріння після ураження цим шкідником загнивають з різною інтенсивністю. У деяких сортів, стверджує він, гниття відбувається настільки повільно, що кущі довго не гинуть. П. Н. Недов вказує, що в різних грунтових умовах коріння одних і тих же європейських сортів винограду після ураження філоксерою піддаються гниттю, іноді в більшій або меншій мірі, що визначається двома факторами: наявністю в грунті інфекційного резерву і умовами, що складаються в ній для розвитку гнильних процесів.
Таким чином, перелічені чинники в певних поєднаннях можуть приховати справжню стійкість сортів і селекційних форм винограду до філоксери.
Іноді навіть 15-річного періоду недостатньо, щоб зробити правильний висновок. Помилково вибрані форми в іншому місці, в інших умовах, можуть загинути від філоксери після першого плодоношення, тобто через 4-5 років після посадки.

Неважко помітити, що основні фактори, які перешкоджають визначенню стійкості винограду до філоксери, пов’язані з ґрунтовими умовами. Тому найбільш точно і просто можна визначити стійкість до філоксери за типом ураження листя. Більшу точність забезпечують також згадані методи Т. І. Соколовської (1961) і П. X. Кіскіна (1962). Однак вони є складними та громіздкими через необхідність викопування кореневої системи кожного куща та подальшого анатомічного та гістохімічного аналізу відібраних зразків коренів.

Ще почитати:

Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

Ігристі вина

Токайські вина

У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\