Розробка та вдосконалення методів оцінки стійкості винограду до стресових факторів за допомогою культури in vitro

УДК 634.8:631.537:581.43
РОЗРОБКА ТА ВДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИКИ ОЦІНКИ СТІЙКОСТІ ВИНОГРАДУ ДО СТРЕСОВИХ ФАКТОРІВ ЗА ВИКОРИСТАННЯМ КУЛЬТУРИ IN VITRO
NI. Зеленянська, Є.І. Ковбасюк, Н.В.Тулінова
Національний науковий центр «Інститут виноградарства і виноробства»
їх. В.Є. Таїрова", Одеса, іг. Таїрово, Україна, iviv nnc@ukr.net.
Наведено результати досліджень щодо розробки та вивчення біотехнологічних і біофізичних методів визначення посухостійкості винограду. Для створення стресових умов in vitro встановлена ​​можливість використання поліетиленгліколю – ПЕГ.
Останніми роками в Україні дедалі частіше трапляються посухи, ареал їх розширюється. І незважаючи на те, що, з одного боку, виноград вважається посухостійкою культурою, з іншого – він дуже чутливий до наявності вологи та її використовує [1]. Тому в Північно-Західному Причорномор’ї актуальною є проблема оцінки стійкості винограду до несприятливих факторів навколишнього середовища, а особливо до посухи. Основним критерієм оцінки стійкості винограду до екстремальних умов є продуктивність [2]. Але плодоносити виноград починає тільки на 3-4 рік після посадки, а це ускладнює роботу, тому що для характеристики цінних вихідних форм таку оцінку доцільно отримати на початкових етапах роботи. Для цього доцільно використовувати біофізичні методи та методи культури тканин in vitro, які дозволяють отримувати результати протягом року.
Метою наших досліджень була розробка та вивчення експрес-методів визначення посухостійкості винограду в культурі тканин in vitro.
Роботу проводили у відділі розсадництва та розмноження винограду на мікроклонах сортів винограду Шардоне 4876 та Мускат Гамбурзький 2034. Посуху створювали додаванням осмотично діючої речовини – поліетиленгліколю (ПЕГ) до живильного середовища MS (Murashige та Skouga) та іонообмінного субстрату Bion. Концентрація останнього становила 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0 і 6,0%. Мікроклони контрольних варіантів культивували на поживних середовищах без ПЕГ. Мікроклони з добре розвиненою кореневою системою та одновічковими живцями пересаджували на стресове середовище MS+G1EG. Для визначення фізіологічного стану мікроклонів винограду визначали вміст загальної та легкоутримуваної води в тканинах листків і пагонів [3], вміст пігментів [3], індукцію флуоресценції хлорофілу (за допомогою портативного хронофлуорометра «Флоратест»). Визначали строки розростання пазушних бруньок, ризогенез одновічкових живців, зміну висоти рослин, кількості листків і міжвузлів до садіння на стресове середовище та після закінчення досліджень.
На першому етапі досліджень одноглазкові живці висаджували в стресові середовища (МС, Біона). Врахування їх виживаності на 20, а особливо на 30 добу показало, що в контрольних варіантах цей показник був найвищим і становив 88,0-90,0 %. У дослідних варіантах залежно від концентрації ПЕГ і сорту таких живців було менше. Так, на 30-ту добу досліджень кількість живців (у середньому по сортах), що прижилися на середовищі з концентрацією ПЕГ 2,0%, становила 70,0-79,0%, у варіантах з вмістом ПЕГ 4,0% – 65,0-77,0%. Приживлюваність живців на середовищах з концентрацією ПЕГ 5 і 6 % була найменшою і становила 54,0-64,0 %. У варіантах із високими концентраціями ПЕГ також була найменша кількість живців, у яких розвинулася пазушна брунька та коріння: 22,0 % (3,0 % ПЕГ), 19,0 % (4,0 % ПЕГ), 17,0 % (5,0 % ПЕГ) та 9,0 % (6,0 % ПЕГ). Достовірної різниці між контрольними варіантами та варіантами з низьким вмістом ПЕГ у MS та Bion не було. Слід зазначити, що через 45-50 днів спостережень живці, які культивувалися на живильному середовищі МС та субстраті Біон з ПЕГ 5,0 та 6,0%, загинули, тому ці варіанти не були включені в подальші дослідження.
На другому етапі досліджень вже вкорінені рослини висотою 5-7 см висаджували на поживні середовища (МС+ПЕГ 0,5, 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0 і 4,0%). У мікроклонів сортів Шардоне 4876 і Мускат Гамбурзький 2034 у дослідних варіантах з високими концентраціями ПЕГ (3,0-4,0%) протягом перших 5-7 днів спостерігалося зниження тургору листків і пагонів, а через 14-15 днів з'явилися яскраво виражені ознаки осмотичного шоку - всихання і скручування кінчиків пагонів і листя (рис. 1).

1 - частина всихання
Rie. 1. Мікроклони винограду сорту Мускат Гамбурзький 2034 на живильному середовищі МС з додаванням ПЕГ 3,0% концентрації.
Внаслідок всихання верхівкової частини рослини у мікроклонів дослідних варіантів зменшувалися висота, кількість листків і міжвузлів. Для контрольних рослин, навпаки, було характерне підвищення цих показників, що свідчить про активні ростові процеси (табл.). Так, порівняно з вихідними даними, через 15 діб після висадки мікроклонів досліджуваних сортів на середовище МС із вмістом ПЕГ 2,0-4,0% спостерігалося зниження висоти рослини з 6,0% до 43,0%, а кількості листків – на 23,0-57,0%. У рослин контрольних варіантів ці показники зросли на 21,0 % (висота рослин) та 18,0 % (кількість листків). Подібні результати розвитку мікроклонів отримані на субстраті Біона. Додавання ПЕГ до живильного середовища та субстрату сприяло розвитку вододефіцитних мікроклонів у тканинах листя та пагонів та перерозподілу водних фракцій.
Таблиця
Показники росту та розвитку мікроклонів Шардоне 4876 на стресовому середовищі MS

Найкращими показниками листкового водного режиму характеризувалися мікроклони досліджуваних сортів у контрольних варіантах: кількість загальної води – 87,0%, легкоутримуваної – 69,0%. У дослідних варіантах (МС, Біона) з концентрацією ПЕГ 3,0 і 4,0 % ці показники були на рівні 42,0-48,0 % (легкоутримувана вода) і 75,0-78,0 % (загальна вода). Достовірної різниці у водному режимі пагонів між контрольним і дослідним варіантами не було (рис. 2).
% Шардоне 4876                             Гамбурзький Мускат 2034

Рис. 2. Вплив різних концентрацій ПЕГ на показники водного режиму росту мікроклонів сорту винограду Шардоне 4876
Визначення ІФК листків мікроклонів обох сортів у варіантах з ПЕГ 3,0 та 4,0 % показало, що порівняно з контролем значення кривої ІФК у максимумі зростало, а пізніше (в часі) крива досягала стаціонарного рівня. Це свідчить про те, що більша частина поглиненої світлової енергії випромінювалася у вигляді флуоресценції, фіксація вуглекислого газу та синтез органічних речовин почалися пізніше, внаслідок чого інтенсивність фотосинтезу зменшилася (рис. 3). Цей факт можна розглядати як відповідь мікроклонів на дію модельної посухи, а названі показники – як критерій оцінки посухостійкості.

Рис. 3. Вплив ПЕГ на зміни МПК листків мікроклонів винограду Мускат Гамбурзький 2034:
а - через 5 днів після пересадки в стресове середовище; б - через 15 днів
Таким чином, для визначення стійкості винограду до посухи доцільно використовувати моделювання стресових умов культури тканин in vitro з використанням ПЕГ, а як діагностичний критерій використовувати ІФК.
Література

За матеріалами Міжнародної науково-практичної конференції «Науково-прикладні аспекти розвитку виноградарства і виноробства на сучасному етапі» - Новочеркаськ, ВНИИВиВ ім. Я.І. Потапенко, 2009

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\