Тщательное исследование состояния покоя и выхода из него у винограда является важным шагом на пути создания спецсортов с устойчивостью к весенним возвратным заморозкам.
Выращивание винограда сталкивается с растущими проблемами из-за глобального потепления, которое ускоряет развитие почек и повышает риск повреждения весенними заморозками. Понимание цикла покоя виноградной лозы имеет решающее значение для смягчения этих рисков и обеспечения устойчивого производства. Покой, период, когда рост временно прекращается, помогает виноградной лозе пережить неблагоприятные условия.
Однако изучение покоя, особенно распускания почек - процесса, при котором почки возобновляют рост, - является сложным из-за снижения активности растений зимой.
Исследователи из Университета Удине, Италия, продвинулись в понимании покоя виноградной лозы, используя одноузловые черенки для изучения сроков распускания почек и генетической регуляции, задействованной в различных сортах винограда, в частности, Шардоне и Каберне Совиньон. Этот подход устраняет ограничения традиционных полевых исследований, которые требуют много времени и сильно зависят от переменных окружающей среды.
Исследование началось с подтверждения того, что Шардоне и Каберне Совиньон демонстрируют разные скорости выхода из состояния покоя, что подтверждается как визуальным фенотипированием, так и дифференциальным термическим анализом.
Визуальное фенотипирование включает наблюдение и регистрацию прогресса распускания почек, в то время как дифференциальный термический анализ измеряет изменения температуры почек, которые коррелируют с метаболической активностью, связанной с возобновлением роста.
Основываясь на предыдущих исследованиях, которые установили методы анализа распределения распускания почек, команда Университета Удине разработала надежную структуру для классификации стадий покоя - парадормантия, эндодормантия и экодормантия - на основе сроков распускания почек.
Эта классификация позволяет более точно понять, когда наступает каждая стадия покоя, отходя от произвольных критериев и вместо этого полагаясь на статистическую достоверность.
Исследование углубилось в молекулярные механизмы, контролирующие покой и выход из него, путем изучения моделей экспрессии генов.
Анализ Gene Ontology (GO) выявил конкретные категории, в которых Шардоне и Каберне Совиньон демонстрируют схожие, но смещенные модели экспрессии. Это говорит о том, что, хотя оба сорта регулируют общие молекулярные процессы во время покоя, они делают это в разные сроки.
Ключевым открытием стала роль гена VviFT, которая совпадает с наблюдаемыми сдвигами во времени распускания почек, что подчеркивает его потенциальную важность в регулировании этого процесса. Кроме того, исследование установило гормон абсцизовую кислоту как значительный ингибитор возобновления роста и фактор в в поддержании покоя.
Исследование также выявило такие гены, как VviSVP2 и VviDRM1, как возможные репрессоры выхода из состояния покоя. Эти гены являются частью семейства факторов транскрипции MADS-box, ранее связанных с контролем покоя у яблони.
Идентификация этих репрессоров обеспечивает более глубокое понимание генетической регуляции покоя и предлагает потенциальные цели для селекционных программ, направленных на повышение устойчивости к холоду.
Результаты этого исследования особенно актуальны в контексте изменения климата, которое представляет значительную угрозу для виноградарства, изменяя температурные режимы и увеличивая непредсказуемость заморозков. Оно представляет значительные достижения в исследовании покоя виноградной лозы путем объединения фенотипического анализа с молекулярной генетикой.
Выявление ключевых генов, участвующих в распускании почек, и разработка надежной структуры классификации стадий покоя предоставляют ценные инструменты как исследователям, так и виноградарям. Поскольку проблемы, связанные с климатом, продолжают оказывать влияние на виноградарство, такие исследования имеют важное значение для разработки устойчивых методов и обеспечения долговечности выращивания виноградной лозы во всем мире.
Источник: link.springer.com.
Заглавное фото: Медведева Анна, AgroXXI.ru.