Как для хозяйственных нужд, так и для селекционных целей важнейшей задачей является оценка существующих и особенно селекционных сортов с точки зрения их морозоустойчивости.
Одним из физиолого—биохимических показателей, коррелирующих с морозоустойчивостью, служит состояние воды в тканях растений и их водоудерживающая способность. От соотношения свободной и связанной воды в растительных тканях зависят ход различных физиологических процессов в них и устойчивость растений к неблагоприятным условиям.
Под свободной водой мы условно донимаем количество воды, отнятое сахарозой 60-процентной концентрации при определенной экспозиции под связанной - воду, оставшуюся тканях после взаимодействия с раствором сахарозы (60%).
При определении водоудерживающей способности путем подсушивания учитывается количество воды, потерянное за известное время.
При определении свободной и связанной воды рефрактометрическим методом учитывается количество воды, отнятое раствором сахарозы известной концентрации за определенное время.
Следовательно, во всех этих определениях непосредственно учитывается количество воды, отнятой тем или иным способом.
Взятие проб и подготовка материала.
Если исследуют листовой аппарат, то пробы листьев берут с седьмого—девятого узла плодоносящих крайних побегов на стрелке. С пластинки листа в лаборатории удаляют основные жилки, после чего листья измельчают ножницами.
На побегах определения проводят в лубе и древесине. Для этого берут крайний побег на стрелке, из которого вырезают черенки с четвертого по шестое междоузлие. Ножом снимают кору и соскабливают луб с древесиной до сердцевины. Ножницами эту массу мелко измельчают, из средней пробы берут навеску и переносят в стеклянные бюксы.
Определение фракций воды или как их называют, форм воды, проводят рефрактометрическим методом, действием гипертонического раствора сахарозы по принципу, предложенному А .В. Думанским. Раствор сахарозы применяют 60-процентный. Определения проводят при температуре 20 С.
Заблаговременно подготавливают стеклянные бюксы с притертой пробкой. Бюксы взвешивают, а затем в каждый отмеряют микропипеткой по 3 мл раствора сахарозы. После чего бюксы вновь взвешивают для установления точного количества находящегося в них раствора. (Этого взвешивания можно избежать, если работу проводит один исследователь, точно дозируя количество сахарозы. В расчет же принимать среднюю навеску из 10-20 взвешиваний 3 мл сахарозы). После этого в каждый бюкс с раствором помещают 0,2 г (взвешивание на аналитических весах) измельченного исследуемого растительного материала и ставят в темное место на 3 часа. Одновременно ставят бюксы с сахарным раствором без навески, из содержимого которых определяют процент сахарозы в сахарном растворе (до опыта). Специальным исследованием установлено, что за это время из навески растительного материала выходит почти вся вода, которая может быть отнята
процентным раствором сахарозы. К концу этого срока выход воды настолько сильно замедляется, что практически не влияет на результаты определения. При помощи рефрактометра РЛ-2 определяют конечную концентрацию раствора в каждом бюксе.
Одновременно определяют общее содержание воды в такой же навеске (0,2 г) растительного материала, высушенного до постоянного веса в сушильном шкафу при 100-105 С и помешенного в бюксы.
Расчет общего количества воды.
Д - вес сырой навески - 0,2 г,
Б1 - вес бюкса с сырой навеской - 21,9161 г,
Bl - вес бюкса с сухой навеской - 21,8272 г-.
Общее количество воды в процентах от сырого веса навески
Расчет количества свободной воды.
А — процент сахарозы в сахарном растворе (до опыта) - 60%,
Б - процент сахарозы в опытном растворе (после опыта) - 38,6%,
В - вес пустого стеклянного бюкса - 33,8035 г,
Г - вес бюкса с раствором - 37,4817 г,
Д - вес сырой навески - 0,2 г.
- Вес 3 мл исходного раствора сахарозы (С) равен:
Г- В- С - 37,4817 - 33,8035 - 3,6782 г.
- Вес сахарозы в исходном растворе (Е) находят
- Dec опытного раствора (х) находят по процентному содержанию и весу сахара в нем.
Процентное содержание сахара определяют при помощи рефрактометра, вес сахара остается прежним (тем же, что и в исходном растворе). Следовательно:
- Увеличение веса опытного (у) по сравнению с весом исходного равно количеству отнятой воды;
- Количество отнятой свободной воды ( ) в процентах от сырого веса находят:
- Количество связанной воды находят по разности между общим содержанием воды и свободной водой
- - 12,3 - 32,1%.
Исследованиями установлено, что соотношение форм воды в годичном цикле развития виноградного растения значительно изменяется (табл.1).
Для диагностики морозоустойчивости сеянцев вив с града и установления степени морозоустойчивости различных сортов наиболее подходящим сроком для анализов являются зимние месяцы. В летние месяцы разница по соотношению форм воды у различных сортов не столь значительна.
Определение водоудерживающей способности. Утром, в определенный час, отбирают листья с седьмого-девятого узла крайних плодоносящих побегов на стрелке в количестве 3-5 для каждой повторности. Взятые пробы взвешивают на техно-химических весах для определения сырого веса листьев. После взвешивания листья раскладывают на фильтровальной бумаге в комнате с постоянной температурой и влажностью. Последующие взвешивания проводят по схеме: 4 часа,
6 часов, 24 часа~ После этого листья высушивают в бюксах при температуре 100—105 С до постоянного веса (взвешивания в этом случае проводят на аналитических весах). Затем рассчитывают содержание воды в свежей навеске и после подсушивания. Содержание воды в свежих пробах, принимают за 100%, а после различных сроков подсушивания выражают в процентах от первоначального содержания.
Весовой метод предназначен для определения водоудерживающей способности листьев, мы же применили его к исследованиям вызревшей лозы. С этой целью берут навеску 1 г луба и древесины, помещают в предварительно взвешенные открытые бюксы. Взвешивания и определения проводят по схеме, изложенной выше.
Анализ результатов. Для установления определенной закономерности по изучаемым показателям работу выполняли на индикаторных сортах в динамике годичного цикла развития виноградного растения. Результаты трехлетних исследований показывают, что более важно не абсолютное количество связанной и свободной воды, а их соотношение. Исследуя этот показатель, установили, что, как правило, отношение связанной воды к свободной у морозоустойчивых сортов выше, чем у неморозоустойчивых. Особенно заметно проявляется эта корреляция в зимний период (табл.1),
По приведенным данным о состоянии воды в одно - летних побегах можно предположить, что морозоустойчивые сорта в осенние месяцы, в значительной степени связывая воду, снижают активность воды в коллоидной системе, обусловливая этим устойчивость. Уже в октябре по отношению связанной воды к свободной можно выделить сорта с различной степенью устойчивости.
Убедившись, что показатель соотношения форм воды в однолетних побегах индикаторных сортов винограда является коррелирующим с морозоустойчивостью, мы выполнили серию анализов на сеянцах, полученных от скрещиваний, с тем, чтобы отобрать морозоустойчивые сорта. Высокому отношению связанной воды к свободной у сеянцев соответствует к более высокий процент сохранившихся глазков (табл.2).
Наибольшая водоудерживающая способность тканей отмечена в осенне-зимнее время. Причем, чем морозоустойчивее сорт, тем в большей степени у него выражена водоудерживающая способность, то есть в меньшей степени изменяется концентрация сахарного раствора.
Морозоустойчивые сорта и сеянцы характеризуются более высоким уровнем водоудерживающей способности, определяемой и весовым методом. Так, водоудерживающая способность листьев, (содержание воды после 24—часового подсушивания) в августе составляла: Альфа - 49%, Рислинг - 48%, Тербаш - 44%, Хусайне - 38%, Нимранг — 31%; в феврале - Таежный изумруд - 29%, Альфа - 29%, Нимранг - 16%, 41-51-43 (Нимранг х V. Рlmurensk 28%, 8-51-22 (Шасла белая ) - 17%.
Формы воды, их соотношение и процент сохранности глазков гибридных сеянцев после зимних морозов
Продолж.
Для выяснения вопроса о том, является ли соотношение форм воды коррелирующим показателем и для других видов растений, мы провели серию анализов на разных видах растений, отличающихся между собой по степени морозоустойчивости.
Так, в феврале минимальный уровень соотношения форм воды в побегах установлен у лимона Вилла Франка
~2,4; максимальный уровень
у лимона Ичангензис (
4,6; рябины
- 9,2.
Из результатов опытов следует, что соотношение форм воды в тканях и их водоудерживающая способность являются показателями, коррелирующими с морозоустойчивостью и поэтому могут использоваться в селекции для массовой диагностики сортов и сеянцев на морозоустойчивость.
