Изменение климата уже происходит и сильно влияет на разные стороны жизни на Земле, особенно на сельское хозяйство.
Виноградарство очень зависимо от климата и состояния почвы, поэтому сейчас сталкивается с проблемой — засухи стали встречаться чаще и стали сильнее. Обычные винодельческие районы в южной части Европы и Калифорнии могут статьнепригодными для производства качественного вина, зато северные районы и регионы с более холодным климатом могут стать более подходящими.
Важно понять, как виноград приспосабливается к засухе и искать новые сорта и решения, чтобы сохранить и развивать виноградарство.
Недавно французские ученые выпустили статью на научном сайте OENO One на эту тему. В ней они рассказывают, как виноград реагирует на засуху и как эти знания можно использовать для подбора новых сортов для будущего.
Прочитать статью можно здесь (на англ. языке).
Основные выводы
Разнообразие способов адаптации: представлено много путей, которыми виноград может приспособиться к засухе, например — развитие корней, управление поступлением воздуха, свойства, связанные с водой в системе «почва-растение-воздух», а также процессы, связанные с гормонами и защитой клеток. Большую роль играют и полезные микроорганизмы, в том числе специальные микоризные грибки, которые помогают винограду получать больше воды и легче переносить засуху. Получается, что адаптация — это действие множества разных процессов на физиологическом и молекулярном уровне.
Анализ адаптации к засухе как системы: авторы выделяют семь главных «способностей» виноградного растения —
- - распределять ресурсы между листьями и корнями,
- - менять форму растения,
- - управлять движением воды, углерода и минеральных веществ,
- - изолировать части растения,
- - вырабатывать энергию,
- - восстанавливать ткани,
- - поддерживать связь между разными частями растения.
Чтобы растения нормально пережили нехватку воды, эти процессы должны работать вместе — от управления испарением до сохранения воды и поддержания запасов.
Свойства, связанные с водой, и их различия: разные сорта винограда по-разному умеют закрывать устьица (отверстия на листьях), чтобы не терять слишком много воды, это влияет на их выживаемость во время засухи. Моделируя такие параметры, как максимальное испарение, момент, когда растение теряет упругость, и размер корней, можно понять, как долго виноград будет жить без воды. Самые приспособленные сорта могут дольше жить без воды и оставаться жизнеспособными — это очень важно для виноградарства в будущем.
Подробнее: Технические сорта винограда по-разному реагируют на засуху.
Роль корней: корни очень важны для получения воды, но изученность корневой системы до сих пор остается небольшой. Современные методы позволяют выявить, какие именно черты корней самые полезные: как регулируется вода, как идут рост и защита от поломок, как корни взаимодействуют с микроорганизмами. Генетика показывает, что в ДНК винограда есть отдельные участки, отвечающие за развитие корней, и это открывает возможности для селекции.
Эпигенетика и память о стрессе: эпигенетические механизмы тоже важны для того, чтобы виноград мог лучше переживать засуху. Они не меняют ДНК, а управляют работой генов с помощью меток, которые могут остаться после стресса, так что растение «запоминает» засуху. При повторных стрессах защищённость растения растёт. Исследования показывают изменения в уровне метилирования ДНК, модификациях гистонов и других процессах, которые делают растения устойчивее. Феномен примирования* позволяет через управление экспрессией генов делать растения более выносливыми.
Взаимодействие генотипа, среды и уходаза виноградником: способности винограда адаптироваться зависят не только от генов, но и от того, насколько растение может меняться в зависимости от условий среды, типа почвы, климата и методов ухода. Всё это вместе можно использовать, чтобы создавать идеальные сорта для будущего климата.
Заключение
Обзор показывает, что решать проблему засухи нужно комплексно и учитывать работу всей системы «почва–виноград–воздух», а также то, что виноградник — это многолетнее растение.
Устойчивость к засухе формируется за счёт сочетания физиологических, генетических, молекулярных и эпигенетических особенностей, а также взаимодействия с микроорганизмами.
Чтобы бороться с последствиями изменения климата, нужно соединить селекцию новых сортов, правильные агротехнические приёмы и комплексные модели развития растений. Такой подход поможет создавать новые сортоподвойные комбинации, которые будут сохранять урожайность и качество винограда при усиливающихся засухах и экстремальных погодных явлениях.
*Феномен примирования — это способность растений (в том числе винограда) запоминать предыдущие воздействия стрессов, например, засухи, и при повторном столкновении с таким стрессом реагировать быстрее и эффективнее. Это не просто реакция на стресс, а своего рода «память» растения о прошлом испытании, которая улучшает его устойчивость в дальнейшем.
