Információk a szőlőtermesztéshez kapcsolódó tudományok világából

Biológia, genetika

UV-B sugárzás okozta változások a szőlőlevélben

A ’Cabernet sauvignon’, amelyet „a világ legismertebb szőlőfajtájának tekintenek a vörösbor előállításban”, Kína számos régiójában termesztik, például a Shangri-La fennsík területén, délnyugat-Kínában. Ezt a területet száraz éghajlat és erős UV sugárzás jellemzi a nagy tengerszintfeletti magasság (1850 – 2800 m) miatt. Korábbi tanulmányok kimutatták, hogy az UV-sugárzás, különösen az UV-B, javítja a növények hidegtűrését, betegséggel szembeni ellenállóságát és a száraz körülmények elviselését. (Az összeállítás szerzőjének a megjegyzése: Ezzel szemben Dr. Zsófi Zsolt – ’’A szőlő és a stressz -szőlőtermesztés és klímaváltozás” című tankönyvében az UV-B sugárzás szőlőre gyakorolt negatív hatásait szakirodalmi ismeretekre alapozottan kiválóan foglalta össze.). A kísérlet beállításának a helyén az UV-B sugárzás intenzitása eléri a 21-22 w/m²-t. A kínai kutatók tanulmányukban nagy tengerszint feletti magasságú területen kívánták az UV-B sugárzás hatását megállapítani a szőlő levelére. Eredményeik azt mutatták, hogy a 10 w/m² UV-B sugárzás megváltoztatja a ’Cabernet sauvignon’ fajta levelei epidermális és paliszád sejtjeinek morfológiáját és szerkezetét. Megállapították, hogy a citoszkeleton és a sejtfal szintézisében szerepet játszó fehérjék túlszabályozottak voltak 3 nap UV-B sugárzás hatására. Továbbá a betegségekkel szembeni ellenállóképességhez és az antioxidánsokhoz kapcsolt fehérjék túlszabályozottak voltak 7 nap UV-B sugárzásnak való kitettséget követően. A transzkripciós eredmények mind a kórokozók fertőzéséhez, a növény belső védelméhez és az antioxidáns folyamatokhoz kapcsolódó fehérjék és gének feldúsulását tárták fel. Eredményeik alapján arra a konklúzióra jutottak, hogy az erős UV-sugárzás a nagy tengerszint feletti magasságban hozzá járul a szőlő betegségekkel szembeni ellenállóságának és a környezeti alkalmazkodóképességének a megnöveléséhez.

Su Li, Zhao Yue, Sun Qingyang et al. Different UV-B Exposure Times Induce Phenotypic, Transcriptomic, and Proteomic Changes in Wine Grape Leaves , 19 October 2020, available at Research Square [https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-92699/v1

A jövőben szabályozhatjuk a fürtök tömöttségét

Japán kutatók Arabidopsis analóg gének vizsgálatával meghatározták a szőlőfürtök tömöttségét befolyásoló biológiai folyamatot és annak genetikai összefügését a szőlőben. A fürtök tömöttsége függ a virágzati kezdeményben található virágok számától és azok megtermékenyülésének mértékétől. A tömött fürtök nagyobb növényvédelmi kockázatot jelentenek, hajlamosabbak a rothadásra és a bogyórepedésre. A kutatás során meghatározták, hogy a citokinin oxidáz/ dehidrogenáz 5 (VvCKX5) a felelős a virágok számáért a virágzaton belül. A vizsgált fajták esetében a fürtönkénti bogyószám fordítottan volt arányos a fiatalkori virágzatok VvCKX5 expressziós szintjével. A VvCKX5 túlzott expressziója drasztikusan csökkentette a virágrügyek számát egy virágzatra az Arabidopsis növényekben, ami azt sugallja, hogy a VvCKX5 lehet a szőlő virágzatonkénti virágszámának egyik negatív szabályozója. A VvRSA (grape sister of ramose 3) túlexpressziója, amely a trehalóz-6-foszfát foszfatáz katalizációs folyamatának szabályozásán keresztül befolyásolja a trehalóz képződést, az előzőekhez hasonlóan csökkentette a virágok számának a kialakulását a virágzaton belül Arabidopsis növényekben. A trehalózzal kezelt szőlő sejtekben és virágzatkezdeményekben a VvCKX5 gén expressziója felülszabályozott volt. Végül, ha trehalózt injektáltak egy mikrotűn keresztül a duzzadó szőlőrügybe, akkor a virágok számát a kontrollhoz képest a felére csökkenttették. Vizsgálataik hozzájárulhatnak egy a jövőben fejlesztendő innovatív technológiához a fürtök tömöttségének a csökkentésére vonatkozóan.

Moriyama, A.; Yamaguchi, C.; Enoki, S.; Aoki, Y.; Suzuki, S. Crosstalk Pathway between Trehalose Metabolism and Cytokinin Degradation for the Determination of the Number of Berries per Bunch in Grapes. Cells 2020, 9, 2378. https://doi.org/10.3390/cells9112378

 

Technika

Automatizált hajtásválogatás a szőlőültetvényben

Ebben a tanulmányban a szerzők egy továbbfejlesztett érzékelő (látási) rendszert mutattak be, amely képes termőültetvényben a kordonkaron fejlődött különböző növekedési szakaszban lévő hajtások elhelyezkedését térképezni, valamint beszámolnak egy integrált automatizált/robot hajtásválogató kifejlesztéséről, prototípusáról (1. kép).

A szőlőültetvényekben a hajtásválogatás évről évre visszatérő zöldmunka, a növényvédelem hatékonyságához nélkülözhetetlen, a mennyiség és a minőség szabályozásában fontos szerepet tölt be. A művelet gépesítése jelentős mértékben csökkenti a szükséges kézimunkaerőt és ahhoz kapcsolódó járulékos költségeket. Az elvégzett munka hatékonysága, minősége akadályozott a gépi rendszerek pontatlansága következtében. Egy automatizált, pontos hajtás pozíciót felismerő rendszer növelheti a gépi hajtásválogató rendszerek hatékonyságát és a munka minőségét. A kifejlesztett gépi látási rendszer mélytanuláson (deep learning-based) alapuló technikákat alkalmaz. Meg tudta becsülni a 2-4 hetes növekedésben lévő hajtások pozícióját a kordonkaron a négyzetes középérték hibával (root mean squre error, RMSE) kiértékelt 7,3, 10,3 és 16,1 pixel felbontású lombozatról készült képek alapján. A fejlesztés szőlőültetvényben végzett terepi mérései azt mutatták, hogy az integrált rendszer 1,47 cm RMSE-t érhet el a kordonkarok követésével 6,6 cm · s ^{– 1} haladási sebességnél. A jövőben további érzékelőrendszert építenek be a hajtások egyenként történő megkülönböztetésére a kordonkaron és ezt integrálva a meglévő rendszerrel nagyobb pontosságot tudnak elérni a hajtások ritkításában.

Yaqoob Majeed, Manoj Karkee, Qin Zhang, Longsheng Fu, Matthew D. Whiting, 2021: Development and performance evaluation of a machine vision system and an integrated prototype for automated green shoot thinning in vineyards. Journal of Field Robotics, 1-19.

 

A tőke fás részeinek elhalását kimutató roncsolásmentes módszerek

A tanulmányban három különböző roncsolásmentes technikai megoldást alkalmaztak a tőke fásrészei elhalásának megállapítására: (i) mágneses rezonancia képkészítést (MRI); (ii) komputertomográfiát (CT); (iii) röntgen mikrotomográfiát (X-ray Micro-CT).  A tőke fás részei (GTD= grapevine trunk disease) elhalásának belső tünetei a törzs, a kordonkar keresztmetszetében bekövetkező elhalások következtében kialakuló színváltozások, a barnafoltok, a fekete nekrózisok, fehér szivacsosodás (1.ábra).

Ez az első tanulmány, amely roncsolásmentes technikai megoldások alkalmazásának a lehetőségét tesztelte oltványiskolai anyagokon és szabadföldön. Az MRI nem adott megfelelő felbontást a tünetmentes és a beteg farészek elkülönítésére. A CT alkalmazásával világosan el lehetett különíteni az egészséges és a beteg farészeket. Megfelelően alkalmazható a feketefoltok, kiterjedt nekrózisok meghatározására, azonban a fás részek barnaszínű elváltozásait nem lehetett kimutatni ezzel a technikával. A X-ray micro-CT nagyobb felbontásával ezeket a részeket is sikerült meghatározni (2. ábra).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mind a CT, mind pedig az X-ray micro-CT alkalmasak voltak a keresztmetszetben jelentkező változások meghatározására. Azonban a röntgen mikrotomográfia alkalmas volt egyedi xilem csatornák eltömődésének a korai kimutatására. Ez utóbbi alapján alkalmazható lenne oltványiskolai környezetben a fásrészek legkorábbi kimutatására.

451. T. Vaz,  G.  Del  Frari,  R.  Chagas,  A.  Ferreira,  H.  Oliveira,  R.  Boavida  Ferreira  (2020)  Precise  non-destructive  location  of  defective  woody  tissue  in  grapevines  affected  by  wood  diseases. Phytopathologia   Mediterranea  59(3):  441-451.  DOI:  10.14601/Phyto-11110

Termesztéstechnológia

Biológiai növényvédelem szőlővessző kivonattal

A szőlőtermesztésnek alulértékelt mellékterméke a venyige, mely jelentős mennyiségben halmoz fel stilbéneket. Ezek az anyagcseretermékek a Vitis vinifera fitoalexinjei, amelyek kulcsszerepet játszanak a szőlő kórokozókkal szembeni védekezésében. Miután in vitro tesztekben igazolták a gombaölő hatását a különböző tiszta stilbén származékoknak, a szőlővessző kivonat feltételezhetően egy környezetbarát készítményként alternatíva lehet a klasszikus fungicidekkel szemben a fenntartható szőlőtermesztés területén. A metszést követően, egy tárolási időszak után alkalmazott hatásos kivonási módszer választásával elérhetjük, hogy a szőlővessző kivonatunk optimális stilbén tartalommal rendelkezik. A stilbénekben dúsított kivonat ígéretesnek bizonyult a szőlővédelmében in vitro körülmények között különböző kórokozókkal szemben, többek között a lisztharmattal, a peronoszpórával, a szürkerothadással és a fás részek elhalását okozókkal. Mindehhez hozzátehetjük még, hogy nagy felületen található ültetvényben is jelentős védelmet biztosított a lisztharmattal szemben. A védekezés sikeressége a szőlővessző kivonat stilbén koncentrációjától nagy mértékben függ és változik. Mindebből következik, hogy a hatalmas fajta variabilitás a szőlőtermesztésben még felfedezésre vár. Jövőbeni feladat, hogy kiválasszuk a legnagyobb koncentrációt adó jelölteket egy biológiai védekezéshez történő felhasználás céljából.

Billet K. et al. (2020) Stilbenoid-Enriched Grape Cane Extracts for the Biocontrol of Grapevine Diseases. In: Mérillon JM., Ramawat K.G. (eds) Plant Defence: Biological Control. Progress in Biological Control, vol 22. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-030-51034-3_9

 

A metszési sebek kezelésének hatékonysága

Ebben a tanulmányban a szőlőtőke metszési sebein keresztül a tőkébe jutó fás részeket károsító gombákkal szembeni védekezést biztosító sebkezelő paszta, folyékony gombaölő szerek, valamint az aktív biológiai ágensre alapozott kezelések hatékonyságát hasonlították össze. A kutatás jelentőségét emeli, hogy már a termesztésben regisztrált termékekkel állították be a kísérletet. A szőlőtőkék fás részeinek az elhalása egész Európában jelentős veszteségeket okoz a termelőknek. Két kórokozó került kiválasztásra a vizsgálathoz. Az egyik a botryoszfériás tőkeelhalás, a másik az ESCA nagyon elterjedt kórokozója, a Diplodia seriata és a Phaeomoniella chlamydospora. Az eredmények azt mutatják, hogy a paszta és a folyékony fungicid készítmények felülmúlják a Trichoderma-alapú kezeléseket a D. seriata és a P. chlamydospora elleni védekezésben (1. és 2. táblázat).

1. táblázat A vizsgált készítmények hatékonysága a Diplodia seriata kórokozó elleni védelemben

Kereskedelmi név	Hatóanyag	Vizsgálati időszak
		2018/19		2019/20
		KFH*	KK%**	KFH	KK%-a KFH
	Fertőzött kontroll	58 a	–	68 a	–
Vintec	T. atroviride SC1	52 a	10	53 ab	22
Esquive	T. atroviride I-1237	43 a	26	46 ab	32
Master + Song	Paszta (gyanta 55% + növényi olaj és sebforradás segítő 45%) + tebuconazole 25%	14 b	76	38 bc	44
Enovit Metil	Thiophanate methyl 70%	6 b	90	31 bc	54
Tessior	Pyraclostrobin 0.5% + boscalid 1%	3 b	95	21 c	69

*KFH = kórokozó újra fertőzési hatékonysága a kezeléseket követően történő hagyományos visszaizolálással

**KK% = a kórokozók kontrollja az újra fertőzési hatékonyság %-hoz mérten

 

2. táblázat A vizsgált készítmények hatékonysága a Phaeomoniella chlamydospora kórokozó elleni védelemben

Kereskedelmi név	Hatóanyag	KFH*	KK%**
	Fertőzött kontroll	36 ab	–
Vintec	T. atroviride SC1	45 a	0
Esquive	T. atroviride I-1237	30 ab	17
Enovit Metil	Thiophanate methyl 70%	19 bc	46
Tessior	Pyraclostrobin 0.5% + boscalid 1%	18 c	51
Master + Song	Paszta (gyanta 55% + növényi olaj és sebforradás segítő 45%) + tebuconazole 25%	12 c	67

*KFH = kórokozó újra fertőzési hatékonysága a kezeléseket követően történő hagyományos visszaizolálással

**KK% = a kórokozók kontrollja az újra fertőzési hatékonyság %-hoz mérten

A sebkezelő paszta és valamennyi folyékony gombaölő kezelés csökkentette mindkét kórokozó térnyerését a fertőzött sebekből a kezeletlen beoltott kontrollhoz képest, kivéve a tiofanát-metil a P. chlamydospora esetében. A piraclostrobin + boscalid alkalmazása a metszési sebekre nagyon jó százalékos kontrollt adott mindkét kórokozó esetében. Az egyetlen kezelés, amely mindkét kórokozóhoz hasonló szintű kontrollt biztosított, mint a piraklosztrobin + boszkalid, a tebukonazollal készült paszta volt. Eredményeik azt mutatták, hogy a Trichoderma atroviride alapú kezelések nem csökkentették a D. seriata vagy a P. chlamydospora által okozott fertőzést a kezeletlen beoltott kontrollhoz képest. Nagyon sok kutatás ezzel az eredménnyel teljesen ellentétes hatásról, jó hatékonyságról számol be. A tanulmányban és a korábbi kutatási jelentésekben a Trichoderma termékek teljesítményében következetlenségeket tapasztaltak, amelyek különböző okokból származhatnak. Sok kutatás igazolta, hogy a Trichoderma spp. fajok képesek hosszú távú védelmet nyújtani a metszési sebekre, és ezáltal megakadályozni a gombatörzs kórokozóinak fertőzését. Azonban rendkívül fontos megjegyezni, hogy a környezeti tényezők függvényében eltérő idő szükséges a sebeken történő megtelepedésükre, a metszési sebek kolonizációjára. A környezeti viszonyok, például az alkalmazás idején fennálló túl alacsony, vagy túl magas hőmérséklet, negatívan befolyásolhatják a Trichoderma spp. fajok megtelepedését. A bemutatott tanulmány szerint a Trichoderma spp. alapú kezelések kisebb hatékonyságot mutattak a GTD gombákkal szemben, mint a fungicidek, és teljesítményük a kórokozók általi fertőzés előtti környezeti feltételekkel és a sebek kolonizációjával függ össze. A helyes metszési gyakorlat, a szigorú higiéniai eljárások és a metszés utáni sebvédelem az engedélyezett termékek alkalmazásával jelentősen csökkentheti a GTD kórokozók fertőzésének hatását, és ezáltal növelheti a szőlőültetvények élettartamát.

María del Pilar Martínez-Diz, Emilia Díaz-Losada, Ángela Díaz-Fernández, Yolanda Bouzas-Cid, David Gramaje, 2020. Protection of grapevine pruning wounds against Phaeomoniella chlamydospora and Diplodia seriata by commercial biological and chemical methods. Crop Protection, ISSN 0261-2194, https://doi.org/10.1016/j.cropro.2020.105465.

 

Összeállította: Prof. Kocsis László, az MTA doktora, Göcsej Gyümölcse Bt., Keszthely