Interakcja gibereliny i azotanu potasu oraz wpływ źródła pyłku na właściwości fizykochemiczne winogron.

W przypadku winogron stołowych, w tym żeńskiej odmiany Siah-e-Samarkhandi, morfologia gron i wielkość owoców mają kluczowe znaczenie. Uprawa tej odmiany wiąże się jednak z wieloma wyzwaniami, takimi jak opadanie jagód i karłowatość owoców, co prowadzi do obniżenia plonów i wartości rynkowej. Opadanie jagód jest poważnym problemem w przypadku odmiany Siah-e-Samarkhandi. Dlatego w niniejszym badaniu zbadano wpływ 0, 30, 60 i 90 mg/l⁻¹ GA₃ oraz 0 i 1,5% HKO₃ na zapylanie odmiany Siah-e-Samarkhandi w warunkach otwartego i kontrolowanego zapylania. Ponadto, w innym eksperymencie oceniono wpływ źródeł pyłku (odmiany Siah-e-Shiraz, Askari, Rotabi, Rishbaba i Aatabaki) na zapylanie odmiany Siah-e-Samarkhandi. Wyniki pokazały, że z wyjątkiem odmiany Atabaki, pyłek z innych odmian poprawił plon zarówno jagód, jak i gron odmiany Siah-e-Samarkhandi. Ogólnie rzecz biorąc, połączenie 30 mg/lgiberelina (GA₃)a 1,5% azotan potasu (KNO₃) miał najsilniejszy efekt stymulujący na jakość i plon jagód i gron.
Ta odmiana jest szczególnie ważna w Iranie i prowincji Fars ze względu na świeżość i wysoką zawartość antocyjanów. Winogrona Siah-e-Samarkhandi rosną w suchym klimacie, ze średnimi opadami deszczu wynoszącymi od 300 do 450 mm w różnych regionach prowincji. Ponieważ wygląd grona i wielkość jagód mają kluczowe znaczenie dla świeżości, istnieje szereg problemów, takich jak nierównomierna wielkość jagód, słaba jakość grona i niska liczba jagód w gronie (z powodu opadania owoców), które obniżają plony³. Jadalny ekstrakt z pestek winogron może wywierać różnorodne działanie biologiczne, w tym działać jako naturalne przeciwutleniacze, konserwanty i sterylizatory żywności, zapobiegając w ten sposób zanieczyszczeniu żywności szkodliwymi mikroorganizmami.

Jeśli chodzi o zgodność odmian winorośli, większość z nich jest samozapylająca i samozgodna. Zapłodnienie w zamkniętej florze jest powszechne w przypadku winogron. Choć istnieją wyjątki, są one rzadkie; niektóre odmiany są samozapylane. Plon i jakość owoców zależą od wielu czynników. Jednym z fundamentalnych jest biologia rozrodu danej odmiany winorośli. Pełny rozwój organów kwiatowych i produkcja odpowiedniego pyłku o wysokiej zdolności kiełkowania są niezbędne dla zapewnienia płodności. Kiełkowanie pyłku zależy od odmiany, warunków odżywczych i czynników środowiskowych, a optymalne warunki dla kiełkowania pyłku są zróżnicowane.
Zastosowanie gibereliny w świeżych winogronach bezpestkowych może zwiększyć wielkość jagód w okresie zawiązywania się owoców. 8.
Biorąc pod uwagę wysoki poziom uprawy winorośli, znalezienie odpowiednich rozwiązań w celu poprawy jej jakości jest kluczowe. Zabiegi pyłkowe przeprowadzono na odmianach takich jak Siah-e-Shiraz i innych, ponieważ zabiegi te skutkowały ziarnami pyłku o wysokiej zdolności kiełkowania (dane nie zostały przedstawione). Umieszczenie tych ziaren pyłku (zdrowe ziarna pyłku są bogatym źródłem auksyny i GA3) na szyjce odmiany Siah-e-Samarkhandi i ich kiełkowanie stymuluje wzrost zalążni, co prowadzi do syntezy większych ilości tych hormonów i ostatecznie do zawiązywania owoców. Obecność zdrowych ziaren pyłku w owocach prowadzi do zawiązywania zdrowych nasion (rysunki 1A-F). Głównym celem tego eksperymentu było zbadanie przyczyn pękania owoców winogron i skuteczności zabiegów, takich jak interakcja gibereliny (GA3) i azotanu potasu (KNO3) oraz zapylenie krzyżowe w zapobieganiu lub łagodzeniu tego problemu w odmianie winorośli Siah-e-Samarkhandi.
Eksperyment przeprowadzono przez dwa lata (2021-2022) w komercyjnej winnicy nawadnianej deszczem w wiosce Khoral, na północny zachód od Szyrazu w Iranie (35 km na północny zachód od Szyrazu, 29°57′ N, 52°14′ S). Region charakteryzuje się łagodnym, chłodnym klimatem ze średnią roczną sumą opadów wynoszącą 450 mm i gliniasto-gliniastą glebą. Winorośl posadzono w rzędach w odległości 3,5 metra od siebie i 4 metrów między poszczególnymi krzewami. Winnica nie była nawadniana (rolnictwo nawadniane deszczem). Zbiór materiału roślinnego był zgodny z odpowiednimi wytycznymi i przepisami instytucjonalnymi, krajowymi i międzynarodowymi i został zatwierdzony przez komercyjne przedsiębiorstwo ogrodnicze we współpracy z Uniwersytetem w Szyrazie.
W pierwszym i drugim eksperymencie zastosowano układ czynnikowy oparty na losowym układzie bloków i powtórzono je czterokrotnie.
Trzeci eksperyment polegał na zapyleniu krzyżowym (zapyleniu kontrolowanym) odmiany Siah-e-Samarghandi pyłkiem z pięciu odmian (Rotabi, Rishbaba, Askari, Atabaki i Siah-e-Shiraz). Pyłek odmiany Siah-e-Samarghandi posłużył do samozapylenia tej odmiany i stanowił kontrolę w tym eksperymencie.
W okresie kwitnienia każdej odmiany winorośli Siah-e-Samarghandi, pyłek z tych odmian został naniesiony na cztery wybrane kwiatostany. Na jeden do trzech dni przed kwitnieniem, wybrane kwiatostany umieszczono w papierowych torebkach. Dwadzieścia pięć procent kwiatów odmiany zapylanej umieszczono w papierowych torebkach. Dziesięć do czternastu dni po kwitnieniu, wszystkie papierowe torebki usunięto z kwiatostanów.
Po dojrzeniu owoców (zawartość substancji rozpuszczalnych ≥16%), plon winogron mierzono indywidualnie. Osiem gron (cztery w workach, reszta bez worków) wybrano losowo z czterech stron krzewu i przekazano do laboratorium fizjologicznego Katedry Ogrodnictwa, Wydziału Rolniczego Uniwersytetu w Szirazie w Iranie, w celu przeprowadzenia analizy ilościowej i jakościowej.
Szybkość zawiązywania owoców oblicza się według następującego wzoru: należy wziąć pod uwagę liczbę kwiatów wytworzonych 10 dni przed kwitnieniem i liczbę jagód wytworzonych 10 dni po kwitnieniu.
W pierwszych dwóch eksperymentach losowo wybrano 10 jagód z każdego grona; w trzecim eksperymencie wybrano 50 jagód. Zliczono liczbę nasion w każdej jagodzie i obliczono średnią liczbę nasion na jagodę w każdej grupie eksperymentalnej.
W celu oznaczenia związków fenolowych, ekstrakt soku owocowego rozcieńczono w stosunku 1:1 80% metanolem. Następnie 100 μl ekstraktu etanolowego zmieszano z 400 μl buforu fosforanowego i 2,5 ml odczynnika Folina-Ciocalteu (Sigma-Aldrich). Po 1 minucie do mieszaniny dodano 2 ml 7,5% roztworu węglanu sodu i inkubowano próbkę w temperaturze 25°C przez 5 minut. Następnie zmierzono absorbancję przy długości fali 760 nm za pomocą spektrofotometru (BioTek Instruments, Inc., USA). Wyniki wyrażono w miligramach kwasu galusowego na 100 g świeżej masy, przy czym kwas galusowy był używany.^asstandard.
Zawartość antocyjanów oznaczono metodą różnicowego pH z użyciem dwóch różnych buforów: 25 mM buforu KCl o pH 1,0 i 0,4 M buforu octanu sodu o pH 4,5. Każdą próbkę inkubowano w obu buforach przez 15 minut, a absorbancję mierzono przy długości fali 510 nm i 700 nm, w pięciu powtórzeniach dla każdej próbki. Całkowitą zawartość antocyjanów oznaczono zgodnie z metodą Sabira i in.
Aktywność antyoksydacyjna^{został ustalony}z zastosowaniem metody 1,1-difenylo-2-trinitrofenylohydrazyny (DPPH). Metoda ta była następująca: 100 ml soku owocowego rozcieńczono metanolem i wodą w stosunku 1:100. Następnie ekstrakt zmieszano z 2 ml 0,1 mM roztworu DPPH w metanolu. Po 30 minutach zmierzono absorbancję powstałego roztworu przy długości fali 517 nm za pomocą spektrofotometru UV Cecil 2010. Absorbancję wolnych rodników DPPH bez ekstraktu wykorzystano jako kontrolę. Aktywność antyoksydacyjną obliczono według następującego wzoru:
W tym eksperymencie zastosowano całkowicie losowy układ, powtórzony trzykrotnie (każde powtórzenie zawierało cztery klastry). Dane analizowano za pomocą oprogramowania SAS 9.1, a do porównania średnich zastosowano test Tukeya przy poziomie istotności 0,05. Mapy cieplne klastrów wygenerowano za pomocą oprogramowania R do analizy wielowymiarowej.
W porównaniu z zabiegiem samozapylenia (14,97%), wartość TSS dla zapylenia krzyżowego w zabiegu Atabaqui wyniosła 16,93%, co stanowi istotną różnicę. Nie zaobserwowano istotnych różnic między pozostałymi zabiegami a zabiegiem samozapylenia (rysunek 4B).
Najwyższą aktywność antyoksydacyjną zaobserwowano w przypadku samozapylenia (55,78%), natomiast najniższą w przypadku pyłku atabaki (18,88%) i askari (31,54%). Pozostałe metody nie różniły się istotnie od grupy kontrolnej.