Nedostatek vody představuje jeden z významných faktorů ovlivňujících růst, vitalitu a produkční schopnosti ovocných dřevin. V souvislosti s častějším výskytem suchých období se proto šlechtění zaměřuje nejen na kvalitu plodů, ale také na schopnost stromů přizpůsobit se nepříznivým klimatickým podmínkám. Důležitým předpokladem je možnost včasného rozpoznání genotypů, které vykazují vyšší toleranci vůči nedostatku vody.
Ve Výzkumném a šlechtitelském ústavu ovocnářském Holovousy byla ve spolupráci s výzkumnými partnery realizována studie zaměřená na sledování fyziologických a biochemických reakcí jabloní na vodní deficit. Cílem bylo identifikovat ukazatele, které umožňují posoudit intenzitu stresu, schopnost rostlin regulovat vodní režim a obnovovat fyziologické funkce po opětovném zavlažení.
Parametry nejlépe charakterizují reakci na sucho
Výzkum zahrnoval opakované vystavení rostlin dvoutýdennímu období vodního deficitu a následné rehydrataci v několikanásobném opakování. Měření prokázala, že jednotlivé fyziologické a biochemické ukazatele reagují na nedostatek vody rozdílně.
Vodní potenciál listů patřil mezi nejvýraznější ukazatele vodního stresu. Z počáteční hodnoty −1,18 MPa poklesl během prvního období sucha na −2,09 MPa a během druhého na −2,15 MPa.
Po obnovení závlahy se zvýšil na −2,00, respektive −1,97 MPa, což ukazuje, že ani po dvoutýdenní rehydrataci nedošlo k úplné obnově původního vodního stavu rostlin.
Peroxid vodíku (H₂O₂) představoval citlivý indikátor oxidačního stresu. Jeho průměrná koncentrace vzrostla z počátečních 41,5 µmol/g čerstvé hmoty na 66,7 µmol/g po prvním období sucha. Po rehydrataci poklesla na 51,8 µmol/g. Při opakovaném stresu však byla zaznamenána další změna a po druhé rehydrataci dosáhla koncentrace až 112,9 µmol/g.
Výsledky naznačují, že oxidační zátěž může přetrvávat nebo se zvyšovat i po obnovení dostupnosti vody.
Superoxidový radikál (O₂•⁻) vykazoval obdobnou reakci. Jeho koncentrace vzrostla z původních 26,4 µg/g čerstvé hmoty na 47,0 µg/g po prvním stresu a následně poklesla na 32,0 µg/g po rehydrataci. Po druhém období sucha dosáhla 40,5 µg/g a po závěrečné rehydrataci 54,2 µg/g. Tyto změny potvrzují význam sledování reaktivních forem kyslíku při hodnocení stresové odpovědi rostlin.
Fluorescence chlorofylu (Fv/Fm) umožnila hodnotit funkční stav fotosyntetického aparátu.
Výchozí hodnota 0,811 poklesla během stresových období na 0,769–0,770. Po rehydrataci se zvýšila na 0,773–0,777, ale nedosáhla původní úrovně. Pokles Fv/Fm tak signalizoval snížení maximální fotochemické účinnosti fotosystému II v důsledku působení stresu.
Rychlost fotosyntézy byla významně ovlivněna nejen dostupností vody, ale také vývojovou fází rostlin. Po prvním období sucha dosahovala průměrně 12,86 µmol CO₂/m²/s a po rehydrataci se zvýšila na 13,96 µmol CO₂/m²/s. Během druhého stresového období byla naměřena hodnota 16,26 µmol CO₂/m²/s a po obnovení zálivky 16,70 µmol CO₂/m²/s. Výsledky poukazují na schopnost fotosyntetického aparátu reagovat na obnovenou dostupnost vody, přičemž při interpretaci je nutné zohlednit také přirozený vývoj rostlin během vegetace.
Význam výsledků pro šlechtění
Výsledky studie ukázaly, že hodnocení tolerance jabloní nelze spolehlivě založit na jediném ukazateli. Největší informační hodnotu poskytuje kombinace vodního potenciálu listů, koncentrací peroxidu vodíku a superoxidového radikálu, rychlosti fotosyntézy a fluorescence chlorofylu.
Zásadní je také sledování jejich změn během sucha a po následném obnovení závlahy. Právě schopnost rostlin obnovit vodní režim, fotosyntetickou aktivitu a rovnováhu oxidačních procesů představuje důležité hledisko při posuzování tolerance vůči vodnímu deficitu.
Kombinované hodnocení těchto parametrů může v budoucnu přispět k efektivnějšímu výběru perspektivního šlechtitelského materiálu jabloní a k vývoji odrůd lépe přizpůsobených měnícím se klimatickým podmínkám.
Podrobně je dané téma zpracováno v publikaci:
Autor: Ing. Pavol Suran, Ph.D., Výzkumný a šlechtitelský ústav ovocnářský Holovousy s.r.o.