Hogyan befolyásolja a gyümölcsminőséget a különböző mértékű vízhiányos állapot?
A vízhiány a generatív fejlődési fázisban a szaporítószervek számát befolyásolhatja, kevesebb és ennek megfelelően nagyobb gyümölcsöt eredményezhet, de az erőteljes vízhiány a magkezdemény abnormális fejlődését eredményezheti. A sejtosztódás fázisában a gyümölcsfejlődés során az enyhe vízhiány az őszibarack gyümölcsének méretét és cukortartalmát növeli, a termésnövekedés idején már kifejezetten negatív hatása van, de a legjelentősebb károkat az érés során okozza. Mindent egybevetve kijelenthető, hogy a gyümölcs minősége és mennyisége közötti optimális kompromis�- szum érhető el akkor, ha a megfelelő fejlődési állapotban és intenzitással alkalmazzuk a vízhiányos állapotot. A szabályozott vízhiányos kezelések elősegíthetik a növény ellenálló képességének növelését az aszályos időszakokban.
A növények „felkészíthetőek”, toleranciájuk mértéke növelhető. Ezt a folyamatot „aktivált állapotnak” is nevezik, ami az előzetesen alkalmazott, enyhébb stressz által beindított molekuláris válaszreakciók morfológiai, élettani és biokémiai következménye. Ezen változások toleránsabbá teszik a növényeket a stresszfaktorokkal szemben, és felkészültebbé válnak, gyorsabban aktiválják a védekező rendszerüket egy újabb stresszhatás fellépésekor. Ez a stratégia egy adaptív és költséghatékony védekező rendszer lehet, amely növeli a növények ellenálló képességét a kedvezőtlen környezeti tényezőkkel szemben és egyben az egészségvédő vegyületek felhalmozásával jobb minőségű gyümölcsöt eredményez. Mivel a növényeket számos abiotikus és biotikus stresszhatás érheti egyszerre, a különböző stresszfaktorok egymásra gyakorolt hatását is fontos számba venni. Az endogén növényi hormonok szignálként reagálnak a stresszfolyamatokra. Bizonyos növényi hormonok, mint például az abszcizinsav kifejezetten abiotikus folyamatokban játszik szerepet, míg például a szalicilsav, jázmonsav vagy az etilén inkább a biotikus sztesszfolyamatokra jellemző.
Általában az abiotikus stresszfaktorok együttes hatása például a magas hőmérséklet és a vízhiány sokkal károsabb következményeket idéz elő, mint egyetlen tényező. Ezzel szemben egy biotikus és egy abiotikus stressztényező együtt kevésbé súlyos hatást gyakorolhat. Paradicsomon végzett kísérlettel bizonyították, hogy a Botrytis cinerea fertőzéssel együtt jelentkező abiotikus stressz (vízhiány, ozmotikus vagy oxidatív stressz) csökkenti a patogénfertőzésre való fogékonyságot. A stresszfaktorok együttes hatása jelentkezik a termés minőségi paramétereiben is. Paradicsom esetében a fonálféreg-fertőzés 3 hetes vízhiányos időszakban növelte a termés cukor- és flavonoidtartalmát a kezeletlen, vagy csak az egyik stresszhatásnak kitett kontroll növényekhez képest. Ugyanakkor ez a kombináció gyakran csökkentette a növényi biomasszát, így negatívan hatott a termésmennyiségre. A biotizáció, vagyis amikor a fiatal növényeket hasznos mikroorganizmusokkal (például mikorrhiza gombákkal) beoltják, növeli a gyümölcsben az antioxidáns vegyületek mennyiségét és fokozza az abiotikus stresszfaktorokkal szembeni toleranciát. Bár számtalan tudományos kísérletet végeztek modellnövényeken a vízhiány hatására működésbe lépő gének azonosítására, egyelőre a termesztett fajokról még kevés ismeret áll rendelkezésre ezzel kapcsolatban. Paradicsom esetében az abiotikus tényezőkkel szembeni toleranciára felhasználható genetikai forrásokat a vad fajok jelentik, amiért a nemesítési programokban intenzíven használják is azokat. A stresszválaszokban részt vevő gének azonosítását végezve például szőlőbogyókban a vízhiány hatására kb. 6000 gén működése mutatott eltérést a kezelt és kezeletlen növények között.
Új lehetőségek a vízhiány monitorozására és ennek gyümölcsminőségre gyakorolt hatásai
Az innovatív öntözési stratégiák kialakításához hatékony és nem destruktív módszerekre van szükség, amik lehetővé teszik a valós idejű monitorozást a növény élettani állapotáról és a gyümölcs minőségéről. Bár léteznek olyan módszerek, amik a talaj nedvességtartalmát, a levelek fotoszintetikus aktivitását vagy akár a növekedés ütemét mérik, a gyümölcsminőséget ellenőrző módszerek destruktív, azaz roncsoló hatásúak. Számos kísérlet során az illékony szerves vegyületek mérését a metabolitok képződésének illetve a növény egészségügyi állapotának, valamint fejlődésének monitorozására használták. Mára már egyértelművé vált, hogy e vegyületek összetételét megváltoztatják a stressztényezők, ráadásul azok típusa, intenzitása és a növény toleranciája is előre jelezhető az adatokból. Például paradicsomnál a megnövekedett metanol kibocsátás összefüggést mutatott a sejtnövekedéssel, és növelte a metil-szalicilát kibocsátást hernyó- és atkatámadás, valamint Botrytis és dohánymozaik vírus fertőzése során. Többször is igazolták, hogy a vízhiány hatására megnőtt a biotikus stresszfaktorok által indukált illékony szerves vegyületek kibocsátása.
A rezisztencianemesítés során kifejezetten előnyös módszer a növények szelektálására az illékony szerves vegyületek monitorozása. A gyümölcsminőség és a növény általános állapotának felmérésére már számos nem roncsoló módszer is elérhető. A mérések alapját olyan fizikai paraméterek adják, amik összefüggést mutatnak a növény élettani állapotával vagy a gyümölcs minőségével, mint például az elektromágneses vagy optikai tulajdonságok a gyümölcs küllemével, a mechanikai tulajdonságok az állaggal, a kémiai paraméterek pedig az ízzel. A legígéretesebb módszerek az NMR (mágnesen magrezonancia), NIR (közeli infravörös spektroszkópia), az UV/látható fényen mért paraméterek, mint például PRI index (fotokémiai visszaverési index). Mivel a gyümölcsminőség változása a vízhiányos állapotban összetett folyamatok együttese, egy modellrendszer felállítása nagyban segítené az öntözési stratégiák meghatározását. A virtuális gyümölcs modell összegezné az ismereteket a gének szintjétől egészen a gyümölcsig. A jövőben ez a modellrendszer nagyon hatékony eszköz lenne a víz és a szerves anyagok egyensúlyának vizsgálatára vízhiányos állapotban a teljes növény és a gyümölcs szintjén.
Chronica Horticulturae cikkét referálta
Dr. Halász Júlia
és Dr. Hegedűs Attila
