The ongoing climate change, in terms of rising temperatures and greater risk of drought, has a strong impact on viticultural zoning, especially due to the increase in evapotranspiration and consequently in water needs. It is therefore important to understand and where possible optimize the physiological response to water stress in the vine. In general, it is difficult to give a definition of drought tolerance as this is strongly influenced by climatic conditions and the complex interactions between temperatures, water availability, plant material and the agronomic practices used. Water stress is estimated by measuring the water potential of the leaves, through a pressure chamber. To express the efficiency of the plant in using water, the WUE index is used, which indicates the relationship between net photosynthesis (the net fixation of CO2) and the water consumed by the plant. In conditions of water stress the vine can activate different physiological responses, implementing two different acclimatization mechanisms: the first mechanism tends to save the water present, the second tends to consume it. In general, the genotypes are classified as isohydric and anisohydric based on the water potential threshold at which stomatal closure occurs. In relation to the stomatal opening, the production of abscisic acid is also important, an isoprenoid which regulates responses to osmotic stress and also induces other effects such as the expression of hydrophilins and the synthesis of other antioxidant substances. Water stress can be counteracted at various levels starting from the choice of plant material and subsequently through agronomic practices such as irrigation. This work analyzes in particular the influence of the rootstock on the drought resistance of the vine, especially with regards to the architecture and conductance of the root system, the absorption and use of water. Subsequently, information is reported on the genetics and some general characteristics of recent drought-resistant rootstocks: the M series rootstocks, respectively called M1, M2, M3, M4. In conclusion, the interaction of the latter with the vine is analyzed: the results of the experiments concerning various physiological aspects are reported, the evaluations of gas exchange, WUE, osmolality, the expression of genes related to the metabolism of ABA; Furthermore, data on quantitative and qualitative performances are reported, as well as some data on mineral nutrition. The case studies therefore confirm the effectiveness of these rootstocks in adapting to drought, through a reduction in stomatal conductance and water potential, while maintaining, at the same time, high photosynthetic activity and significant efficiency in water use.
Il cambiamento climatico in atto, in termini di innalzamento delle temperature e maggior rischio di siccità, ha un forte impatto sulla zonazione viticola, soprattutto a causa dell’aumento dell’evapotraspirazione e conseguentemente del fabbisogno idrico. È pertanto importante comprendere e dove possibile ottimizzare la risposta fisiologica allo stress idrico della vite. In generale è difficile attribuire una definizione di tolleranza alla siccità in quanto questa è fortemente influenzata dalle condizioni climatiche e dalle complesse interazioni tra le temperature, la disponibilità di acqua, il materiale vegetale e le pratiche agronomiche utilizzate. Lo stress idrico viene stimato attraverso la misura del potenziale idrico delle foglie, attraverso una camera a pressione. Per esprimere l’efficienza della pianta nell’utilizzare l’acqua viene utilizzato l’indice WUE, che indica la relazione tra la fotosintesi netta (la fissazione netta di CO2) e l’acqua consumata dalla pianta. In condizioni di stress idrico la vite può attivare diverse risposte fisiologiche, attuando due diversi meccanismi di acclimatazione: il primo meccanismo tende a risparmiare l’acqua presente, il secondo tende invece a consumarla. In generale i genotipi si classificano come isoidrici ed anisoidrici in base alla soglia di potenziale idrico alla quale avviene la chiusura stomatica. In relazione all’apertura stomatica è anche importante la produzione di acido abscissico, isoprenoide che regola le risposte allo stress osmotico e induce anche altri effetti come l’espressione delle idrofiline e la sintesi di altre sostanze antiossidanti. Lo stress idrico può essere contrastato a vari livelli a partire dalla scelta del materiale vegetale e successivamente attraverso pratiche agronomiche come l’irrigazione. Questo lavoro analizza in particolare l’influenza del portinnesto sulla resistenza alla siccità della vite, soprattutto per quanto concerne l’architettura e la conduttanza dell’apparato radicale, l’assorbimento e l’utilizzo dell’acqua. Successivamente vengono riportate informazioni sulla genetica e alcune caratteristiche generali dei recenti portinnesti resistenti alla siccità: i portinnesti della serie M, rispettivamente denominati M1, M2, M3, M4. In conclusione, si analizza l’interazione di quest’ultimi con la vite: sono riportati i risultati delle sperimentazioni riguardanti diversi aspetti fisiologici, le valutazioni degli scambi gassosi, della WUE, dell’osmolalità, dell’espressione dei geni correlati al metabolismo dell’ABA; inoltre sono riportati dati sulle performance quanti-qualitative, nonché alcuni dati sulla nutrizione minerale. I casi studio confermano pertanto l’efficacia di tali portinnesti nell’adattarsi alla siccità, attraverso una riduzione della conduttanza stomatica e del potenziale idrico, mantenendo, allo stesso tempo, un'elevata attività fotosintetica ed una significativa efficienza nell’uso dell’acqua.
La risposta fisiologica della vite allo stress idrico: l'interazione con i portinnesti della serie M
SORIA, MATILDE
2022/2023
Abstract
Il cambiamento climatico in atto, in termini di innalzamento delle temperature e maggior rischio di siccità, ha un forte impatto sulla zonazione viticola, soprattutto a causa dell’aumento dell’evapotraspirazione e conseguentemente del fabbisogno idrico. È pertanto importante comprendere e dove possibile ottimizzare la risposta fisiologica allo stress idrico della vite. In generale è difficile attribuire una definizione di tolleranza alla siccità in quanto questa è fortemente influenzata dalle condizioni climatiche e dalle complesse interazioni tra le temperature, la disponibilità di acqua, il materiale vegetale e le pratiche agronomiche utilizzate. Lo stress idrico viene stimato attraverso la misura del potenziale idrico delle foglie, attraverso una camera a pressione. Per esprimere l’efficienza della pianta nell’utilizzare l’acqua viene utilizzato l’indice WUE, che indica la relazione tra la fotosintesi netta (la fissazione netta di CO2) e l’acqua consumata dalla pianta. In condizioni di stress idrico la vite può attivare diverse risposte fisiologiche, attuando due diversi meccanismi di acclimatazione: il primo meccanismo tende a risparmiare l’acqua presente, il secondo tende invece a consumarla. In generale i genotipi si classificano come isoidrici ed anisoidrici in base alla soglia di potenziale idrico alla quale avviene la chiusura stomatica. In relazione all’apertura stomatica è anche importante la produzione di acido abscissico, isoprenoide che regola le risposte allo stress osmotico e induce anche altri effetti come l’espressione delle idrofiline e la sintesi di altre sostanze antiossidanti. Lo stress idrico può essere contrastato a vari livelli a partire dalla scelta del materiale vegetale e successivamente attraverso pratiche agronomiche come l’irrigazione. Questo lavoro analizza in particolare l’influenza del portinnesto sulla resistenza alla siccità della vite, soprattutto per quanto concerne l’architettura e la conduttanza dell’apparato radicale, l’assorbimento e l’utilizzo dell’acqua. Successivamente vengono riportate informazioni sulla genetica e alcune caratteristiche generali dei recenti portinnesti resistenti alla siccità: i portinnesti della serie M, rispettivamente denominati M1, M2, M3, M4. In conclusione, si analizza l’interazione di quest’ultimi con la vite: sono riportati i risultati delle sperimentazioni riguardanti diversi aspetti fisiologici, le valutazioni degli scambi gassosi, della WUE, dell’osmolalità, dell’espressione dei geni correlati al metabolismo dell’ABA; inoltre sono riportati dati sulle performance quanti-qualitative, nonché alcuni dati sulla nutrizione minerale. I casi studio confermano pertanto l’efficacia di tali portinnesti nell’adattarsi alla siccità, attraverso una riduzione della conduttanza stomatica e del potenziale idrico, mantenendo, allo stesso tempo, un'elevata attività fotosintetica ed una significativa efficienza nell’uso dell’acqua.| File | Dimensione | Formato | |
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