Mechanisms of Grapevine Acclimation to Drought and Rehydration Cycles: An Ecophysiological and Light-Multispectral Investigation

This research involved a comparative analysis of three grapevine genotypes under three water availability conditions: control (irrigated), single stress (exposed to one cycle of water stress and post-stress rehydration), and double stress (exposed to two consecutive stress/rehydration cycles). Classical ecophysiological methods, including an infrared gas analyzer for gas exchange measurement and the Scholander pressure chamber for water potential, were used to monitor vine responses to different irrigation treatments. Multispectral reflectance analysis conducted each day captured the spectral evolution of the different irrigation treatments. This research had three primary aims: to evaluate grapevine response to repeated cycles of water stress and rehydration, to assess the variation in this response by genotype, and to evaluate the ability of multispectral analyses to reflect information related to grapevine ecophysiology. While multispectral indexes were able to distinguish between stressed and non-stressed groups over time, correlations with the ecophysiological measurements were not consistent, indicating the need to adjust future experimental plans to evaluate this objective further. Variations according to genotype were apparent, but differences in ecophysiological measurements were more apparent under control conditions than under stress. Increasing the frequency of measurement collection earlier in the stress cycle may capture more of the genotypic variability. Main ecophysiological parameters gs, A, and E declined at slower rates in the second stress cycle compared to the first cycle. Recovery responses were more variable, with some genotypes recovering to higher gs, A, and E levels relative to the first recovery, and others recovering to equal or lower levels compared to the first recovery.

Questa ricerca ha coinvolto un'analisi comparativa di tre genotipi di vite in tre condizioni di disponibilità idrica: controllo (irrigato), stress singolo (esposto a un ciclo di stress idrico e reidratazione post-stress) e stress doppio (esposto a due cicli consecutivi di stress/reidratazione). Sono stati utilizzati metodi ecofisiologici classici, tra cui un analizzatore di gas a infrarossi per la misurazione dello scambio di gas e la camera a pressione di Scholander per il potenziale idrico, per monitorare le risposte della vite a diversi trattamenti di irrigazione. L'analisi della riflettanza multispettrale condotta ogni giorno ha catturato l'evoluzione spettrale dei diversi trattamenti di irrigazione. Questa ricerca aveva tre obiettivi principali: valutare la risposta della vite a cicli ripetuti di stress idrico e reidratazione, valutare la variazione di questa risposta in base al genotipo e valutare la capacità delle analisi multispettrali di riflettere le informazioni relative all'ecofisiologia della vite. Mentre gli indici multispettrali erano in grado di distinguere tra gruppi stressati e non stressati nel tempo, le correlazioni con le misurazioni ecofisiologiche non erano coerenti, indicando la necessità di adattare i piani sperimentali futuri per valutare ulteriormente questo obiettivo. Le variazioni in base al genotipo erano evidenti, ma le differenze nelle misurazioni ecofisiologiche erano più evidenti in condizioni di controllo che sotto stress. Aumentare la frequenza della raccolta delle misurazioni all'inizio del ciclo di stress può catturare una maggiore variabilità genotipica. I principali parametri ecofisiologici gs, A ed E sono diminuiti a velocità inferiori nel secondo ciclo di stress rispetto al primo ciclo. Le risposte di recupero erano più variabili, con alcuni genotipi che si sono ripresi a livelli di gs, A ed E più elevati rispetto al primo recupero e altri che si sono ripresi a livelli uguali o inferiori rispetto al primo recupero.