Dane szacunkowe wskazują, że na terenach uprawnych można by uzyskać plony wyższe aż o 70%, gdyby warunki środowiskowe były zbliżone do optymalnych dla danej grupy roślin. To sprawia, że badania podstawowe mechanizmów umożliwiających roślinom radzenie sobie z niekorzystnymi warunkami środowiska (zwanymi stresami abiotycznymi) znajdują się na czele priorytetów badawczych nie tylko w Polsce, lecz także w wielu innych krajach świata. Jednocześnie obserwuje się coraz większe zainteresowanie alternatywnym wykorzystaniem ziemi w północnej i wschodniej Europie. Jedną z takich możliwości jest uprawa winorośli. Wzrost zainteresowania tą uprawą w Polsce jest związany z różnymi czynnikami, takimi jak: zmiany klimatu, wprowadzenie nowych odmian oraz ekonomiczne i kulturowe transformacje. Sprzyjającą uprawie winorośli zmianą klimatu jest wzrost (w ostatnich latach) średniej temperatury powietrza podczas wegetacji. Rozwój i powstawanie nowych winnic obserwuje się w wielu miejscach naszego kraju: w Małopolsce, na Podkarpaciu, w rejonie Zielonej Góry, w okolicy Sandomierza i innych. Winorośla podlegają różnego rodzaju stresom środowiskowym, które ograniczają ich możliwości produkcyjne. Poznanie mechanizmów obronnych oraz fizjologicznych i molekularnych podstaw odpowiedzi na stresy ma ogromne znaczenie praktyczne.
Związki fenolowe wydają się być ważnym czynnikiem regulującym mechanizmy obronne roślin, gdyż w wielu wypadkach wykazano wzmożoną ich syntezę i gromadzenie w różnych komórkach i tkankach roślin, zarówno pod wpływem stresów biotycznych, jak i abiotycznych. Wspomniane związki, obecne w tkankach winorośli, mogą również oddziaływać na procesy oksydacyjne indukowane przez stresy, pełniąc funkcję wymiataczy wolnych rodników. Celem badań przeprowadzonych w ostatnich latach w Katedrze Biochemii, Wydziału Biologii i Biotechnologii naszego Uniwersytetu było porównanie zmian proteomicznych oraz zbadanie ilościowych i jakościowych zmian związków fenolowych zawartych w liściach różnych odmian winorośli podczas stresu chłodu oraz w liściach i korzeniach winorośli podczas stresu suszy, a także poznanie antyoksydacyjnych właściwości ekstraktów otrzymanych z tego materiału. Szczególnie ważne w naszych badaniach wydawało się porównanie profili tysięcy białek syntetyzowanych w liściach i korzeniach winorośli w warunkach optymalnych i w warunkach badanych stresów abiotycznych. Dokonano też identyfikacji białek, których ekspresja uległa znaczącym zmianom pod wpływem działania stresów. Wspomniane badania wykonywane były w ramach programów unijnych COST i finansowane przez Narodowe Centrum Nauki.
Część prac oryginalnych i jedna praca przeglądowa z tej dziedziny już zostały opublikowane (J. Plant Physiol. 2015, 189: 97 – 104 i J. Plant Physiol. 2017, 211: 114 – 126 oraz Acta Sci. Pol., Biotechnologia, 2015, 14(2): 43 – 56), a kilka następnych czeka na publikację.
Należy podkreślić, że badane przez nas stresy suszy i chłodu są głównymi środowiskowymi czynnikami, które ograniczają rozmieszczenie winorośli w świecie. Wykazane w badaniach zmiany ilościowe i jakościowe związków fenolowych mogą świadczyć o zmianach aktywności metabolizmu wtórnego pod wpływem czynników stresowych. Analiza proteomu liści i korzeni winorośli pozwala natomiast na wykrycie wielu białek, których ekspresja ulega znaczącym zmianom podczas stresów. Wykryte białka mogą służyć jako obiekt strategii inżynieryjnych, mających na celu powstanie odmian wykazujących większą odporność na niekorzystne warunki klimatyczne. Identyfikacja białek, których nadekspresja jest specyficzna dla różnych warunków stresowych pozwala na wykorzystanie ich jako białek wskaźnikowych w diagnostyce, gdzie obserwowana nadekspresja może być znakomitym markerem uszkodzeń wywołanych przez specyficzne czynniki stresowe. Uzyskanie odmian wyposażonych w mechanizmy pozwalające zwiększyć zakres odpowiedzi rośliny na określony czynnik stresowy może w znacznym stopniu przyczynić się do zwiększenia plonowania roślin oraz wzrostu areału upraw.
Najważniejsze dla naszego kraju są z pewnością badania dotyczące stresu chłodu, gdyż Polska ma zbyt chłodny klimat dla znacznej części odmian winorośli wywodzących się od europejskiego gatunku Vitis vinifera. Nowymi odmianami, określanymi jako „Północne odmiany winorośli” zainteresowane są również kraje o chłodniejszym zbliżonym do polskiego klimacie, takie jak Holandia, Dania, Anglia, Irlandia a nawet Szwecja. Otrzymano już wiele odmian o znacznej odporności na chłód i mróz. Poważnym problemem pozostaje jednak fakt, że zwykle zwiększaniu odporności krzewów winorośli na chłód i mróz nie towarzyszy lepsza jakość owoców, a szczególnie wina. Nie wiadomo, czy kiedykolwiek uda się w pełni rozwiązać ten problem.
W grudniu 2005 r. Unia Europejska uznała Polskę za kraj zdolny do produkcji wina. Odtąd wyroby winiarzy z Polski mogą nosić szczytne miano wina zastrzeżone w Unii dla szlachetnych trunków wytwarzanych wyłącznie z winogron.
Najlepsze warunki klimatyczne do uprawy winorośli ma zachodnia i południowozachodnia część kraju, gdzie rzadko występują zimy z minimalnymi temperaturami poniżej -20oC (warunki nadające się do uprawy winorośli właściwej). W południowej i południowo-wschodniej części kraju, gdzie często występują zimy o temperaturach poniżej -20oC, można uprawiać odporniejsze odmiany winorośli oraz mieszanki odmian. W pozostałej części kraju zalecana jest uprawa amatorska i tylko nieliczne regiony, w których występuje korzystny mikroklimat umożliwiają uprawy na skalę przemysłową. Mniej korzystne warunki klimatyczne można jednak rekompensować odpowiednią lokalizacją winnicy (np. osłonięty stok o wystawie południowo-zachodniej lub południowej), doborem specjalnych odmian oraz staranną agrotechniką. Na zdjęciach pokazano grona różnych odmian winorośli – Muscal Blue, Zodiak, Aloszenkin, Evita, Wiktoria, Sfinks, Venus i Galanth - z winnicy dr. Grzegorza Marszałkowskiego zlokalizowanej w okolicach Warszawy. Zdaniem plantatora najsilniejszym wzrostem i największą plennością w tych warunkach wykazały się odmiany Venus i Galanth. Ciekawym zjawiskiem w Polsce jest to, że winnic nie zakładają zwykle rolnicy i ogrodnicy, lecz aktorzy, naukowcy, lekarze i prawnicy.
Stanisław Weidner
W wersji skróconej tekst ukazał się w marcowym numerze Wiadomości Uniwersyteckich.
