Determination of Cold Damage and Lipid Peroxidation Levels of Karaerik (Vitis vinifera L.) Grape Cultivar Having Different Trunk Height in Winter Buds

Abstract

This experiment was carried out to determine the cold injury of winter buds according to different trunk heights in Karaerik cv. grape cultivar grown in Erzincan province during the winter colds that occurred in 2012/13. In addition, the level of lipid peroxidation activity was examined in winter buds exposed to low temperatures. For this purpose,  1 year old shoots were taken in the spring before pruning and of the first 4 buds of one-year old shoot were examined with a binocular microscope after opening with a razor blade and low temperature damage was detected in the dormant buds. Lipid peroxidation level in winter buds was determined by malonindialdehyde (MDA) analysis. Falling winter temperatures up to -19.2^oC the damage was caused 75cm, 100cm and 125cm trunk height shoots in winter buds average 24.10%, 30.2% and 22.9% respectively in this period. However, no significant difference was found between trunk heights according to the results of injury rate and lipid peroxidation activity level in winter buds. Along with that, 125cm trunk height the winter buds have been slightly more tolerant to low winter temperatures compared to other trunk heights. We are of the conviction may be a more accurate approach of investigation of the effects of trunk heights on yield and quality criteria for recommend which trunk height is more suitable for local vineyard in future work.

Keywords

• Erzincan,Karaerik,low temperature tolerance,lipid peroxidation

Farklı Gövde Yüksekliğine Sahip Karaerik (V. vinifera L.) Üzüm Çeşidinin Kış Gözlerinde Soğuk Zararı Ve Lipid Peroksidasyon Düzeyinin Belirlenmesi

Öz

Bu çalışma ile, 2012-2013 kış döneminde meydana gelen düşük kış sıcaklıkların farklı gövde yüksekliği (75cm, 100cm, 125cm) ile terbiye edilmiş Karaerik üzüm çeşidinin kış gözlerinde neden olduğu don hasarı belirlenmiştir. Ayrıca düşük sıcaklıklara maruz kalarak zarar gören kış gözlerinde lipid peroksidasyon aktivite düzeyi incelenmiştir. Bu amaçla, çeşide ait 1 yaşlı çelikler baharda budamadan önce alınmış ve sürgünün bazalında bulunan ilk 4 kış gözü razor bıçağı ile açıldıktan sonra binoküler mikroskopta incelenerek düşük sıcaklık hasarı belirlenmiştir. Kış gözlerinde lipid peroksidasyon düzeyi ise malonindialdehit (MDA) analizi yapılarak ortaya konulmuştur. Söz konusu dönemde -19.2^oC’ye kadar düşen kış sıcaklıkları 75cm, 100cm ve 125cm gövde yüksekliğine sahip omcaların kış gözlerinde sırasıyla ortalama %24.10 %30.2 ve %22.9 arasında bir hasara neden olmuştur. Ancak kış gözlerindeki hasar oranı ve lipid peroksidasyon aktivite düzeyi sonuçlarına göre gövde yükseklikleri arasında önemli bir fark bulunamamıştır. Bununla birlikte 125cm gövde yüksekliğine sahip omcalar düşük kış sıcaklıklarına, diğer gövde yüksekliklerine oranla biraz daha toleranslı gibi görünse de, yöre bağcılığına hangi gövde yüksekliğinin daha uygun olduğunun önerilebilmesi adına sonraki çalışmalarda gövde yüksekliklerinin verim ve kalite kriterleri üzerine olan etkilerinin araştırılmasının daha doğru bir yaklaşım olabileceği kanaatine varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Erzincan,Karaerik,düşük sıcaklık toleransı

Kaynakça

1. Andrews, P.K., C.R. Sandidge, III, and T.K. Toyama, 1984. Deep supercooling of dormant and deacclimating Vitis buds. Amer. J. Enol. Viticult. 35:175–177.
2. Anonim, 2017. Erzincan ili meteorolojik verileri. Meteoroloji Bölge Müdürlüğü, Erzurum.Erişim tarihi: 01.02.2017
3. Buztepe, A. 2016. Üzümlü İlçesi (Erzincan) Koşullarında Yetiştirilen Karaerik Üzüm Çeşidinde Pozisyonlarına Bağlı Olarak Kış Gözlerinin Dona Toleranslarının Belirlenmesi Yüksek Lisans Tezi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
4. Çelik, H., Erdemir, D., Değirmenci, D., 2008. 2005-2006 Kış dönemi soğuklarının Kalecik (Ankara) koşullarında yetiştirilen üzüm çeşitlerinde yol açtığı zararlar. Türkiye V. Ulusal Bahçe Bitkileri Kongresi, Cilt II, 451-454, 04-07 Eylül, Erzurum
5. Ershadi, A., Karimi, R., Mahdeí, K.N., 2016. Freezing tolerance and its relationship with soluble carbohydrates, proline and water content in 12 grapevine cultivars. Acta Physiol. Plant. 38 (1), 1–10.
6. Fennell, A. (2004). Freezing tolerance and injury in grapevines. In Adaptations and Responses of Woody Plants to Environmental Stresses. R. Arora (Ed.), pp. 201-235. Hawthorn Press, Binghamton, NY.
7. Fennell, A. and E. Hoover. (1991). Photoperiod influences growth, bud dormancy, and cold acclimation in Vitis labruscana and V. riparia. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 116:270-273.
8. Ferguson JC., Moyer M.M., Mills LJ., Hoogenboom G., Keller M. 2014. Modeling Dormant Bud Cold Hardiness and Bud break in Twenty-Three Vitis Genotypes

9. Ferguson, J.C., Tarara, J.M., Mills, L.J., Grove, G.G., Keller, M., 2011. Dynamic thermal time model of cold hardiness for dormant grapevine buds. Ann. Bot. 107,389–396.
10. Grant, T. N., & Dami, I. E. (2015). Physiological and Biochemical Seasonal Changes in Vitis Genotypes with Contrasting Freezing Tolerance. American Journal of Enology and Viticulture.
11. Heath, R. L. and Packer, L., 1968. Photoperoxidation in isolated chloroplasts. I. Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation. Arch Biochem Biophys 125 189-198.
12. Howell, G.S. and N. Shaulis. (1980). Factors influencing within-vine variation in the cold resistance of cane and primary bud tissues. Amer. J. Enol. Vitic. 131:158-161
13. Jaleel, C.A., Riadh, K., Gopi, R., Manivannan, P., Inès, J., Al-Juburi, H.J., Chang-Xing, Z., Hong-Bo, S., Panneerselvam, R., 2009, Antioxidant defense responses: physiological plasticity in higher plants under abiotic constraints, Acta Physiol. Planta., 31, 427-436.
14. Kaya Ö. ve Köse C. 2016. Karaerik Üzüm Çeşidinde Koltuk Sürgünü Varlığının Kış Gözlerindeki Lipid Peroksidasyon Aktivitesine Etkisi. Uluslar arası Erzincan Sempozyumu. 28 Eylül - 1 Ekim 2016.
15. Kaya, 2011. Üzümlü ilçesi (Erzincan) koşullarında yetiştirilen Karaerik üzüm çeşidinde koltuk sürgünü varlığının kış gözlerinin dona dayanımı üzerindeki etkilerinin belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi. Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Erzurum.
16. Keller M, Mills LJ. 2007. Effect of pruning on recovery and productivity of cold-injured Merlot grapevines. American Journal of Enology and Viticulture 58: 351–357.
17. Keller, M. 2015. The science of grapevines-anatomy and physiology. Burlington, MA: Academic Press.
18. Khanizandeh, S., Rekika, D., Levasseur, A., Groleav, Y., Richer, C., Fisher, H., 2005. The effects of different cultural and environmental factors on grapevine growth, winter hardiness and performance in three locations in Canada. Small Fruit Rev., 4(3):3-28.
19. Köse C, Güleryüz, M., 2009. Üzümlü İlçesi (Erzincan) Karaerik Üzüm Bağlarında 2007-2008 Kış Soğuklarının Kış Gözlerinde Yol Açtığı Zararlar. Atatürk Üniversitesi, Ziraat Fakültesi Derg., 40(1): 55-60.
20. Lin SZ, Zhang ZY, Liu WF, Lin YZ, Zhang Q, Zhu BQ (2005) Role of glucose-6-phosphate dehydrogenase in freezing induced freezing resistance of Populus suaveolens. J Plant Physiol Mol Biol 35:34–40
21. Mills LJ, Ferguson JC, Keller M. 2006. Cold-hardiness evaluation of grape- vine buds and cane tissues. American Journal of Enology and Viticulture 57: 194 – 200.
22. Odneal, M.B., 1984. Cold Hardiness of Grapes. State Fruit Experiment Station, College of Health and Applied Sciences, Missouri State University, Bulletin No:41.
23. Pool, B., Lerch, S., 2008. Managing Cold Injured Vines What We Learned in 2003. http://www.nysaes.cornell.edu/hort/faculty/pool/Managing%20WI%20Vynds/Manage%20WI%20Vineyard%20What%20we%20learned%20in%202003.htm
24. Pool, R., 2000. Winter Cold Injury to Grapevine Canes and Trunks. http://www.nysaes.cornell.edu/hort/ faculty/ pool/ trunkinjury/tihtml/trninjavoidance
25. Rekika D, Cousineau J, Levasseur A, Richer C, Khanizadeh S, Fisher H (2004) The use of a freezing technique to determine the bud hardiness of twenty grape genotypes (Vitis sp.). Acta Hort 640:207–212
26. Wolf, T.K. and M. Cook. 1992. Seasonal deacclimation patterns of 3 grape cultivars at constant warm temperature. Am. J. Enol. Vitic. 43:171-179
27. Wolpert, J.A. and G.S. Howell. (1986b). Effect of night interruption on cold acclimation of potted ‘Concord’ grapevines. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 111:16-20.
28. Zabadal, T. J., Dami, I. E., Goffinet, M. C., Martinson, T. E., & Chien, M. L., 2007. Winter injury to grapevines and methods of protection, Michigan State University Publications on Grape Production, Michigan, USA, p. 36-37
29. Zhang J, Wu X, Niu R, Liu Y, Liu N, Xu W, Wang Y (2012) Coldresistance evaluation in 25 wild grape species. Vitis 51:153–160