CO2 chroni schłodzone winogrona

Winogrona stołowe przechowuje się zwykle po zbiorze w temperaturze 0°C, by zapobiec utracie wody przez owoce. We wrażliwych na zimno roślinach może dojść do uszkodzenia struktury, częściowo w wyniku działania reaktywnych form tlenu (ROS), które uszkadzają komórki i powodują brązowienie. Ponadto rośliny mogą stać się bardziej podatne na chorobotwórcze grzyby, w tym szarą pleśń, która rośnie nawet w temperaturze – 5°C.

Aby temu zapobiec, winogrona stołowe reagują na niskie temperatury, aktywując białka przeciwzamrożeniowe i enzymy chroniące owoce przed uszkodzeniem przez ROS. Ponieważ poddanie winogron działaniu CO2 zmniejsza także uszkodzenia wynikające z niskich temperatur, niewykluczone, że gaz ten odgrywa pewną rolę w tym mechanizmie odpowiedzi na stres zimna.

Finansowany ze środków UE projekt MOLCHARAVITIS (Study of the molecular mechanisms involved in the beneficial effect of high CO2 levels to preserve table grape quality during the storage at low temperature) miał na celu zbadanie, w jaki sposób CO2 chroni winogrona stołowe przed uszkodzeniem w wyniku działania niskich temperatur podczas przechowywania.

Naukowcy wystawili winogrona na działanie CO2 przez trzy dni w temperaturze 0°C i przyglądali się aktywowanym w tym czasie genom. Zaobserwowali wysoki poziom białek nazywanych czynnikami transkrypcyjnymi (TF), które aktywują geny uczestniczące w ochronie winogron przed stresem zimna i patogenami.

Jedno z tych białek ochronnych, dehydryna, jest zwykle aktywowane przez TF nazywany CBF (C-Repeat Binding Factor), który sam w sobie jest aktywowany przez CO2. Uczeni ustalili, że w tym przypadku dehydryna była aktywowana nie przez CBF, ale przez inny indukowany przez zimno szlak.

Inny TF o nazwie ERS (Ethylene-Responsive Element-Binding Factor) aktywował jednak białko broniące rośliny przed patogenami. Ponieważ w roślinach poddanych działaniu CO2 stwierdzono większe ilości ERS niż w roślinach niepoddanych działaniu CO2, możliwe, że obronę przed patogenami uruchamia ten gaz.

Wiedza na temat mechanizmów odpowiedzi winogron stołowych na niskie temperatury jest niezwykle przydatna dla producentów tych roślin. Ponieważ stosowanie dwutlenku siarki jako środka konserwującego winogrona zostało zakazane ze względów zdrowotnych, CO2 jest obiecującą alternatywą.