В процессе изучения морозо- и зимостойкости расте­ний у исследователей почти всегда возникает вопрос о необходимости выяснения внутренних причин, обеспе­чивающих данную устойчивость растительного организ­ма.

Как правило, такие исследования не ограничивались одними экспериментами по выяснению физико-химиче­ских свойств протоплазмы. Они подтверждались и био­химическими анализами растений, позволяющими полу­чить информацию о внутренней природе стойкости, выявить сортовые различия или признаки, дающие воз­можность проводить диагностику растений на данные показатели, а также иметь физиолого-биохимические параметры определяющие биологические свойства изучае­мых представителей.

Исследования в этой области были начаты еще в XIX в. и свидетельствуют о том, что холодостойкость изучаемых объектов связана с защитным действием са­харов, которые накапливаются в тканях растений с по­нижением температуры воздуха в результате гидролиза крахмала.

При этом не отрицалась и положительная роль белков, а также солей, растворенных в клеточном соке исследуемых растений. Эксперименты показали, что при обработке растительных тканей растворами саха­ров, минеральных солей и органических кислот их хо­лодостойкость значительно повышается.

Следователь­но, положительное действие таких веществ сводится к защите поверхностного слоя плазмы от повреждений льдом и сохранению тем самым осмотических свойств клетки с определенной концентрацией клеточного сока. Такие исследования способствовали созданию теории защитных веществ, повышающих устойчивость растений к низким температурам, основоположником которой был И. Л. Максимов.

Рассмотрим метаболизм некоторых веществ, харак­теризующих устойчивость виноградного растения к низ­ким температурам в осенне-зимний период.

Формы азота. Данные по этому вопросу раскрывают различия в методах исследований и в трак­товке полученных результатов. Некоторыми авторами была отмечена положительная связь между количеством небелкового азота и зимостойкостью растений, другие же обнаружили коррелятивную связь между содержанием белкового азота и развитием стойкости. Некоторые авторы такой связи не установили.

Исследования по данному вопросу были проведены D. Siminovitch с соавторами. Они установили прямую зависимость между количеством растворимой фракции белка и морозостойкостью растений. Защитное действие растворимых белков, по их мнению, сводится к по­вышению закаливания, что сопровождается увеличением способности протоплазмы переохлаждаться, а это сдер­живает процесс льдообразования непосредственно в клет­ке. Кроме того, данные вещества выполняют роль буфера при уменьшении объема клетки во время деги­дратации и образования межклеточного льда.

Увеличение растворимого белка в холодное время го­да данные авторы не считают единственным фактором устойчивости. Усиление этого свойства может произой­ти и под влиянием возрастания гидрофильности  плаз­мы, повышения концентрации растворимых углеводов, изменения физико-химических свойств плазменных струк­тур.