Чи можна шляхом редагування генів створити більш стійкі до хвороб сорти?

Використовуючи технології редагування генів, такі як CRISPR, дослідники борються з однією з найбільших проблем у виноградарстві:  ідіумом.

J. Lohr Vineyards & Wines вирощує більшу частину білого винограду в окрузі Монтерей у Каліфорнії, де середовище прохолодніше та вологіше, ніж у виноградниках Пасо-Роблес, де вирощуються червоні сорти вина. Оскільки оїдіум більш активний у вологих районах із більш низькими температурами, вони обприскують виноградники округу Монтерей 10-11 разів на сезон, за словами Енджі Перрі, виноградаря та директора відділу досліджень виноградників J. Lohr. Навпаки, лози в Пасо-Роблес обприскують лише 3-4 рази. «Протягом багатьох років оїдіум — це єдине, для чого ми розпилюємо», — каже Перрі. «Це наш найбільший шкідник».

Оідіум викликається грибом Erysiphe necator, його батьківщиною є схід Північної Америки. У той час як корінні американські види винограду виробили деяку стійкість, Vitis vinifera цього не стало. Деякі з найпопулярніших у світі сортів особливо вразливі, зокрема Шардоне, Рислінг, Каберне Совіньон і Совіньон Блан.

Вплив цієї хвороби на виноградарство, як фінансовий, так і екологічний, є значним; Ось чому використовується більшість пестицидів. Тому галузь вкладає значні ресурси в пошук ефективніших способів боротьби з цим захворюванням. Нове дослідження дає надію всім, хто бореться з оїдіумом. Проект із селекції винограду VitisGen, який зараз виконується втретє, працює над створенням стійкого до хвороб «супервинограду».

«Якби вони змогли взяти Шардоне та схрестити його так, щоб воно залишилося Шардоне, але було стійким до фітофторозу, це змінило б нашу галузь», – каже Перрі. «Вони ще не дійшли до цього моменту, але така ймовірність є».

Модифікація геному винограду

Після створення генетичних карт для більш ніж 20 родин Vitis під час проекту VitisGen2 дослідники, які працюють над проектом VitisGen3, тепер використовують дані для вибору та тестування генів-кандидатів, які відповідають за стійкість до оїдіуму. Використовуючи технології редагування генів, такі як CRISPR, дослідники видалять ці гени-кандидати та введуть їх в інші сорти винограду, а потім перевірять їх на стійкість до фітофторозу. Мета полягає в тому, щоб краще зрозуміти функції генів, їх подібності та відмінності, що висвітлить сприятливі характеристики та, можливо, призведе до створення надстійкого супервинограду.

Результати дослідження можуть бути використані при виведенні стійких до хвороб сортів винограду, а не стійких лише до оїдіуму. Тоді, можливо, популярні, але сприйнятливі сорти винограду можна було б покращити, щоб вони стали більш стійкими до різних факторів.

Дослідники вивчають гени стійкості до фітофторозу в надії впровадити їх у популярні сорти винограду.
Фото: UC Davis Foundation Plant Services.

Мета полягає не в створенні нових сортів винограду шляхом редагування генів, хоча технічно це можна зробити, каже Метью Кларк, доцент кафедри садівництва в Університеті Міннесоти та керівник проекту VitisGen3. За його словами, ідея полягає в тому, щоб з’ясувати, чи існують спільні механізми регулювання. «Ми дійсно хочемо зрозуміти фундаментальну біологію того, як працюють ці гени, тому що це дасть нам чіткіше уявлення про те, які з них поєднувати в майбутньому, як знайти більше подібних генів і зрозуміти їхню функцію», — каже Кларк.

Доннелл Браун, президент Національного альянсу досліджень винограду, вражений швидкістю, з якою програма VitisGen завершила дослідження генів; За її словами, це єдиний проект такого масштабу, який досяг таких результатів у США. Але вона особливо в захваті від потенціалу SuperGrape. Якщо існує генетичний механізм захисту, який спрацьовує, коли йому загрожує така загроза, як оїдіум, це був би чудовий інструмент, каже вона. «Якщо існує загальна закономірність у тому, як ці гени вмикаються та вимикаються, чи можна створити сорт винограду, стійкий майже до всього?»

Дослідження SuperGrape базується на двох попередніх ітераціях VitisGen, де вчені змогли «комбінувати» рослинний матеріал з декількома генами стійкості до оїдіуму (у деяких випадках до шести), які можуть боротися з грибком.  Це тому, що однієї форми стійкості недостатньо; хвороби, такі як Erysiphe necator, можуть розвиватися та випереджати захисні механізми. Живці цих лоз були надіслані до Служби рослинництва Foundation Каліфорнійського університету в Девісі, де вони розмножуються. За словами директора Maher Al Rwahnih, вони повинні бути готові цієї зими і будуть доступні для селекціонерів, які хочуть включити резистентність у свої програми розведення або розробити абсолютно нові гібридні сорти, стійкі до оїдіуму.

Збереження сортових ознак

Дослідження SuperGrape, однак, не призведе до створення гібридів; будь-який генно-відредагований сорт залишається тим самим сортом винограду, хоча він може бути позначений як такий, пояснює Кларк, оскільки законодавці та споживачі, здається, віддають перевагу такому маркуванню.

Кевін Корлісс, віце-президент із виноградників Ste. Michelle Wine Estates у Вудінвілі, штат Вашингтон, погоджується. «За допомогою процесу CRISPR, якщо ви внесете лише невеликі зміни, які збережуть смак і модель росту, Шардоне все одно залишиться Шардоне», — каже він.

Як і J. Lohr, Ste. Michelle Wine Estates витрачає значні суми грошей на лікування проти оїдіуму. Корлісс каже, що вони обприскують сприйнятливі сорти, такі як Шардоне, кожні два-три тижні, починаючи з моменту, коли пагони досягають 15-23 см, доки ягоди не розм’якшаться. «Для всього винограду, який ми вирощуємо у Вашингтоні, Орегоні та Каліфорнії, фітофтороз є хворобою номер один з точки зору втрати врожаю, і це головна причина, чому ми витрачаємо час і гроші на боротьбу з нею», — каже Корлісс.

Однак більш серйозні генетичні зміни можуть вплинути на те, що потрапляє в склянку. «Ситуація дійсно зміниться, якщо ви зміните колір, розмір ягід або міцність. У цьому випадку ви, ймовірно, зміните характер отриманого вина», — говорить він.

Незалежно від того, генетично відредагований виноград офіційно маркований чи ні, результати цих досліджень будуть важливі для майбутнього виноробства, сказав Браун. Вона вважає, що споживачі врешті-решт приймуть генетично модифіковані сорти винограду, особливо в світлі зміни клімату. «Це єдиний спосіб мати Каберне Совіньйон за 50 років», — каже вона.

Джерело: Daniel Berto, daily.sevenfifty.com

Ще почитати:

Міжнародні відносини о найменуванні шампанського та хереса

В чому різниця між шампанським, просеко та ігристим вином?

Отримання червоних ігристих вин пляшковим способом з винограду перспективних сортів

Ігристі вина

Токайські вина

У нашому блозі «Приватна Марка» багато цікавого контенту: новинки ринку виноробства, крафтові рецепти наших технологів, влоги на різні теми. Дистиляція, крафтові винокурні, виробництво крафтового сидру, крафтовий квас, рецептура сидру, виробництво крафтових напоїв за нашими рецептами, виробництво спирту в промислових масштабах. Це та багато іншого цікавого у блозі «Приватна Марка Україна» та мережі магазинів «Винороб».

Наприклад, ви вирішили відкрити сироварню, ковбасний цех або почати пекти крафтовий хліб — welcome! Ми завжди допоможемо: надамо рецептуру, забезпечимо всі витратні матеріали, відправимо нашого технолога, складемо технологічну карту, встановимо все обладнання, сертифікуємо виробництво, відкриємо для вас завод з нуля, виноробні, цехи, виноградники, налагодимо готовий продукт із виходом на ринок. Ми — компанія повного циклу: маємо багато представництв по всьому світу. Потрібна склотара, склобанки, медичний посуд, лабораторний посуд чи лабораторне обладнання — звертайтеся! У наших складах понад 900 тис. найменувань товарів та обладнання. Звертайтеся, не вагайтеся! Не важливо, де ви знаходитесь — у СНД, Європі, Америці чи Азії: ми маємо великий досвід. Privatna Marka йде в ногу з технологіями та інноваціями. Ми 20 років на ринку та відправили понад 1 млн посилок своїм клієнтам. Втілили багато креативних проєктів. Відкрили низку підприємств харчової промисловості, а також у непродовольчій та продовольчій групах технічних виробів. Втілили 147 комерційних проєктів у країнах СНД. Виробляємо 70 видів продукції власного виробництва в Україні, Німеччині та Китаї. У блозі ще більше цікавого та корисного.

Консультації за тел. +380 (67) 440-70-90
https://privatnamarka.com/
https://www.instagram.com/privatnamarka?igsh=MWt0NzNxbHJrbXh4ZQ==\
https://www.facebook.com/Privatnamarka
https://youtube.com/@privatnamarkacom?si=P5RH_spetEP3x_RQ\