Информационное обеспечение российской генетической коллекции винограда
В.С. ПЕТРОВ, д-р с.-х. наук; М.А. СУНДЫРЕВА, канд. с.-х. наук;
О.М. ИЛЬЯШЕНКО, канд. с.-х. наук; В.А. БОЛЬШАКОВ
Северо-Кавказский зональный научно-исследовательский институт садоводства и виноградарства
Ключевые слова: виноград, генофонд, описание, база данных
Key words: grapes, gene pool, description, database
В настоящее время значительный объем накопленной в мире информации о культуре винограда представлен в диапазоне от генетических до хозяйственно-ценных признаков и свойств различных генотипов. В научном виноградарстве созданы обширные банки данных генетических, ампелографических и производственных признаков винограда, при этом мировая коллекция насчитывает более 8000 сортов винограда, описание которых в той или иной степени представлено в существующих информационных источниках. Научно обоснованная информация имеет первостепенное значение для длительного и трудоемкого селекционного процесса и совершенствования сортимента. В настоящих условиях возрастает потребность в наиболее полном и мобильном использовании информации для совершенствования методов селекции, создания современного высокоадаптивного, устойчивого и экологического виноградарства. Для решения актуальных задач все большее значение приобретает возможность обработки больших объемов информации в кратчайшие сроки, что может быть достигнуто за счет систематизации данных и автоматизации их обработки, т. е. создания компьютерных баз данных.
Европейская база данных Vitis (The European Vitis Database) создана в 2007 г. при Институте Julius Kuhn (JKI) — Федеральный научный центр культурных растений, Институте разведения виноградной лозы Geilweilerhof, Siebeldingen в Германии. Ее создание с бесплатным доступом через Интернет проведено в рамках европейского проекта Genres081. Последующая деятельность и ее расширение будут осуществляться в рамках проектов GrapeGenOd и Европейской совместной программы генетических ресурсов сельскохозяйственных культур (ECPGR). TheEuropeanVitisDatabase содержит каталог SSR- маркеров, который пополняется учеными, работающими в указанных проектах на добровольной основе. Информация, содержащаяся в этой базе данных, является точной и актуальной на момент ее выдачи. JKI не может контролировать использование ресурсов базы данных и не несет ответственности в отношении использования этой информации получателями и содержания внешних интернет-страниц или страниц, на которых дается ссылка на TheEuropeanVitisDatabase [1].
Swiss Vitis Microsatellite Database (SVMD, швейцарская база данных микросателлитных маркеров винограда) является стандартизированной базой данных микросателлитных последовательностей практически всех виноградных сортов, подвоев или диких форм винограда, произрастающих в Швейцарии. Она содержит результаты генотипирования 170 сортов винограда по 6 микро сателлитным маркерам (VVMD5, VVMD7, VVMD27, VVS2, VrZAG62 и VrZAG79), выбранным в качестве основных международным сообществом генетики винограда. В SVMD запросы могут быть сформулированы по названию сортов или синонимам, названию, размеру, последовательности или аллелям [2].
Институт винограда и вина «Магарач» (Крым, Украина) и Кубанский государственный аграрный университет (Краснодар, Россия) при научно-техническом сотрудничестве с Критским университетом (Греция) выполняли проект «Создание мультимедийной web-backedгенетической базы данных Украинской, Молдавской и Российской зародышевой плазмы Vitisvinifera», в рамках которого изучали генетические ресурсы Vitisvinifera, а также представление их в виде генетической базы данных на европейском уровне через Интернет. Сорта, включенные в базу данных, являются наиболее древними автохтонными сортами. Основные компоненты базы данных — информационная, включающая сведения о сортах (название, синонимы, родословные, краткая характеристика сорта и др.); ампелографическая (база данных молодого побега, взрослых листьев и гроздей); база данных ядерных микросателлитных профилей (база данных генетической идентичности) [3].
Greek Vitis database — греческая база данных Vitis L., по сути, включает 6 баз данных: информационную базу данных (содержит всю возможную информацию о греческих сортах винограда); базу данных микросателлитных профилей греческих сортов, базу данных микросателлитных профилей хлоропластов греческих сортов, комбинированную базу данных из двух предыдущих баз; описательную базу данных ампелографических характеристик 270 сортов [4].
В Italien Vitis Data Base представлены микросателлитные профили ядерной ДНК и ампелографические характеристики винограда. Эта база данных пополняется генетическими характеристиками различных сортов винограда, полученными в результате проекта GrapeGenOd. Внесенная информация автоматически систематизируется специальным ПО. Также база данных содержит ампелометрические характеристики, список литературы, область происхождения и ряд сведений о распространении и технологических особенностях производства сортов винограда [5].
Vitis International Variety Catalogue (VIVC, Международный каталог сортов винограда) содержит информацию о видах, сортах, распространении; родословную и происхождение, данные генотипирования сортов винограда, важные ссылки на перечисленные выше и некоторые другие базы данных, связанные с виноградом [6].
VITIS-VEA (международная база данных литературы в области виноградарства, виноделия и смежных областей) предоставляет библиографические данные, ключевые слова и тезисы (по возможности) на английском языке для научных работ. Представлены научные статьи по морфологии, физиологии, биохимии винограда; почвоведению, генетике и разведению винограда; фитопатологии и защите винограда; методам хранения, экономике виноградарства и виноделия; виноделию; микробиологии вина. Эта база данных составлена из разных источников: журналы (около 93%), монографии (около 4 %), труды конференций (около 3%) [7].
При Калифорнийском университете (США) National Clonal Germplasm Repository for Fruit and Nut Crops создан банк данных, содержащий результаты генотипирования по микросателлитным маркерам сортов винограда различного происхождения [8].
Существуют каталоги, содержащие описательные статьи множества сортов винограда зарубежной и отечественной селекции, в которых даны хозяйственно-ценные характеристики сортов, фотографии и ампелографическое описание [9]. Однако явным недостатком является то, что информация в них не систематизирована, а ее обработка и анализ крайне затруднительны.
Таким образом, существует множество источников как на бумажных носителях, так и электронных, содержащих информацию о сортах и формах винограда. Однако в источниках, доступных для широкого использования, информация о сорте, то есть его генетических, ампелографических, агробиологических, производственных характеристиках, разрознена, в некоторых случаях она отрывочная и неполная, содержится в несистематизированной форме, осложняющей подбор сортов с необходимыми параметрами для практического использования. Анализ и обработка такой информации крайне затруднительны. Это обстоятельство осложняет и увеличивает затраты времени на ее использование при апробации сортов, закладке чистосортных насаждений, подборе исходных форм в селекционном процессе и т. д. Ограниченная, неполная информация о сортах затрудняет формирование зонально-ориентированных сортиментов, обеспечивающих стабильное плодоношение, высокое качество продукции. Таким образом, на настоящий момент существует необходимость в создании единого, полного, систематизированного российского источника информации о сортах и формах, позволяющего значительно сократить затраты времени на подбор сортов в селекционном процессе, формирование сортимента при закладке насаждений винограда. Аналоги в отрасли виноградарства Российской Федерации отсутствуют.
В 2010 г. ученые СКЗНИИСиВ завершили 3-летний этап работы по созданию базы данных сортов винограда ампелографической коллекции в Краснодарском крае (Анапа). Она содержит информацию об ампелографических признаках, фенологии, агробиологии, происхождении, адаптивности, а также фотографии 479 сортов винограда.
База данных работает в двух режимах: список сортов и поиск по базе.
При выборе отдельного сорта из списка программа выводит полную информацию о нем, содержащуюся в базе.
В режиме поиска база данных осуществляет поиск по запросам о принадлежности к эколого-географической группе; месте происхождения; направлении использования; сроке созревания; силе роста; о форме, размере и окраске ягод; образовании семян; особенностях вкуса; размере, форме и плотности грозди; устойчивости к милдью, оидиуму, антракнозу, серой гнили, бактериальному раку, морозу.
В этом режиме возможен поиск одновременно по нескольким запросам. В результате программа выводит список сортов с выбранными характеристиками.
Наличие широкого спектра ампелографических характеристик коронки, молодого побега, листа, грозди и ягоды позволяет использовать базу данных в качестве определителя сортов винограда, а также при подборе признаков для апробации насаждений.
Содержащиеся в базе данные об адаптивных, продуктивных и качественных признаках позволяют с легкостью подбирать сорта для производственных целей.
Биологические и хозяйственно-ценные признаки в базе данных представлены за каждый год отдельно и в среднем за период наблюдений, что дает возможность проследить поведение сортов винограда в онтогенезе, сопоставить с погодно-климатическими условиями отдельных лет и сравнить со среднемноголетними показателями.
База данных на настоящий момент функционирует, и с ней можно ознакомиться на сайте АЗОСВиВ: http://azosviv.info/ampelos/.
Данная разработка востребована, имеет широкий круг потребителей среди субъектов производства, научно-исследовательских учреждений и проектных организаций при формировании адаптивного, высокопродуктивного сортимента винограда в крупных производящих виноград хозяйствах Краснодарского края и других регионов Российской Федерации, ЛПХ и КФХ, ведущих сельскохозяйственных вузах и научных центрах Российской Федерации в учебных и научных целях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
- Электронный ресурс https://www.eu-vitis.de/index.php.
- Электронный ресурс https://wwwl.unine.ch/svmd/.
- Рисованная, В. Использование новых информационных технологий в виноградарстве/ В. Рисованная, С. Гориславец, F. Lefort, Л.П. Трошин//Новации и эффективность производственных процессов в виноградарстве и виноделии. Т. Н. Виноградарство. — Краснодар, 2005. С. 64-68.
- Электронный ресурс https://gvd.biology.uoc.gr/gvd/.
- Электронный ресурс https://www.vitisdb.it/.
- Электронный ресурс https://www.vivc.de/.
- Электронный ресурс https://www.vitis-vea.de/.
- Электронный ресурс https://www.ars.usda.gov/.
- Электронный ресурс https://vinograd.info
