Статья Кейт Пренгаман (Kate Prengaman)
Программы по селекции винограда в США будут получать финансирование от федерального гранта в размере 6,5 млн. долл. для продолжения генетических исследований и разработок инструментов для селекции, основанных на отборе с помощью ДНК-маркеров ключевых желаемых показателей, в проекте под руководством Корнельского университета, известном как ВитисГен ( VitisGen ) .
«Первый этап проекта привел к обнаружению ДНК-маркеров для 75 различных частей генома, связанных с качеством ягод, устойчивостью к низким температурам и устойчивостью к вредителям и болезням», -сказал Брюс Рейш (Bruce Reisch), ведущий селекционер и со-директор проекта VitisGen, Корнельский университет. Он возглавляет проект VitisGen, в который входят 25 ученых из 11 учреждений, работающих над улучшением сортов для виноградарства и виноделия.
«Наша конечная цель - иметь целый набор новых устойчивых сортов для сокращения применения пестицидов и повышения качества урожая и холодостойкости», - сказал Рейш.
Это долгосрочная цель, а в краткосрочной перспективе исследователи картографируют геномы винограда, развивают более быстрые анализы ДНК и рассматривают способы использования этих тестов, чтобы помочь производителям улучшить управление виноградниками, например, выявив, какие штаммы мучнистой росы сейчас присутствуют, чтобы выбрать для них самые эффективные фунгициды.
«С точки зрения селекции винограда, новые маркеры ДНК делают процесс лучше, а не значительно быстрее», - сказал Рейш. Большинство из тех 15-30 лет, которые требуется для выведения нового сорта, будут потрачены на тестирование. «Я не думаю, что на свете существует хотя бы один производитель, который хочет посадить то, что не было проверено и протестировано на местах», - сказал он. «То, что программа VitisGen позволяет нам делать, - это стать намного более эффективными и идентифицировать потенциально элитные формы прежде, чем мы даже увидим ягоды, что также позволит намного эффективнее использовать наши опытные поля».
Первый этап проекта был профинансирован грантом Министерством сельского хозяйства США по исследованию сельскохозяйственных культур (U.S. Department of Agriculture’s Specialty Crop Research) в размере 4,5 млн. долл. США в 2011 году. Второй этап также финансируется за счет гранта USDA-SCRI.
В течение первых пяти лет исследований команда ученых обнаружила ген, который контролирует образование в ягодах яблочной кислоты - удивительно похожий на ген яблочной кислоты в яблоках.
«Способность контролировать кислотность сока ягод позволит селекционерам использовать специфические виды дикого винограда с высокой кислотностью, которые могут иметь желаемую устойчивость к болезням, но дают потомство с уже известными маркерами для кислого винограда», - сказал Рейш.
Виноделы долгое время контролировали кислотность сока ягод многих гибридных сортов, производя сладкие вина, но выведение сортов с более низкой кислотностью облегчило бы процесс получения сухих вин из винограда, выращенного в холодном климате.
Исследователи также хотели понять, почему сорта-гибриды межвидового происхождения обычно дают красные вина с более низким уровнем танина и меньшим количеством цвета, чем традиционные красные сорта винограда вида Vitis vinifera L., поэтому в перспективе можно будет в конечном итоге внести некоторые из этих желаемых характеристик для вина, присущих классическим сортам винограда, в более выносливый виноград гибридных сортов.
Установлено, что танины - класс соединений, которые придают вину свой жесткий (прим.* - так называемая «гибридная горечь») и вяжущий (терпкий) характер - в диком винограде и их потомках часто связаны с белком, который изменяет процесс извлечения танинов во время производства вина. Также обнаружено, что гибридные сорта имеют различный состав антоцианинов - цветных соединений по сравнению с виноградом вида Vitis vinifera L. Следующий этап проекта будет искать генетические корни этих признаков.
«Другие важные новые ДНК-маркеры: ответственные за устойчивость корней подвоя к нематодам и множественные маркеры для устойчивости к милдью», - сказал Рейш.
Экономисты, работающие с проектом, считают, что использование сортов, устойчивых к милдью, может сэкономить, в частности, для производителей изюма из винограда в Калифорнийской долине Сан-Хоакин (San Joaquin Valley) 186 долларов США за акр, что составит около 36 миллионов долларов в год.
Разумеется, создание и распространение новых сортов потребует времени, и особенно в винодельческой промышленности, где очень ценятся европейские сорта винограда вида Vitis vinifera L. и даже очень хорошие новые сорта сталкиваются с различными предубеждениями для распространения. Но Рейш сказал, что растущая положительная оценка некоторых гибридов, таких, например, как Вигноль (Vignoles) , показывает, что спрос на новые устойчивые сорта винограда есть, и он будет расти.
«В регионах, где в настоящий момент активно развивается виноградарство, определенно есть место для новых сортов, а в восточной части США есть производители, которые готовы экспериментировать и использовать все разнообразие рода Vítis. Это очень радостно видеть», - сказал Рейш. «Мы уже так много знаем о геноме винограда, но мы все еще находим множество основных генов для использования в виноградарстве».
И чем больше исследований генома винограда проводятся, тем сложнее он оказывается.
Многие ключевые признаки контролируются более чем одним геном: например, есть основные, отвечающие за значительную часть устойчивости к холоду, но в то же время есть и второстепенные гены, дополняющие основные и также играющие в признаке холодостойкости определенную роль. Но если всех их установить, то это позволит селекционерам их суммировать и привносить повышенную морозо- и зимостойкость в новые сорта винограда.
«Мы пытаемся понять, какие гены дополняют друг друга и дают нам более стабильное и долговременное сопротивление низким зимним температурам», - сказал Рейш. В традиционной селекции мы можем тестировать сеянцы на устойчивость к милдью, но мы не можем видеть, сколько резистентных генов принадлежит одному растению. «Генетическое тестирование позволяет мне собирать гены. Это делает нас как селекционеров намного лучше, чем мы были раньше».
прим.* - примечание переводчика
