Międzynarodowy program genomu winogron

Głównym celem IGGP jest poprawa kontroli, wydajności i jakości produkcji winogron poprzez modyfikację genetyczną .

Międzynarodowy Program Genomiki Winogron ( IGGP ) to wspólny projekt genomu poświęcony określeniu sekwencji genomu winorośli Vitis vinifera . Jest to międzynarodowy projekt, w który zaangażowane są ośrodki badawcze w Australii , Kanadzie , Chile , Francji , Niemczech , Włoszech , RPA , Hiszpanii i Stanach Zjednoczonych .

Projekt powstał przy założeniu, że chociaż rodzina Vitis dostarcza owoców o największym znaczeniu gospodarczym na świecie , jej biologia jest wciąż słabo poznana. Wiele wieków uprawy winorośli dostarczyło wielu dobrze poinformowanych ośrodków produkcji wina na całym świecie, jednak obecnie nie wiadomo dokładnie, w jaki sposób winorośl reaguje i wchodzi w interakcje ze środowiskiem fizycznym oraz radzi sobie ze stresami abiotycznymi , szkodnikami i chorobami .

Technologia rolnicza związana z Vitis była tradycyjnie oparta na określonych genotypach , które głównie opierały się na „rozmnażaniu wegetatywnym” i kontroli warunków wzrostu w celu poprawy jakości i plonów . Chociaż z pewnością osiągnięto postęp w zakresie jakości, wiąże się to ze zwiększonymi kosztami i istnieje niebezpieczeństwo poniesienia niezrównoważonych ogólnych kosztów środowiskowych . Argumentem jest to, że stosunkowo nieznana biologia Vitis jest w stanie zapewnić pożądane ulepszenia w uprawie winorośli bez związanych z tym bieżących kosztów, a ustalenie sekwencji genomu pozwoli zbadać rolę poszczególnych genów w uprawie winorośli , poprawiając cechy i jakość winogron w przewidywalny sposób.

Wstępne odkrycia

Od marca 2007 r. w ramach projektu zmapowano ponad połowę genomu winorośli. W trakcie swoich badań Cooperative Research Centre for Viticulture (CRCV) z siedzibą w CSIRO Plant Industry Horticulture Unit w Adelajdzie w Australii (jeden z ośrodków współpracujących z IGGP) odkryło, że białe winogrona istnieją dziś tylko w wyniku rzadkiego mutacja genetyczna , która miała miejsce tysiące lat temu. Uważa się, że białe winogrona powstały w wyniku niezwykle rzadkiej i niezależnej mutacji dwóch podobnych i sąsiadujących genów regulatorowych , VvMYBA1 i VvMYBA2 u rodzica z czerwonych winogron.

Większość odmian winorośli można podzielić na dwie grupy – czerwoną i białą – w oparciu o obecność lub brak antocyjanów w skórce owocu, które genetycy odkryli jako kontrolowane przez te dwa geny. Chociaż każdy z nich może dyktować kolor, wykazano, że gen VvMYBA1 , który aktywuje biosyntezę antocyjanów niezbędną do produkcji czerwonych winogron, nie podlega transkrypcji w jagodach białych winogron. Allel białej jagody VvMYBA2 został inaktywowany przez dwie mutacje, z których jedna prowadziła do aminokwasu substytucja, a druga mutacja z przesunięciem ramki odczytu . Testy wykazały, że każda mutacja usuwa zdolność regulatora do włączania biosyntezy antocyjanów, a gdy obie są wyłączone, powstaje biała odmiana. Analizy sekwencji VvMYBA2 potwierdziły, że wszystkie z 55 testowanych białych odmian zawierały allel białych jagód, ale nie allele czerwonych jagód – i wszystkie wykazywały dokładnie tę samą podwójną mutację, wskazującą na jednego, wspólnego przodka . Zakładając, że tak jest w przypadku wszystkich białych odmian, bez tej pojedynczej winorośli nie byłoby dziś białych winogron. Pozostałości białego wina odkryte w starożytnej egipskiej ceramiki sugerują, że mutacja ta wystąpiła co najmniej trzy tysiące lat temu, chociaż zamiast testowania na znanym genomie białych winogron, istnieje możliwość, że mutacja mogła wystąpić później.

Podobna podwójna mutacja wystąpiła w ciągu ostatniej dekady. Viticultor Jesús Galilea Esteban z winnicy Murillo de Rio Leza w Rioja w Hiszpanii zauważył mutację białych winogron w niektórych winoroślach Tempranillo rosnących w jego posiadłości. Po rozmnożeniu białej winorośli i mutacji nie cofniętej, nowa odmiana otrzymała zarys pozwolenia na ubieganie się o zatwierdzony status winogron przez Rioja DO a pierwszy hektar białego Tempranillo posadzono w regionie w 2000 r. Zarówno białe, jak i czerwone winorośle mają identyczne liście, grona i kształt jagód, a także krótkie cykle dojrzewania i wrażliwość na szkodniki i choroby typowe dla czerwonego Tempranillo. Uważa się, że mutacja nastąpiła w wyniku czynników środowiskowych.

Zobacz też

• Genomika
• Biały Tempranillo