Научный взгляд: расшифровка генетического разнообразия винограда сорта Мальбек

Мальбек – популярный красный сорт винного винограда, очень чувствительный к внешним факторам, что влияет на степень зрелости и структуру производимого из него вина.

Геномы виноградной лозы, известны своей высокой гетерозиготностью, представляют значительные трудности для точной сборки. Традиционные подходы часто фокусируются на почти гомозиготных линиях, что не позволяет охватить все генетическое разнообразие таких сложных сортов, как Мальбек.

Понимание клональной фенотипической вариации, которая существенно влияет на качество вина, еще больше усложняет задачу. Чтобы понять генетические механизмы, определяющие клональную изменчивость и способствующие формированию уникальных признаков виноградной лозы Мальбек, необходима детальная и точная геномная сборка.

Группа исследователей из институтов сельскохозяйственной биологии в Аргентине, виноградарства и виноделия в Испании, биологии Макса Планка в Германии представила первую сборку диплоидного генома виноградной лозы сорта Мальбек, в которой использованы передовые технологии секвенирования для определения двух гаплотипов, унаследованных от родительских сортов Мальбека, а именно Prunelard и Magdeleine Noire des Charentes.

Транскриптомный анализ клоновых вариантов Мальбека выявил различия в экспрессии генов, подчеркивая более высокое содержание антоцианов в некоторых клонах. Повышенное содержание антоцианов было связано с усилением реакции на абсцизовую кислоту, что привело к сверхэкспрессии генов, участвующих в реакции на абиотический стресс.

Эти результаты подчеркивают критическую роль гаплотипов в понимании генетической основы клональной изменчивости и ее влияния на признаки, важные для качества вина и адаптивности виноградной лозы.

Собранный геном Мальбека представляет собой всеобъемлющий справочник для будущих генетических исследований и селекционных программ, направленных на улучшение сортов винограда. Понимая генетическую основу таких признаков, как состав ягод и реакция на стресс, исследователи смогут вывести более устойчивые к болезням и высококачественные виноградные лозы, что принесет пользу винодельческой промышленности и решит проблемы, связанные с изменением климата.

На качество вина также влияет степень зараженности виноградной лозы. Вирусные и бактериальные инфекции меняют химический состав ягод и, следовательно, изменяется вкус готовой продукции. Изучение вирусных и бактериальных болезней винограда и разработку методов их диагностики проводят в научных подразделениях Всероссийского центра карантина растений Россельхознадзора (ФГБУ «ВНИИКР»). Разработанные в рамках научных исследований методики диагностики возбудителей болезней используют при карантинных фитосанитарных исследованиях аккредитованные лаборатории Россельхознадзора.

Источник: Luciano Calderón et al, Diploid genome assembly of the Malbec grapevine cultivar enables haplotype-aware analysis of transcriptomic differences underlying clonal phenotypic variation, Horticulture Research (2024). DOI: 10.1093/hr/uhae080