Може ли науката да спаси любимите ни вина?
Шардоне е сред най-популярните и разпознаваеми вина в света. Гените на гроздето по същество са предадени от едно растение в Източна Франция преди векове. Тази генетична последователност може да се разглежда като нещо добро, тъй като поддържа гроздето разпознаваемо. Но неговите гени са отговорни и за това как реагира на околната среда, включително вредителите и болестите, общи за всяко лозе.
Един такъв глобален бич е това, което е известно като „мухъл“, патоген, подобен на гъбички, който може да изгние плодове и да оголи листата на растението, така че гроздето му да не може да произведе достатъчно захар, за да ферментира в добро вино.
В родния регион на лозата растението може да е развило естествена устойчивост на мухъл и други болести. Но когато винопроизводителите поглъщат древни сортове в нови лозарски райони, лозята може да са особено уязвими на местните язви.
Един пример? Ню Джърси. Държавата може да не е особено известна с виното, но производството нарасна през последните години. Основен проблем е горещото и влажно лято в Ню Джърси, перфектна рецепта за гниене.
Петер Оудеманс, професор, Катедра по биология и патология на растенията, Университет Рутгерс / С любезното съдействие Университетът Рутгерс
„Всяко лозе в Ню Джърси се бори с мухъл“, казва Питър Оудеманс, патолог по растенията в университета Рутгерс. 'Това е често срещано и доста опустошително заболяване.'
Мухъл може да се влоши дори като изменението на климата винени региони по света.
Засега както конвенционалните, така и биологичните фермери поддържат лозите си без болести чрез комбинация от практики като резитба и пестициди.
В Ню Джърси лозарите пръскат фунгициди 6 до 12 пъти на сезон за борба с мухъл, според Ню Джърси Център за изследване и образование на виното. Но нова техника, CRISPR (съкратено от Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats), може да позволи на учените да променят гените на Шардоне, за да станат устойчиви на мухъл.
Но има и друг вариант. Феновете на шардоне може да не го харесат, но защо да не се отървете от гроздето и да потърсите нови местни сортове?
„Надявам се, че можем да проектираме растението вътрешно, за да намалим инфекцията“, казва Ронг Ди, патолог на растенията и молекулярен биолог от Rutgers. Нейният екип тества CRISPR върху сорт грозде, наречен Dijon Chardonnay 76. Финансирането на работата е от Националния институт по храните и земеделието, част от Министерството на земеделието на САЩ.
„Гъбичките винаги ще бъдат там“, казва Ди. „Но ако растенията могат да [станат] устойчиви, не трябва да пръскаме толкова много.“
Но дали потребителите ще приемат нова и понякога противоречива технология, за да спасят стара традиция? Ако не, каква е алтернативата?
Отблизо лозови лозови листа, засегнати от мухъл ( Plasmopara viticola ) / Гети
Грозде CRISPR
Гените са основен план на живота, код, който предоставя инструкции за това как ще изглежда и функционира едно живо същество. Гените също са наследствени. При традиционното отглеждане на грозде гроздето се кръстосва, за да придобие специфични характеристики.
Но традиционното развъждане може да бъде лозунг. Порода за една предвидена черта и може да загубите друга жизненоважна. Например, когато животновъдите се опитват да подобрят екологичната годност на гроздето, те рискуват да променят вкусовете му.
„Шардоне е високо ценено в цял свят. Хората знаят и разпознават какъв е вкусът на Шардоне “, казва Oudemans. „Сега, ако започнете да се забърквате с Шардоне по отношение на конвенционалното отглеждане, ще промените профила на вкуса и миризмата до такава степен, че може вече да не е Шардоне.“
„Производителите и пазарът са обусловени да приемат някои популярни сортове - Мерло, Шардоне, Каберне. [Моето грозде] може да има качества, които биха могли да бъдат подобни на елитните сортове, но това биха били изцяло нови сортове. ' —Брус Рейш, генетик от университета Корнел
CRISPR възприема коренно различен подход. Това е вид генно редактиране, често в сравнение с биологичен текстов процесор. Ако гените са код, тогава CRISPR позволява на учените да добавят, изтриват или заменят малки парченца от този код.
Di има за цел да използва CRISPR за редактиране на гените на шардоне, така че лозата да се противопоставя на мухъл, като по същество изключва специфични гени, за да затрудни гъбичките да овладеят растението.
Промяна на традициите?
Резултатите от първата лаборатория на Di's вече са на пазара, но това са експерименти с доказателство за концепция върху цъфтящо растение, наречено Арабидопсис , което е свързано с горчицата. Учените използват Arabidopsis като лабораторен модел, отчасти защото се отглежда лесно на закрито и има бърз жизнен цикъл. Според Ди, CRISPR’d версията на тези растения „е показала резистентност“ към вид мухъл, уникален за този вид.
Ще са необходими още много експерименти, за да накарате гроздето CRISPR да работи в лабораторията и експерименталните оранжерии. Ще отнеме дори повече време, ако изобщо изобщо, преди гроздето да стигне до лозята в Ню Джърси. В допълнение към техническите реалности и дали потребителите възприемат практиката, технологията също може да се сблъска регулаторни препятствия .
Но има и друг вариант. Феновете на шардоне може да не го харесат, но защо да не се отървете от гроздето и да потърсите нови местни сортове?
Брус Рейш, генетик и лозар от университета Корнел, прави точно това.
Брус Рейш, опрашващ гроздови цветя / Снимката е предоставена от университета Корнел
Екипът на Рейш изследва ДНК на по-малко познатото винено грозде, за да открие гени, които осигуряват естествена устойчивост на мухъл и други болести. След това учените кръстосват устойчивото грозде с добре познати колеги, за да създадат потомство, което е едновременно вкусно и по-лесно за отглеждане в региона.
„Производителите и пазарът са обусловени да приемат някои популярни сортове - Мерло, Шардоне, Каберне“, казва Рейш. Гроздето му е различно. „Те могат да имат качества, които биха могли да бъдат подобни на елитните сортове, но това биха били изцяло нови сортове.“
Намирането на пазар за това непознато грозде може да е предизвикателство. Купувачите на вино могат да подминат нещо ново. Но Рейш казва, че си заслужава. Повечето популярни днес грозде са близки братовчеди, податливи на болести и трудни за отглеждане без пестициди.
Повече генетично разнообразие би направило по-здрави животни, казва Рейш, което е полезно за лозарството в дългосрочен план.
ГМО ли е?
Подобно на повечето учени, които работят с CRISPR, Ди твърди, че нейната работа няма нищо общо с генетично модифицирани организми (ГМО), термин, затънал в противоречия.
Докато значението на ГМО не винаги е ясен , обикновено се отнася до техника, която взема генетична информация от един вид и я вмъква в ДНК на съвсем различен.
В някои отношения CRISPR може да се различава много от тези по-стари ГМО техники, защото позволява по-усъвършенствани генетични промени.
Някои от най-често срещаните ГМО са модифицирани с гени, които произвеждат бактериални токсини, които убиват специфични насекоми вредители, или гени, които правят културите толерантни към хербицида глифозат, известен също като Roundup.
В някои отношения CRISPR може да се различава много от тези по-стари ГМО техники, защото позволява по-усъвършенствани генетични промени. Вместо да вмъкне парче генетичен код от друг вид, CRISPR може да промени само малка част от кода в целевото растение.
Но докато CRISPR позволява по-малки промени, той все пак може да се използва за по-драстични промени. Това включва вмъкване на гени от други видове, казва Дженифър Кузма, професор по научна и технологична политика и съдиректор на Центъра за генетично инженерство и общество в Университета на Северна Каролина.
„Не мисля, че можете да обобщавате относно редактирането на гени или CRISPR“, казва тя.
Привържениците на CRISPR са склонни да се фокусират върху по-фините начини, по които може да промени растението, докато онези, които се противопоставят на биотехнологичните храни, подчертават по-драстичните възможности.
„Истината е някъде по средата“, казва Кузма. „И зависи от приложението.“
Работата на Di включва сравнително малки ощипвания, съзнателно решение да се избегне противоречие.
„Съществуват социални опасения за ГМО“, казва тя. „Дебатът вече е налице.“
