Генетики нашли способ выявить идеальный цветок винограда

Способ, с помощью которого можно определить пол будущей виноградной лозы, и который значительно упростит процесс разведения винограда, нашли ученые-генетики Корнельского университета совместно с коллегами из Калифорнийского университета в Дэвисе, 18 мая сообщает информационный портал научных новостей Phys.org.

Винный и столовый виноград существуют благодаря настолько редкому генетическому обмену, что за последние 6 миллионов лет он произошел в природе лишь дважды. И с тех пор, как виноградная лоза была одомашнена 8000 лет назад, разведение продолжало оставаться лотереей.

Женские цветки завязывают плоды, но производят стерильную пыльцу. У мужских цветков есть тычинки для пыльцы, но нет плодов. А идеальный цветок несет в себе гены обоих полов и может самоопыляться. Эти гермафродитные сорта обычно дают более крупные и вкусные гроздья ягод, и именно их исследователи используют для дополнительного скрещивания.

Ученые Корнельского и Калифорнийского университетов работали вместе, чтобы выявить маркеры ДНК, которые определяют пол цветков винограда. В процессе они также определили генетическое происхождение идеального цветка. «Мы нашли первое геномное свидетельство того, что пол соцветий виноградной лозы имеет множественное независимое происхождение», — заявил Джейсон Лондо, соавтор исследования, генетик из отдела генетики винограда Министерства сельского хозяйства США.

«Это исследование важно для селекции и производства, потому что мы разработали генетические маркеры, показывающие, какой именно пол имеет каждая виноградная лоза, чтобы селекционеры могли оставить только те комбинации, которые им нужны», — сообщил Лондо.

Сегодня большинство культивируемых виноградных лоз являются гермафродитами, тогда как все дикие представители рода Vitis имеют только мужские или женские цветы. По мере того как селекционеры пытаются включить гены устойчивости к болезням диких видов в новые селекционные линии, всё большее значение приобретает способность проверять саженцы на пол цветков. А поскольку пол винограда не может быть определен только по семенам, селекционеры тратят много времени и ресурсов на выращивание лоз только для того, чтобы выбросить их через несколько лет, узнав, что они однополые.

В ходе исследования команда исследовала последовательности ДНК сотен геномов диких и одомашненных виноградных лоз, чтобы определить уникальные определяющие пол участки для мужских, женских и гермафродитных видов. Они проследили существующую гермафродитную ДНК до двух отдельных событий рекомбинации, произошедших где-то между 6 миллионами и 8 тысячами лет назад.

Лондо предполагает, что древние виноградари наткнулись на эти высокоурожайные виноградные лозы и собрали семена или черенки для своих собственных нужд, таким образом «заморозив» гермафродитную цветочную черту одомашненных виноградных лоз, которые используются и по сей день.

Многие сорта винного винограда можно проследить до генофонда первого или второго события. Такие сорта, как каберне франк, каберне совиньон, мерло и бессемянный Томпсон, принадлежат к первому генофонду. Семейство пино, совиньон блан и гаме-нуар происходят из второго генофонда.

Сорта шардоне и рислинг уникальны, так как они несут в себе гены обоих видов. Лондо считает, что это указывает на то, что древние виноградари скрещивали виноград между двумя генофондами, в результате чего были созданы одни из самых важных современных сортов винограда.

Документирование генетических маркеров для определения мужских, женских и идеальных типов цветков в конечном итоге поможет ускорить развитие сорта и снизить затраты на программы селекции, считают исследователи.