Znan pogled na univerzah in enoloških institucijah po državi: vrste vinske trte, ki predstavljajo leta dela, vsaka z upanjem, da bo vinsko industrijo spremenila na bolje.

Na prvi pogled ni videti, da bi se tehnike gojenja grozdja skozi stoletja bistveno spremenile. Rejci gnojijo eno trto s cvetnim prahom druge, v upanju, da bodo ustvarili potomce, ki se bodo uprli boleznim in pridelali kakovostno grozdje.

Toda v zakulisju se raziskave grozdja vse bolj opirajo na računalnike, ki analizirajo genetske podatke. Upamo, da bo to povečalo hitrost razvoja novih sort grozdja in zagotovilo vitalnost vinarske industrije.

'Analogijo 23andme uporabljam, ko poskušam razložiti, kaj počnemo,' pravi dr. Dario Cantu, izredni profesor vinogradništva in enologije na Univerza v Kaliforniji, Davis. 'Vsa ta podjetja, ki pripomorejo k vašemu poreklu in verjetnosti, da boste zboleli za nekaterimi boleznimi - mislim, da to počnemo z uporabo podobnih orodij kot ta podjetja za hitro razumevanje genov v italijanskem grozdju.'

Dr. Cantu z računalniki analizira genetsko sestavo kultivarjev vinske trte, da bi razumel razlike, ki so odgovorne za različne značilnosti. Rejci lahko nato poskušajo združiti zaželene lastnosti, da ustvarijo izvirne sorte, ki so lahko bolj odporne na bolezni in sušo, ter ponudijo nove, edinstvene okuse.

Ali znanost lahko reši naša najljubša vina?

'Sam nisem vzreditelj,' pravi dr. Cantu. »Sodelujem z Andyjem Walkerjem [sodelavcem fakultete v UC-Davis]. Je vzreditelj. Dopolnjujeva se v smislu, da je on tradicionalni vzreditelj, jaz pa računalnik, zato mu pomagam razumeti genetiko nekaterih lastnosti, ki ga zanimajo.

»Andy torej naredi naravne populacije divjega grozdja za odpornost proti boleznim - na pepelasto plesen itd. - in nato skuša te lastnosti vnesti v gojene sorte. Pomagam mu razumeti genetsko osnovo teh lastnosti. '

Izdelava grozdja na staromoden način

Tradicionalno vzreditelj izbere dve matični rastlini z zaželenimi lastnostmi ali fenotipi. Na primer, eden od staršev ima lahko veliko grozdje, vendar slabo prenaša bolezen, drugi pa ima lahko manjše grozdje, vendar je odporen na pepelasto plesen. V tem primeru bi rejci s križanjem teh rastlin iskali potomce, ki bi imeli želene lastnosti velikih jagod in odpornosti proti boleznim.

Ko je vzreditelj uporabil cvetni prah moškega starša za oploditev ženskega starša, nastala semena posadijo. Trajalo bo od štiri do šest let, da bodo rastline obrodile in jih ocenili.

Ulov? Ni zagotovljeno, da bo kateri od potomcev podedoval želeno lastnost. Leta dela bi se lahko dobesedno izkazala za brezplodna.

Lance Cadle-Davidson (stoječa) in dr. Avi Karn, ki analizirata obsežne genetske podatke za ugodne lastnosti grozdja

Dajanje narave nadgradnji

Vzreja s pomočjo markerja je način, na katerem se računalniki uporabljajo pri raziskovanju grozdja, osrednjem delu Projekt VitisGen2 . Ta metoda uporablja podatke DNK, da rejcem pomaga izbrati, katere sadike grozdja bodo obdržali. Cilj je razviti rastline z grozdjem boljšega okusa, ki so bolj odporne na bolezni in škodljivce.

'V programih vzreje vinske trte imamo toliko podatkov,' pravi dr. Avinash Karn, podoktorski raziskovalni sodelavec računalniške biologije in kvantitativne genetike pri Univerza Cornell . »Obstajajo genetski podatki, ki vključujejo podatke o zaporedju DNA in podatke o fenotipu. Podatki o fenotipu so lahko [fizične lastnosti, kot so] odpornost na bolezni, kakovost sadja ali prilagoditve, kot je toleranca za mraz. '

Karn pravi, da je velika računalniška moč ključnega pomena za analizo neverjetnega obsega informacij, ustvarjenih iz programa, kot je VitisGen2.

Reja s pomočjo markerja poskuša poenostaviti vzrejni postopek. Najprej raziskovalci zbirajo fenotipe in genetske podatke za določene vinske trte. Informacije se vnesejo v bazo podatkov, raziskovalci pa z orodji ugotovijo, katero genetsko zaporedje ali marker je povezano z določeno lastnostjo. Nato lahko z iskanjem tega označevalca v rastlinski DNK ugotovijo, ali ima želeno kakovost.

Zakaj je pomembno hibridno grozdje

Karn postopek primerja s prelistavanjem knjige in iskanjem nekaj ključnih besed, namesto da bi prebral celotno besedilo.

Ko je želena lastnost prepoznana, rejci z običajnimi tehnikami naredijo križanje in posadijo nastala semena. Namesto da bi več let čakali, da bo trta obrodila sadove, bodo rejci lahko videli, ali trte nosijo želeni gen v nekaj mesecih.

Ko so sadike stare nekaj mesecev, lahko analiziramo listno tkivo, da ugotovimo, ali je rastlina podedovala določen marker DNA. V nasprotnem primeru lahko vzreditelj še naprej prideluje trto. Če ne, ga lahko zavržemo.

'[Izbira s pomočjo markerja] bo rejcu pomagala prihraniti čas, denar in prostor,' pravi Karn. 'To je velika razlika pri uporabi vseh teh informacij in njihovi analizi v primerjavi s konvencionalnimi metodami [vzreje].'

Kaj prinaša prihodnost?

Kako bo računalniško podprto gojenje grozdja vplivalo na potrošnike vina? Karn pravi, da bodo trte, ki so odporne proti boleznim ali se bolje prilagodile spreminjajočemu se podnebju, zagotovile, da bodo imeli vinarji grozdje, ki ga potrebujejo za zadovoljevanje vse večjega povpraševanja potrošnikov.

'Rekel bi, da bomo z delom, ki ga opravljamo, zagotovo pomagali rejcem [grozdja], tako da bomo prihranili čas in denar ter [jim pomagali] pri sprejemanju učinkovitejših odločitev,' pravi Karn. 'Lahko bodo prinesli boljši izdelek, ki bo pomagal pridelati kakovostnejše vino.'

Resnica za vašimi najljubšimi vini

Dr. Cantu pravi, da je poleg razvoja novih sort grozdja pomembno tudi razumevanje genskega materiala obstoječih, vendar manj znanih sort.

'Veliko se pogovarjamo o tem, kako bodo podnebne spremembe uničile vinogradništvo in vinarstvo, vendar lahko raziskujemo razpoložljive sorte,' pravi. »Tam zunaj jih je na tisoče. Obstajajo [nekateri], ki so bili prilagojeni za gojenje v zelo vročem in suhem podnebju, kot je južna Italija ali južna Španija. Veliko bolje so prilagojeni okolju, s katerim se soočamo zdaj, in morda še bolj tistemu, s katerim se srečujemo v prihodnosti.

»Kar najdemo na naših policah, bo imelo različna imena in različne oznake. Ampak morda je celo boljši od tega, kar imamo zdaj. '

Odkrijte več o tem, kako znanost vodi pijače v prihodnost, v naši številki Wine & Tech.