Newswise — Genomy winorośli, znane ze swojej wysokiej heterozygotyczności, stanowią poważne wyzwanie w zakresie dokładnego składania. Tradycyjne podejścia często skupiają się na liniach prawie homozygotycznych, które nie oddają pełnej różnorodności genetycznej złożonych odmian, takich jak Malbec. Zrozumienie klonalnej zmienności fenotypowej, która znacząco wpływa na jakość wina, zwiększa tę złożoność. Aby sprostać tym wyzwaniom, szczegółowe i dokładne składanie genomu jest niezbędne do zrozumienia mechanizmów genetycznych powodujących zmienność klonalną i przyczyniających się do unikalnych cech winorośli Malbec.

Zespół badaczy z Instituto de Biología Agrícola de Mendoza, Instituto de Ciencias de la Vid y del Vino i Instytutu Biologii im. Maxa Plancka w Tybindze opublikował badanie (DOI: 10.1093/hr/uhae080) w czasopiśmie Badania ogrodnicze 14 marca 2024 r. W niniejszym badaniu przedstawiono pierwszy diploidalny zespół genomu winorośli Malbec, wykorzystujący zaawansowane technologie sekwencjonowania w celu rozpoznania dwóch haplotypów odziedziczonych od odmian rodzicielskich.

Badanie pozwoliło na wysokiej jakości złożenie genomu winorośli Malbec przy użyciu zaawansowanych technik sekwencjonowania długich odczytów PacBio i binningu trio. Ta metoda umożliwiła rozdzielenie i złożenie dwóch haplotypów odziedziczonych po rodzicielskich odmianach Malbec, Prunelard i Magdeleine Noire des Charentes. Złożony genom ujawnił znaczące regiony polimorficzne i dostarczył szczegółowych adnotacji modelu genu dla obu haplotypów. Analiza transkryptomiczna wariantów klonalnych Malbec ujawniła różnice w ekspresji genów, szczególnie podkreślając wyższą zawartość antocyjanów w niektórych klonach. Ta zwiększona zawartość antocyjanów była związana ze zwiększoną reakcją kwasu abscysynowego, co prowadziło do nadmiernej ekspresji genów zaangażowanych w metabolizm fenylopropanoidów i reakcje na stres abiotyczny. Odkrycia te podkreślają krytyczną rolę zespołów rozdzielonych na haplotypy w zrozumieniu genetycznych podstaw zmienności klonalnej i jej wpływu na cechy niezbędne dla jakości wina i zdolności adaptacji winorośli.

Dr Luciano Calderón, jeden z głównych badaczy, stwierdził: „To złożenie genomu nie tylko pogłębia naszą wiedzę na temat różnorodności genetycznej Malbec, ale także zapewnia cenne źródło do badania mechanizmów molekularnych leżących u podstaw zmienności klonalnej. Otwiera nowe możliwości hodowli i ulepszania odmiany winorośli.”

Zmontowany genom Malbec oferuje kompleksowe odniesienie dla przyszłych badań genetycznych i programów hodowlanych mających na celu ulepszenie odmian winorośli. Poprzez zrozumienie genetycznych podstaw cech, takich jak skład jagód i reakcje na stres, naukowcy mogą rozwijać bardziej odporne i wysokiej jakości winorośle, co ostatecznie przyniesie korzyści branży winiarskiej i pomoże stawić czoła wyzwaniom stawianym przez zmiany klimatyczne.

###

Bibliografia

DOI

10.1093/godz./uhae080

Oryginalny adres URL źródła

https://doi.org/10.1093/hr/uhae080

Informacje o finansowaniu

Prace te wspierała Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (ANPCyT): PICT2018-02381, MINCyT/ANPCyT (FONTAR)-CDTI IBEROGEN; CONICET (Bilateral PCB-II, CONICET-CSIC, MINECO BIO2017-86375-R oraz projekt PID2020-120183RB-I00 finansowany przez MCIN/AEI/10.13039/501100011033) oraz Towarzystwo Maxa Plancka. LC otrzymało dofinansowanie podróżne CONICET na krótkotrwały pobyt w hotelu Max Planck (Tübingen). Jesteśmy wdzięczni Ilji Bezrukovowi za odpowiedź na pytanie z bioinformatyki i Silvinie van Houten za współpracę przy pracach terenowych. Dziękujemy Olivierowi Yobregatowi (Instytut Français de la Vigne et du Vin, IFV) za dostarczenie materiału roślinnego z rodzicielskich odmian Malbec. Projekt ten otrzymał finansowanie z programu Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020” w ramach umowy o dotację „Maria Skłodowska-Curie” nr 797460. W badaniu tym wykorzystano działania sieciowe i zasoby wytworzone w ramach akcji COST Integrape (CA17111) i grantu innowatorów COST Grapedia (IG17111 ).

O Badania ogrodnicze

Badania ogrodnicze jest czasopismem o otwartym dostępie Uniwersytetu Rolniczego w Nanjing i zajmuje pierwsze miejsce w kategorii Ogrodnictwo w czasopiśmie Journal Citation Reports™ z Clarivate, 2022. Czasopismo zobowiązało się do publikowania oryginalnych artykułów naukowych, recenzji, perspektyw, komentarzy, artykułów korespondencyjnych i listów do redaktor zajmujący się wszystkimi głównymi roślinami i dyscyplinami ogrodniczymi, w tym biotechnologią, hodowlą, biologią komórkową i molekularną, ewolucją, genetyką, interakcjami międzygatunkowymi, fizjologią oraz pochodzeniem i udomowieniem roślin uprawnych.