Preskočiť na obsah Preskočiť na pätu (NCP VaT)
VEDA NA DOSAH – váš zdroj informácií o slovenskej vede

Analýza DNA dokáže objasniť genetický pôvod viniča

René Beláček

Vďaka genetickým databázam dnes dokážu vedci identifikovať zabudnuté alebo ohrozené odrody viniča a oživiť ich pestovanie.  

Náruč plná hrozna.

Genetické informácie o jednotlivých odrodách sa sústreďujú v tzv. génových bankách. Vedci tak môžu zistiť, ktoré konkrétne genetické varianty stoja za chuťou či vôňou vína alebo ktoré gény robia rastliny odolnejšími proti škodcom. Zdroj: Istock/RomoloTavani

Víno sprevádza ľudí pri rituáloch, oslavách, jedle a chvíľach oddychu už od obdobia paleolitu. V mnohých regiónoch sveta, napríklad v stredomorskej oblasti, je neoddeliteľnou súčasťou histórie, gastronómie aj kultúrnej identity. Vyrába sa fermentáciou vylisovanej hroznovej šťavy. Výsledný nápoj pozostávajúci z vody a alkoholu je obohatený prchavými chemickými zlúčeninami (aldehydy, ketóny, estery) a neprchavými zlúčeninami (cukor, flavonoidy, terpény) vo veľmi variabilných pomeroch.

Divoké viniče, z ktorých sa vyrábali prvé vína, rodili hrozno v malých strapcoch. Bobule boli síce oveľa menšie než dnešné odrody, no po dozretí zostali sladké. Naši predkovia si nepochybne všimli, že tieto plody sú chutným a ľahko prenosným zdrojom energie. Samotné víno vzniklo s najväčšou pravdepodobnosťou náhodou. Zrejme k tomu došlo po ochutnaní šťavy z prezretého hrozna, ktorá vznikla v ranom štádiu alkoholového kvasenia vďaka kvasinkám prirodzene prítomným v šupkách bobúľ.

Hľadanie rodičovských koreňov vínnych odrôd

Pri degustácii vína Cabernet Sauvignon sa asi len málokedy zamyslíme nad tým, ako presne sa pestovalo hrozno, z ktorého vzniklo víno. Možno by sme dokonca dospeli k názoru, že všetky viniče tohto druhu sú si geneticky podobné, že ide vlastne o klony jednej pôvodnej rastliny, ktorú sme si pre jej chuť a vôňu obľúbili natoľko, že sme ju začali nekonečne rozmnožovať a vysádzať na hektároch viníc po celom svete.

A presne takto to aj bolo. Vinič sa totiž pestuje pomocou nepohlavného rozmnožovania, čo znamená, že zakaždým vzniká presná kópia pôvodného jedinca. Tak pri odrodách zemiakov Kennebec či jabĺk Fuji, ako aj pri vínach konzumujeme klon klonu klonu, teda potomka dlhej línie rastlinných kópií, pričom všetky pochádzajú z rovnakej materskej rastliny, ktorá si kedysi dávno získala našu pozornosť pre svoju chuť.

DNA odrody Cabernet Sauvignon

Ako možno nájsť genetický pôvod odrody Cabernet Sauvignon? A je to vôbec možné? Tieto otázky si v 90. rokoch 20. storočia položila rastlinná genetička Carole P. Meredithová.

Pomocou forenzných genetických techník začala skúmať krátke variabilné úseky DNA vo viniči obyčajnom (Vitis vinifera). Postupne analyzovala komerčne významné odrody, ako aj tie, ktoré rástli v oblastiach považovaných za kolísku vína, až kým neodhalila jeho rodičov.

Výsledok bol jednoznačný. Cabernet Sauvignon je priamym potomkom dvoch cenených odrôd, a to červenej Cabernet Franc a bielej Sauvignon Blanc. V oblasti Bordeaux v 17. storočí išlo pravdepodobne o náhodné opelenie, ktoré dalo svetu túto dnes už legendárnu odrodu.

Látky, ktoré spájame s rôznymi druhmi vína, často v pôvodnom hrozne vôbec nie sú prítomné.

Pomocou genetickej analýzy vedci odhalili pôvod viacerých odrôd viniča. Zdroj: chemistryworld.com. Kredit: Lindsay Springer/Cornell University, Sacks Lab

Krátko nato genetička C. P. Meredithová so svojím tímom odhalila rodičovský pôvod Chardonnay, druhej najpestovanejšej odrody na svete. Ukázalo sa, že je krížencom červenej odrody Pinot Noir a bieleho hrozna zvaného gouais blanc, ktoré samo osebe nebolo príliš cenené.

Práve gouais blanc priniesol do Galie rímsky cisár Probus, pôvodom z oblasti Panónie v strednej Európe, aby podporil pestovanie viniča. Hoci z neho nevznikalo kvalitné víno, počas stredoveku sa vo Francúzsku pestoval vo veľkom. A práve toto umožnilo ďalšie náhodné kríženia, ktorých výsledkom nebolo len Chardonnay, ale aj ďalšie významné odrody, ako napríklad červené Gamay.

Tempranillo a Shiraz

Po úspechoch s genetickou identifikáciou odrôd a vzhľadom na obrovské množstvo viniča pestovaného v rôznych krajinách, kde majú niektoré odrody stáročnú históriu, sa výskumníci pustili aj do analýzy súčasných odrôd divo rastúcich viničov či dokonca semien zo starých kultivarov. Vďaka tomu sa dnes darí odhaľovať genetické vzťahy medzi jednotlivými typmi viniča.

Napríklad španielski vedci objasnili pôvod odrody Tempranillo – jednej z najrozšírenejších na Pyrenejskom polostrove. Ukázalo sa, že vznikla krížením odrôd Albillo Mayor (dodnes pestovanej v strednom Španielsku) a oveľa menej známej odrody Benedicto, ktorá už pravdepodobne zanikla.

Čo sa týka odrody Shiraz, jej pôvod môžeme hľadať vo Francúzsku a nemá nič spoločné s perzským mestom Širáz. Táto exotická predstava však dlho fungovala (a dodnes funguje) ako šikovný marketingový trik.

Tento výskum ale nie je len akademickou hrou. Všetky genetické informácie sa zhromažďujú v tzv. génových bankách, kde sa uchovávajú výsledky tisícročí prirodzeného i cieleného šľachtenia. V prípade viniča to umožňuje napríklad zistiť, ktoré konkrétne genetické varianty stoja za chuťou či vôňou vína alebo ktoré gény robia rastliny odolnejšími proti škodcom.

Veda a pestovanie ovocia. Zdroj: iStock.com/Evgenyi_Eg

Enológia budúcnosti by mohla priniesť geneticky vylepšené odrody viniča. Ilustračný obrázok. Zdroj: iStock.com/Evgenyi_Eg

Dočkáme sa geneticky modifikovaného vína?

Cielené kríženie malo veľký význam v 20. storočí a začiatkom 21. storočia. V súčasnosti však máme k dispozícii kompletný genóm viniča, čo znamená, že ho možno porovnávať s genómom iných odrôd a presne identifikovať genetické varianty, ktoré sú pre nás zaujímavé.

V praxi to znamená, že nové vlastnosti sa dajú do viniča zavádzať genetickým editovaním bez potreby opakovaného kríženia a zdĺhavého výberu potomkov. Otázka teda znie: Čaká nás éra vín vytvorených pomocou genetického inžinierstva?

Odpoveď je pomerne jasná. Enológia budúcnosti sa spojí s biotechnológiou, aby vznikli geneticky vylepšené odrody viniča. Cieľom môže byť väčšia odolnosť proti klimatickým zmenám a extrémnemu počasiu, ale aj tvorba vín s presne nastavenými chuťovými a aromatickými vlastnosťami, či už veľmi podobnými tým, ktoré poznáme dnes, alebo, naopak, úplne odlišnými.

Zdroj: Nature, Science, The Conversation

(zh)

CENTRUM VEDECKO-TECHNICKÝCH INFORMÁCIÍ SR Ministerstvo školstva, výskumu, vývoja a mládeže Slovenskej republiky

Mediálni partneri

ÁMOS vision FonTech Startitup