Международный проект под руководством аргентинского исследователя Инес Хугальде (INTA) исследует эпигенетические механизмы адаптации винограда Мальбек к засухе, изучая, как стрессовый опыт сохраняется в геноме при бесполом размножении. Исследование направлено на подтверждение передачи «памяти засухоустойчивости» через черенки, что позволит получать устойчивые саженцы без использования ГМО.
Международный исследовательский проект под руководством доктора агрономии Инес Хугальде (INTA) получил престижный грант Европейского союза для изучения феномена «памяти к стрессу» у винограда.
Ученые планируют выяснить, передается ли засухоустойчивость через черенки при вегетативном размножении. Иными словами, они хотят доказать существование эпигенетической памяти у многолетних культур.
Эпигенетика изучает, как внешние факторы (в данном случае экстремальная засуха) могут включать или «запирать» определенные гены без изменения самой последовательности ДНК.
Проект финансируется Европейским союзом, так как вошел в десятку лучших мировых заявок на конкурсе по поддержке женщин-ученых в сферах STEM (международный термин, который объединяет четыре академические и производственные сферы: Science — естественные науки (биология, химия, физика, агрономия, генетика).Technology — технологии (IT, программирование, искусственный интеллект, робототехника). Mathematics — математика (высшая математика, статистика, анализ данных). Engineering — инженерия (проектирование, конструирование дронов, сельхозмашин, систем орошения)).
Инес Хугальде, доктор наук, ведущий научный сотрудник INTA (Национального института сельскохозяйственных технологий Аргентины) в провинции Мендоса, возглавляет команду в качестве эксперта мирового уровня в области физиологии растений и молекулярной биологии винограда. В этом проекте она также выступает главным международным координатором, работая в тесной кооперации с Филиппом Галлуши из Университета Бордо (Франция) — одного из главных мировых центров изучения вина.
Гипотеза исследования состоит в том, что лоза, пережившая сильный стресс от нехватки воды, химически модифицирует свой хроматин (происходит метилирование ДНК или модификация гистонов). Этот «след» помогает растению при повторной засухе активировать защитные механизмы в разы быстрее.
Ученые хотят понять, передается ли эта эпигенетическая метка («память о засухе») дочернему растению через черенок. Если да, то питомники смогут целенаправленно подвергать маточные кусты контролируемому стрессу, чтобы получать саженцы, уже «запрограммированные» на выживание в засушливых регионах. Это передовой подход в селекции, позволяющий повысить устойчивость винограда без использования ГМО.
Мальбек — флагманский, национальный сорт Аргентины. Главный винодельческий регион страны — Мендоса — это фактически каменистая полупустыня, где виноградники выживают только за счет искусственного орошения в условиях постоянных волн жары. Климатические изменения делают дефицит воды критическим, поэтому в центре исследования именно сорт Мальбек, размножающийся размножается бесполым (агамическим) путем через клонирование черенками. При таком размножении генетический код (ДНК) материнского и дочернего растения на 100% идентичен. Это исключает генетические погрешности: если дочерняя лоза ведет себя устойчивее к засухе, значит, сработал именно эпигенетический механизм памяти, а не новая мутация генов.
«Интерес к данной работе не ограничивается академической сферой. Одна из ее главных целей — получение полезной информации для первичного звена в цепочке винодельческой промышленности: питомниководства, ответственного за отбор и поставку саженцев для новых виноградников. В настоящее время в процессах клоновой селекции винограда приоритет отдается генетическим и здоровым характеристикам материнских растений, но мало внимания уделяется условиям окружающей среды, в которых развивался этот материал. Также отсутствуют установленные критерии для методов управления, которые позволили бы получать черенки с более эффективной реакцией на повторяющиеся стрессовые ситуации. На основе этих исследований команда стремится разработать рекомендации по уходу за материнскими растениями, способными производить посадочный материал с физиологической памятью. Цель состоит в том, чтобы будущие растения были лучше подготовлены к такому важному этапу, как посадка. Понимание того, как сохраняется стрессовая память у черенков и проявляется у впоследствии укоренившихся растений, будет иметь важное значение для их успешного приживаемости», — рассказала Инес Хугальде.
Источник: официальный портал Правительства Аргентины.