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.
