Материалы портала «Научная Россия»

0 комментариев 1027

Наука виноделия. "В Мире науки" №12, 2020

Наука виноделия. "В Мире науки" №12, 2020
Ученые НИЦ «Курчатовский институт» впервые в России осуществили секвенирование полного генома винограда. Для исследования были выбраны два автохтонных сорта — «красностоп золотовский» и «кокур белый».

Ученые НИЦ «Курчатовский институт» впервые в России осуществили секвенирование полного генома винограда. Для исследования были выбраны два автохтонных сорта, известных еще со времен Российской империи, — «красностоп золотовский» и «кокур белый».

Данные, полученные в результате полногеномного секвенирования ДНК, поместят в Национальную базу генетической информации. Они будут использованы учеными для установления «родословной» этих знаменитых сортов и оптимизации некоторых свойств, влияющих на устойчивость к болезням и на вкусовые качества вина. О том, как возникло и развивается это новое для родоначальника советского атомного проекта направление в НИЦ «Курчатовский институт», рассказывает Дмитрий Юрьевич Федосов, заместитель начальника лаборатории генетических технологий виноградарства и виноделия Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.

Дмитрий Юрьевич, известно, что сейчас идет реформа виноградарско-винодельческого законодательства. Как вы считаете, какова роль научных организаций в новой политике государства в этой отрасли?

26 июня этого года вступил в силу Федеральный закон о виноградарстве и виноделии, который направлен прежде всего на поддержку производства своего винограда и на снижение количества контрафакта. продаваемого под видом российского вина. Это очень важный момент — возрождение этой отрасли поддерживается на самом высоком уровне.

К нашей радости, в законе есть положения о научной экспертизе. Впервые в законодательстве такого уровня появились доводы о том, что наука должна определять границы виноградарско-винодельческих зон, те или иные подходящие для них сорта. Дело в том, что у нас большая междусортица на виноградниках — каждый сажает что хочет. С точки зрения науки и логики производства сорта происхождением из Северной Германии и Южной Италии не могут дать на одном участке одинаково замечательные урожаи. Это абсурд. Поэтому цель науки — сортоподбор, новый подход к почвенноклиматическому анализу. Если мы не будем этого делать, то наше виноделие обречено стать колониальным, когда мы все будем привозить из зарубежья, вплоть до бутылок. Нам нужны свои специалисты, свои саженцы, свое винодельческое оборудование. И то, что в законе появилась научная экспертиза, — это основа основ.

Такая научная экспертиза наверняка касается еще контроля подлинности и качества вин. Как с этим сейчас у нас в стране? Прекрасно помню времена, когда поддельные некачественные вина захлестнули прилавки наших магазинов.

Существует два основных вида подделок. Они, кстати, отражены в законе. Самая грубая подделка — когда «вино» состоит из красителя и ароматизаторов, добавлен сахар для получения алкоголя или вовсе спирт. Сейчас, согласно букве закона, такие продукты попадают в раздел виноградосодержащих напитков, коль скоро там имеется хоть чуть-чуть винограда. На этикетке начиная с урожая нынешнего года будет значиться: «Не является вином». Кто хочет, пусть пьет: такие бутылки будут стоять отдельно.

Второй вариант — это подделка под некий известный стиль. Во всем мире подделываются «Бордо» и другие дорогие вина. У нас пока практически нет рынка дорогих вин, но, думаю, скоро появится. Есть определенные зоны или стили, которые нравятся людям. Крымское вино, согласно опросам, — самое узнаваемое из вин российских регионов, хотя там тоже хватает подделок.

Сортовая чистота и подлинность — это тоже одна из проблем российского вина. К сожалению, у нас до сих пор нет сортового контроля. Если вы видите бутылку российского вина с надписью «Шардоне», имейте в виду: это не что иное, как торговая марка, но не указанный сорт. Все потому, что не было контроля. Но новым законом он предусмотрен.

Каким образом можно осуществить такой контроль?

Это можно делать методами современной аналитической химии. Мы в Курчатовском институте занимаемся этой проблемой на уникальной экспериментальной базе. С помощью масс- спектрометрии, жидкостной высокоэффективной хроматографии, газовой хроматографии у нас идут работы по распознанию сортового состава и происхождения вина из той или иной зоны на основе состава микроэлементов почв, которые потом отражаются в вине. Есть еще методы изотопного анализа, которые мы также будем применять в ближайшее время.

А какая вообще связь между Курчатовским институтом и виноградарством?

Действительно, как известно, Курчатовский институт был создан еще в апреле 1943 г. как секретная Лаборатория № 2 именно для решения задачи по созданию советского атомного оружия. Напомню, что первый, самый важный шаг был сделан на территории Лаборатории № 2 еще в декабре 1946 г., когда И.В. Курчатов пустил первый в Евразии реактор Ф-1, в этот момент фактически и началась атомная эра в нашей стране. Атомный проект дал толчок развитию многих направлений: от ядерной медицины до информационных технологий. Кроме того, в Институте атомной энергии, как тогда назывался Курчатовский институт. И.В. Курчатов и А.П. Александров вовремя гонений на генетику в середине 1950-х гг. создали два особых отдела — отдел генетики и селекции микроорганизмов и отдел радиобиологии. Впоследствии эти подразделения выделились в институты ГосНИИгенетика и Институт молекулярной генетики АН СССР, которые внесли большой вклад в становление биотехнологической промышленности у нас в стране, в развитие генетических исследований в целом. Не так давно по инициативе М.В. Ковальчука они вернулись в состав НИЦ «Курчатовский институт», где создана лучшая на сегодня в стране экспериментальная и кадровая база для проведения геномных исследований, а также хранится коллекция промышленных микроорганизмов, которая содержит около 25 тыс. штаммов микробов. Кстати, напомню, что первый в России и восьмой в мире геном человека был секвенирован в 2009 г. тоже в Курчатовском институте.

Поэтому Курчатовский институт неслучайно стал головной организацией самого крупного центра геномных исследований мирового уровня, в который входят еще семь ведущих научных организаций.

Уже более года назад указом президента РФ наш институт был назначен головной научной организацией Федеральной программы «Развитие генетических технологий» по исследованиям и разработкам в сельском хозяйстве, промышленной микробиологии. Так что задел и в области генетики в Курчатовском институте очень хороший. Это позволило использовать наши уникальные возможности в области генетики для развития принципиально новой научной базы виноградарства и виноделия в нашей стране. Именно поэтому М.В. Ковальчуком была создана лаборатория генетических технологий виноградарства и виноделия в структуре Курчатовского комплекса НБИКС-природоподобных технологий.

Знаю, что геном пшеницы чрезвычайно сложен. А что вы можете сказать о геноме винограда?

Он не менее сложен. Геном винограда впервые был расшифрован в 2007 г. крупным франко-итальянским консорциумом. Для этой работы взяли сорт «пино нуар», популярный и в нашей стране. Какое-то время научное сообщество полагало, что этот геном будет референсным. К огромному удивлению американских коллег, когда они начали секвенировать сорт «шардоне», вроде бы родственный «пино нуару», оказалось, что он отличается от него примерно на 20% по размеру и количеству генов. Что уж говорить о других сортах, таких как «карменер» или «каберне совиньон».

А у нас подобные исследования проводятся?

У нас в России есть большое количество автохтонных аборигенных сортов. Это сорта, появившиеся путем народной селекции в определенной местности, культивируемые у себя на родине. У них нет задокументированного создателя-селекционера — фактически эти сорта представляют собой достояние российского народа. В этой ситуации мы хотим быть самодостаточными, сохранить свое лицо, применяя передовые научные технологии. Сейчас мы делаем шаги к прочтению геномов наших сортов винограда, таких как донские «красностоп золотовский», «цимлянский черный», крымский «кокур белый» и другие.

Почему именно виноград начали изучать в Курчатовском геномном центре? Почему нет лаборатории яблок или груш?

Конечно, яблоки или груши — тоже важные культуры. Но когда мы покупаем яблочный сок, мы не смотрим на сорт, из которого он сделан. Точно так же мы обычно не смотрим на сорт ячменя при покупке пива или сорт пшеницы при покупке хлеба. А вот у винограда сорт — это фактор, отличающий вина друг от друга в органолептике, и, соответственно, фактор маркетинга. Сегодня в России большую популярность имеют вина из тех самых автохтонных сортов. Наша задача — разобраться в их геномике, систематизировать эти сорта, навести там порядок.

А для чего вообще нужно изучать геномику винограда? Разве нельзя на основании имеющегося опыта его разведения просто продолжать получать соки, вина и прочее?

Ампелография (наука о винограде) достаточно молода, ей порядка 150 лет. За это время многое было сделано, в том числе советскими учеными. Например, А.М. Негруль создал в НИИ «Магарач» в Крыму считающуюся основной в мире классификацию сортов. Но ампелография имеет свои лимиты. Вот сорт, и у него есть клоны. Это было широко известно ампелографам еще до появления генетики. Однако же именно сейчас, например благодаря секвенированию известнейшего мирового сорта «шардоне», появилась систематизация. Международный консорциум выявил больше тысячи клонов. Этот сорт приспособлен к разным условиям, он растет и у нас, и в Австралии, и во Франции. Это и есть клоновая селекция, которая не только помогает прочтению генома с точки зрения «родословной», хотя это интересно в научном плане, но и дает новую важную информацию о мутации исходного сорта. Например, у определенных сортов есть гены резистентности к тем или иным болезням, к заморозкам, засухе. Все это нужно прочесть. систематизировать и с помощью геномного редактирования, возможно, улучшить. Здесь генетика может помочь виноградарству, да и сельскому хозяйству вообще.

Мы знаем, что сейчас происходят глобальные климатические изменения. Бургундия, которая дает самые дорогие в мире вина, например, «Романе-Конти» из сорта «пино нуар», которое стоит более 15 тыс., рискует потерять этот сорт, потому что он начинает созревать все раньше и раньше. А в случае винограда важны не только зрелость сахаров, количество глюкозы, из которой получается спирт, но и фенольная зрелость кожицы. Она приходит позже, чем сахаронакопление, в условиях жаркого лета. Получается, у нас очень сладкий виноград, из которого можно сделать вино, но он не дозрел, ароматика будет зеленая, простейшая, богатство вкусовых оттенков уйдет. Ау «пино нуар» описано более 50 ароматических оттенков. Это очень сложный сорт. Мировые прогнозы говорят о том. что в течение 30 лет, к 2050 г., Бургундии придется делать выбор: менять сортовой состав или редактировать свои «пино нуар» и «шардоне».

Испытывают ли наши виноделы подобные проблемы?

Да. Поэтому одна из составляющих нашего проекта — прочтение генов, которые отвечают за созревание винограда и, по возможности, попытка отодвинуть цикл созревания. Тогда мы проскочим период августовской жары и сможем собрать фенольно зрелый виноград. Вдобавок ко всему, если он будет позже вегетировать, мы еще и избавимся от проблемы весенних заморозков. Все эти проблемы может решить только генетика.

С какими еще вызовами приходится сталкиваться в вашей работе?

Помимо раннего созревания существует проблема борьбы с вирусами. Сегодня это актуально по отношению к человеку, но, поверьте, в случае винограда это не менее острый вопрос. Если посадить зараженный вирусом виноградник, то через пять-десять лет он вымрет. Отечественная вирусология в последние годы сильно отставала от мировой. Но у нас уже есть хорошие специалисты и в этой отрасли.

К сожалению, у нас возникло общее отставание в виноградарской и винодельческой науке. Это связано со многими факторами. Один из них — антиалкогольная кампания 1985 г. и последующий экономический кризис. Виноградники вырубали в массовом порядке. Это была настоящая трагедия. Пострадал тот же НИИ «Магарач» в Крыму — один из старейших в мире исследовательских институтов виноградарства и виноделия. Был доведен до самоубийства главный селекционер этого института П.Я. Голодрига. «Магарач» в перестройку чем только не занимался, даже выращивал грибы. И если после 1985 г. мировая наука сделала определенный рывок, то у нас никакого роста не было.

Сколько всего известно сортов винограда в мире и в нашей стране?

Здесь мы упираемся в классические ампелографию и генетику, где есть разночтения. Говорят, от 2,5 тыс. до 5 тыс. сортов — вот такой разброс. Дело в том, что в той же Тоскане есть сорт «санджовезе». В разных частях Тосканы он называется то «брунелло», то «пруньоло джентиле», и только генетики в XX в. смогли доказать, что это один и тот же сорт. Но названия пришлось оставить, потому что они привязаны к традиционным терерруарам, к стилям производства вина. Нам нужно и полногеномное секвенирование, но еще и верификация сортов, в том числе методом ПЦР, чтобы установить истину.

Неужели сегодня даже винограду нужна ПЦР-диагностика?

Да, это правда. Все эти методы бурно развиваются в последние десятилетия.

Так вот, с точки зрения классической ампелографии в источниках, исследовавших сорта Дагестана, Дона, Ставрополья, Крыма, насчитано порядка 150 сортов винограда. И наша задача — их проверить, чтобы понять, какие из них не повторяются. Может быть, в ходе этого исследования будут открыты новые сорта винограда и придется их как-то переименовывать.

Кто основной потребитель российского вина?

С точки зрения рынка потребитель вина номер один в мире и в России — молодая женщина.

Неужели?

Да, она следит за фигурой, ест полезные салаты, занимается спортом. Она любит выпить бокал хорошего восьми-девятиградусного вина с подругами или с мужем. На рынке есть такие вина. Мы этот вызов приняли и сейчас пытаемся на него ответить. Нам нужно наладить производство новых дрожжевых культур, которые могут понижать количество этанола. Это непросто. Если, например, у нас вместо этанола образуется избыток глицерина или летучих кислот, то вино станет низкоалкогольным, но неприятным по ароматике. Эти противоречия мы пытаемся снять. В НИЦ «Курчатовский институт», НИИ виноградарства и виноделия «Магарач», АО «Завод шампанских вин "Новый Свет"» есть коллекции собственных штаммов дрожжей. Среди наших задач — их оцифровка. Эти коллекции должны стать одной из основ национальной базы генетической информации. Есть и новейшие способы быстрой работы с генами дрожжей путем генетического редактирования. С помощью этих методов на базе одного хорошего штамма дрожжей можно вывести много штаммов, которые будут подходить разным сортам.

Вы сказали, что основной потребитель вина в России — молодая женщина, которая заботится о своем здоровье. Как я понимаю, это тоже одна из задач — воспитание культуры потребления хорошего вина. Ведь в нашей стране исторически народ предпочитает более крепкие напитки.

Я не совсем согласен с тем, что такой культуры у нас нет. Она была, но в высших слоях общества и в южных винодельческих регионах. В русской классической литературе можно встретить упоминания многих марок импортных и российских вин: «Цимлянское», «Абрау-Дюрсо», определенные крымские вина. Но потом, в советское время, эта ситуация действительно изменилась. Хотя и было создано «Советское шампанское», появились новые марки крымских крепленых вин. Переработка тонны винограда на портвейн давала больше денег, чем сухое вино. Большой процент доходов в государственную казну шел от продаж алкоголя. Постепенно началась алкоголизация населения. «Сухой закон» 1985 г. еще сильнее изменил ситуацию. Потребление крепкого алкоголя выросло, а вина — упало. В последние годы культура винопития в нашей стране возрождается, пить вино становится модным, и это не может не радовать.

Дмитрий Юрьевич, наше интервью выйдет накануне Нового года. Можете ли вы как человек с огромным опытом виноградарства и виноделия произнести для наших читателей тост?

Я бы пожелал людям в наступающем году хороших вин. А хорошие вина влекут за собой хорошую еду, спокойное мироощущение, семейное благополучие. А. А. Корнеев, мой учитель, говорит, что горькую пьют от горькой жизни. Есть программа Евросоюза Wine in Moderation («Вино в умеренном потреблении»). За едой мужчине можно выпить не более трех бокалов в день, женщине — не более двух. Если количество этих бокалов умножить на 150 мл, получается бутылка вина. Я желаю, чтобы бутылка хорошего вина всегда была на вашем столе, чтобы всегда были люди, с которыми хочется ее разделить, и чтобы ваша жизнь была полна позитивными эмоциями. И, конечно, очень хочется, чтобы это вино было российским.

Беседовала Наталия Лескова

 

в мире науки 12 2020 виноделие дмитрий юрьевич федосов заместитель начальника лаборатории генетических технологий виноградарства и виноделия курчатовского комплекса нбикс природоподобных технологий национальная база генетической информации ниц курчатовкий институт секвенирование днк

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.