Com s’utilitzen els ordinadors per tallar raïm
És un espectacle familiar a les universitats i institucions d’enologia de tot el país: fileres de vinyes que representen anys de treball, amb cadascuna d’elles amb l’esperança de canviar per millor la indústria vitivinícola.
A primera vista, no sembla que les tècniques de cria del raïm hagin canviat molt al llarg dels segles. Els criadors fertilitzen una vinya amb el pol·len d’una altra, amb l’esperança de crear descendents que resistiran les malalties i produeixin raïm de qualitat.
Però, darrere de les escenes, la investigació sobre la producció de raïm es basa cada vegada més en ordinadors que analitzen dades genètiques. L’esperança és que això augmenti el ritme de desenvolupament de noves varietats de raïm i asseguri la vitalitat de la indústria vitivinícola.
'Faig servir l'analogia de 23andme quan intento explicar què estem fent', diu el doctor Dario Cantu, professor associat de viticultura i enologia a Universitat de Califòrnia, Davis. 'Totes aquestes empreses que ofereixen la vostra ascendència i la vostra probabilitat de patir malalties per algunes malalties, crec que estem fent això, fent servir eines similars a aquestes empreses per entendre ràpidament els gens del raïm italià'.
El Dr. Cantu utilitza ordinadors per analitzar la composició genètica dels cultivars de raïm de vi per comprendre les diferències responsables de diverses característiques. Els criadors poden intentar combinar trets desitjables per crear varietats originals que puguin ser més resistents a la malaltia i la sequera i oferir nous sabors únics.
La ciència pot salvar els nostres vins preferits? 'Jo no sóc un criador', diu el doctor Cantu. “Col·laboro amb Andy Walker [un membre del professorat de la UC-Davis]. És el criador. Ens complementem en el sentit que és el criador tradicional i jo sóc l’ordinador, així que l’ajudo a entendre la genètica d’alguns dels trets que li interessen.
'Per tant, el que fa Andy és examinar les poblacions naturals de raïm silvestre per tal de resistir-les a les malalties (fins a l'oïdi, etc.) i després intenta introduir aquests trets en les varietats cultivades. L’ajudo a entendre la base genètica d’aquests trets ”.
Fer raïm a l’antiga
Tradicionalment, un criador seleccionaria dues plantes progenitores amb trets o fenotips desitjables. Per exemple, un pare pot tenir raïm gros, però amb una tolerància a la malaltia pobra, mentre que l’altre pot tenir raïm més petit, però ser resistent a l’oïdi. En aquest cas, en creuar aquestes plantes, els criadors cercarien una descendència que posseís els trets desitjables de grans baies i resistència a les malalties.
Un cop l’obtentor ha utilitzat el pol·len del progenitor masculí per fertilitzar el progenitor femella, es planten les llavors resultants. Les plantes trigaran de quatre a sis anys a donar fruits i ser avaluades.
La captura? No es garanteix que cap descendència hereti el tret desitjat. Potencialment, anys de treball podrien literalment resultar infructuosos.
Dr. Lance Cadle-Davidson (de peu) i Dr. Avi Karn, analitzant dades genètiques a gran escala per obtenir trets de raïm favorables
Actualitzant la natura
La cria assistida per marcador és una forma en què els ordinadors s’utilitzen en la investigació del raïm, una part central de la Projecte VitisGen2 . Aquest mètode utilitza dades d’ADN per ajudar els criadors a triar quines plàntules de raïm conservar. L’objectiu és desenvolupar plantes amb raïm de millor gust que siguin més resistents a les malalties i a les plagues.
'En els programes de cria de la vinya, tenim tantes dades', diu la doctora Avinash Karn, investigadora postdoctoral associada en biologia computacional i genètica quantitativa a Universitat de Cornell . 'Hi ha dades genètiques, que inclouen dades de seqüenciació d'ADN i dades de fenotip. Les dades del fenotip poden ser [trets físics com] la resistència a la malaltia, la qualitat de la fruita o adaptacions com la tolerància al fred '.
Karn diu que l’elevada potència de càlcul és crucial per analitzar el sorprenent volum d’informació generada a partir d’un programa com VitisGen2.
La cria assistida per marcador busca racionalitzar el procés de cria. En primer lloc, els investigadors recopilen dades genètiques i del fenotip per a vinyes específiques. La informació es col·loca en una base de dades i els investigadors utilitzen eines per determinar quina seqüència genètica, o marcador, està associada a un tret particular. Després, buscant aquest marcador a l’ADN d’una planta, poden determinar si posseeix la qualitat desitjada.
Per què importen els raïms híbrids Karn compara el procés amb una revisió d'un llibre i busca algunes paraules clau en lloc de llegir tot el text.
Un cop identificat el tret desitjat, els criadors fan una creu mitjançant tècniques convencionals i planten les llavors resultants. En lloc d’esperar diversos anys fins que la vinya fructifiqui, els criadors poden veure si les vinyes porten el gen desitjat en qüestió de mesos.
Un cop les plàntules tenen uns pocs mesos, es pot analitzar el teixit de la fulla per veure si la planta va heretar un determinat marcador d’ADN. Si ho fa, el criador pot continuar cultivant la vinya. Si no, es pot descartar.
'[La selecció assistida per marcador] ajudarà el criador a estalviar temps, diners i espai', diu Karn. 'Aquesta és la gran diferència en utilitzar tota aquesta informació i analitzar-la sobre qualsevol mètode convencional de cria'.
Què ens depara el futur?
Com afectarà la criança assistida per ordinador als consumidors de vi? Karn diu que les vinyes resistents a les malalties o millor adaptades a un clima canviant asseguraran que els viticultors tinguin el raïm que necessiten per satisfer la creixent demanda dels consumidors.
'Jo diria que el treball que fem ajudarà definitivament els criadors de raïm, estalviant temps i diners i ajudant-los a prendre decisions més eficients', diu Karn. 'Podran oferir un producte millor, que ajudarà a produir vi de millor qualitat'.
La veritat darrere dels vostres vins preferits El doctor Cantu diu que, a més del desenvolupament de noves varietats de raïm, és important entendre el material genètic dels cultivars existents, però menys coneguts.
'Parlem molt de com el canvi climàtic arruïnarà la viticultura i l'elaboració del vi, però podem explorar els cultivars disponibles', diu. “N’hi ha milers. N’hi ha [algunes] que s’han adaptat per cultivar-les en climes molt calorosos i secs, com el sud d’Itàlia o el sud d’Espanya. S’adapten molt millor a l’entorn al qual ens enfrontem ara i potser encara més al que ens enfrontem en el futur.
“El que trobem als nostres prestatges tindrà diferents noms i etiquetes diferents. Però pot ser fins i tot millor que el que tenim ara mateix '.
