Ученые в Крыму занялись расшифровкой ДНК дикого винограда
Загадка винограда
Виноград так вплелся в историю и культуру человечества, что, пожалуй, может поспорить разве что со злаковыми. Сколько тысячелетий существует Homo sapiens, столько он возделывает виноград. Но были ли центры окультуривания винограда в Крыму, или сюда лоза попадала из Греции, Рима, Византии? А может, его завезли по Великому Шелковому пути, одна из ветвей которого проходила через Крым? Существует ли исконно крымский автохтонный виноград, или весь он был завезен на полуостров? Был ли окультурен виноград в одном месте, как полагают на Кавказе, а потом распространился по всему миру или все же таких центров окультуривания существует много? Ответов на эти вопросы до сих пор нет. Разгадать загадку ученые пытаются уже долгие годы.
Полагают, что тавры готовили вино еще до появления в Крыму греческих колоний. Впервые 79 аборигенных сортов Крыма описал в начале ХХ века ученик князя Голицина, профессор Александр Иванов.
После войны были продолжены усилия по сбору аборигенных сортов. В 1969-1974 годах коллекция пополнилась еще 35 сортами. Но автохтоны ли они на самом деле, ведь молекулярной генетики тогда еще не существовало.
Выдающийся советский ученый Александр Негруль, изучавший происхождение винограда, специально организовывал экспедиции для исследования дикого винограда в Крыму.
400 километров по лесам
Проверить все возможные версии и собранные предшественниками доказательства с высоты современной науки взялась команда крымских ученых из института "Магарач". Разумеется, целью проекта был не только исторический аспект. Вместе со своими европейскими коллегами крымские ученые-генетики создают молекулярные паспорта растений, которые вносят в международную базу данных. Обобщенный массив информации позволяет изучить природное разнообразие полуострова в гораздо более широком контексте. Кроме того, исследование дает возможность выявить потенциально полезные гены, необходимые для селекционеров. Ведь виноград, веками произраставший в этой местности, максимально адаптирован к здешним условиям и может быть носителем ценных признаков. С их помощью можно будет получить новые сорта винограда, адаптированные к крымским реалиям.
В 2015 году крымские ученые получили грант Российского фонда фундаментальных исследований для изучения генетического разнообразия дикорастущего винограда. Последовали три года полевых изысканий в горах Крыма. Задача заключалась в поиске в заповедных районах Крыма настоящего дикого винограда и изучение его разнообразия с помощью современных молекулярных методов. За это время ученые прошли около 400 километров по удаленным лесам Крыма. В горах полуострова растет не только дикий, но и одичавший виноград. Люди жили здесь тысячелетиями, оставляли свои поселения, а с ними и лозы. Их не так-то просто отличить от дикого винограда - Vitis vinifera spp. silvestris Gmel. Как ни фантастически это звучит, но в поисках образцов генетикам пришлось порой переживать приключения в стиле Индианы Джонс.
- Мы нашли места локального произрастания дикого винограда, нашли много образцов, но проблема была в том, что в лесах дикорастущий виноград - это лиана, которая тянется в высоту до 20 метров и цветет наверху, - рассказала "РГ" кандидат биологических наук, заведующая лабораторией молекулярно-генетических исследований института "Магарач" Светлана Гориславец. - Чтобы определить, дикий это виноград или одичавший, необходимо оценить тип цветка (мужской он, женский или обоеполый). А оценить это часто практически невозможно. Мы что только не придумывали: пытались издалека фотографировать цветки с высоким разрешением, залезть как-то повыше, даже удочки шестиметровые делали с крючками на конце, чтобы дотянуться.
Нашли синонимы
Культурный виноград по своей природе в основном гермафродит. Это означает, что у сорта цветок обоеполый, у него есть и тычинки, и пестик. В отличие от него, у дикого винограда есть растения с функционально женским типом цветка и есть - с мужским. Этот так называемый двудомный - дикий виноград ученые описали еще в прошлом веке. А экспедиция "Магарача" собрала около 350 образцов дикорастущего для изучения.
- Первый этап исследований мы закончили, собрали образцы, выделили ДНК, охарактеризовали генетическое разнообразие, а дальше мы продолжаем исследования, - рассказала Светлана Гориславец. - Мы можем строить деревья, дендрограммы, которые оценивают именно генетические соотношения между образцами. Использование молекулярных методов анализа позволяет на новом уровне изучить генетическое многообразие популяции крымского дикого винограда.
Ученые создали молекулярные паспорта крымских аборигенных сортов из ампелографической коллекции, которые сравнили с европейскими базами данных. И выявили несколько так называемых синонимов - сортов с разными названиями, которые на самом деле генетически являются одним растением. Таким оказался аборигенный сорт Зерва имеющий одинаковый молекулярный паспорт с сортом Зейбель. Они оказались не единственными синонимами. Кроме этого, изучение сортов и диких форм по хлоропластным молекулярным маркерам позволило оценивать их происхождение. Ученые, наконец, приблизились к разгадке, каково же происхождение винограда на полуострове в разрезе его многовековой истории.
- Например, мы установили, что 38 процентов местных сортов Крыма имеют хлоротипы, как у итальянских, их, скорее всего, завезли генуэзцы и византийцы, - рассказала Светлана Гориславец. - Еще одна группа, составляющая 30 процентов, имела хлоротип, как у сортов Кавказской группы. Возможно, эти сорта попали в Крым по Великому шелковому пути.
В дальнейшем ученые планируют организовывать новые экспедиции для поиска одичавшего культурного винограда, который до сих пор произрастает в местах древних поселений.
Рина Каменецки, профессор, ведущий научный сотрудник израильского института Вулкани, специализирующаяся на разработках в области сельского хозяйства, в лаборатории Крымского федерального университета примет участие в проекте создания безвирусного посадочного материала.
- Проект направлен на отработку технологической цепи, которая включает получение растительного материала, его диагностику на наличие патогенов, вирусов, фитоплазм, разработку технологий лечения и размножения, - рассказал заведующий лабораторией микроклонального размножения растений Центра опережающего научно-технологического развития КФУ Лавр Крюков.
В рамках проекта ученые будут разрабатывать протоколы размножения растений трех типов жизненных форм: травянистых, кустарников и лиан. В качестве модельных культур выбраны чеснок, ежевика и виноград. Базовой станет биореакторная технология клонального размножения растений.
Игорь Спивак, доцент Исторического факультета КФУ, кандидат исторических наук:
- На территории археологических памятников Крыма, в частности Мангуп-Кале и Эски-Кермен, можно в изобилии встретить заросли винограда. Они там не редкость. Но дикие эти лозы или одичавшие, наверное, могут сказать только специалисты-генетики. В исторических источниках нет упоминаний о том, что догреческое население полуострова возделывало виноград. Есть сведения о том, что скифы и киммерийцы употребляли в пищу кобылье молоко. А вот культуру винограда, употребление вина в их быт привнесли скорее греческие колонисты. Поэтому крайне интересно будет ознакомиться с результатами исследования, проводимого учеными-генетиками. Возможно они откроют новые нюансы в истории Крыма.