Bilim Favori Şaraplarımızı Kurtarabilir mi?
Chardonnay dünyanın en popüler ve tanınan şaraplarından biridir. Üzümün genleri, yüzyıllar önce doğu Fransa'daki tek bir bitkiden aktarıldı. Bu genetik tutarlılık, üzümün tanınabilir olmasını sağladığı için iyi bir şey olarak görülebilir. Ancak genleri, herhangi bir bağda yaygın olan zararlılar ve hastalıklar da dahil olmak üzere çevreye nasıl tepki vereceğinden de sorumludur.
Böylesi bir küresel bela, meyveleri çürütebilen ve bir bitkinin yapraklarını soyarak üzümlerinin iyi bir şaraba dönüşecek kadar şeker üretememesini sağlayan mantar benzeri bir patojen olan 'tüylü küf' olarak bilinen şeydir.
Bir asmanın doğal bölgesinde bitki, tüylü küf ve diğer hastalıklara karşı doğal bir direnç geliştirmiş olabilir. Ancak şarap üreticileri yeni şarap bölgelerinde eski çeşitler tükettiğinde, asmalar özellikle yerel veba salgınlarına karşı savunmasız hale gelebilir.
Bir örnek? New Jersey. Eyalet özellikle şarapla tanınmıyor olabilir, ancak üretim son yıllarda hızlandı. Önemli bir sorun, New Jersey’in sıcak ve nemli yazlarıdır, mükemmel bir çürük tarifi.
Peter Oudemans, profesör, Bitki Biyolojisi ve Patolojisi Bölümü, Rutgers Üniversitesi / Fotoğraf, Rutgers Üniversitesi'nin izniyle
Rutgers Üniversitesi'nde bir bitki patoloğu olan Peter Oudemans, 'New Jersey'deki her üzüm bağı tüylü küfle mücadele ediyor' diyor. 'Bu yaygın ve oldukça yıkıcı bir hastalık.'
Tüylü küf daha da kötüye gidebilir gibi iklim değişikliği değişir şarap bölgeleri dünya çapında.
Şimdilik, hem geleneksel hem de organik çiftçiler, budama ve böcek ilacı gibi uygulamaların bir kombinasyonu yoluyla asmalarını hastalıktan uzak tutuyor.
New Jersey Şarap Araştırma ve Eğitim Merkezi'ne göre, New Jersey'de şarap yetiştiricileri tüylü küfü kontrol etmek için sezonda 6 ila 12 kez mantar ilaçları püskürtüyor. Ama yeni bir teknik, CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats'in kısaltması), bilim insanlarının tüylü küflenmeye karşı dirençli hale gelmeleri için Chardonnay genlerini ayarlamalarına izin verebilir.
Ancak başka bir seçenek daha var. Chardonnay hayranları bundan hoşlanmayabilir, ancak neden üzümden kurtulup yeni yerel çeşitler aramıyorsunuz?
Rutgers'da bir bitki patoloğu ve moleküler biyolog olan Rong Di, 'Umudum, enfeksiyonu azaltmak için bitkiyi dahili olarak tasarlayabilmemizdir' diyor. Ekibi, CRISPR'yi Dijon Chardonnay 76 adlı bir üzüm çeşidinde test ediyor. Çalışmanın finansmanı, ABD Tarım Bakanlığı'nın bir parçası olan Ulusal Gıda ve Tarım Enstitüsü.
Di, 'Mantar her zaman orada olacak' diyor. 'Ama bitkiler dirençli hale gelebiliyorsa, bu kadar fazla püskürtmemize gerek yok.'
Ancak tüketiciler, eski bir geleneği kurtarmak için yeni ve bazen tartışmalı bir teknolojiyi kabul edecekler mi? Değilse, alternatif nedir?
Tüylü küften etkilenen asma üzüm yaprağının yakından görünümü ( Plasmopara viticola ) / Getty
CRISPR üzümü
Genler, canlı bir şeyin nasıl görüneceğine ve çalışacağına dair talimatlar veren bir kod olan yaşamın temel bir planıdır. Genler de kalıtsaldır. Geleneksel üzüm yetiştiriciliğinde üzümler, belirli özelliklere sahip olacak şekilde melezlenir.
Ancak geleneksel yetiştirme zor olabilir. Amaçlanan bir özellik için çiftleşirseniz, başka bir hayati özelliği kaybedebilirsiniz. Örneğin, yetiştiriciler bir üzümün çevreye uygunluğunu iyileştirmeye çalıştıklarında, lezzetlerini değiştirme riskiyle karşı karşıya kalırlar.
“Chardonnay dünya çapında çok değerlidir. İnsanlar Chardonnay'ın tadının nasıl olduğunu biliyor ve anlıyor ”diyor Oudemans. 'Şimdi, geleneksel yetiştirme açısından Chardonnay ile uğraşmaya başlarsanız, tat ve koku profilini artık bir Chardonnay olmayabilecek bir noktaya değiştireceksiniz.'
“Yetiştiriciler ve pazar, belirli popüler çeşitleri - Merlot, Chardonnay, Cabernet'i kabul etmeye koşullu. [Üzümlerim] seçkin çeşitlere benzer niteliklere sahip olabilir, ancak bunlar tamamen yeni çeşitler olacaktır. ' —Bruce Reisch, genetikçi, Cornell Üniversitesi
CRISPR tamamen farklı bir yaklaşım benimsiyor. Bu, genellikle biyolojik bir kelime işlemciye kıyasla bir tür gen düzenlemesidir. Genler bir kodsa, CRISPR bilim adamlarının bu kodun küçük parçalarını eklemelerine, silmelerine veya değiştirmelerine izin verir.
Di, Chardonnay genlerini düzenlemek için CRISPR'yi kullanmayı hedefliyor, böylece asma, tüylü küflenmeye direniyor, esasen mantarın bitkiyi tutmasını zorlaştırmak için belirli genleri kapatıyor.
Gelenekleri değiştirmek mi?
Di’nin ilk laboratuvar sonuçları şimdiden yayılıyor, ancak bunlar, adı verilen çiçekli bir bitki üzerinde yapılan kavram kanıtlama deneyleridir. Arabidopsis hardalla ilgili olan. Bilim adamları, Arabidopsis'i bir laboratuvar modeli olarak kullanıyorlar, çünkü kısmen içeride büyümesi kolay ve hızlı bir yaşam döngüsüne sahip. Di'ye göre, bu bitkilerin CRISPR versiyonu, bu türe özgü tüylü bir küf türüne karşı 'direnç gösterdi'.
CRISPR üzümlerinin laboratuvarda ve deneysel seralarda çalışması için daha birçok deney yapılması gerekecek. Üzümlerin New Jersey üzüm bağlarına ulaşması daha da uzun sürecek. Teknik gerçeklere ve tüketicilerin uygulamayı benimseyip benimsememesine ek olarak, teknoloji de karşı karşıya kalabilir. düzenleyici engeller .
Ancak başka bir seçenek daha var. Chardonnay hayranları bundan hoşlanmayabilir, ancak neden üzümden kurtulup yeni yerel çeşitler aramıyorsunuz?
Cornell Üniversitesi'nde bir genetikçi ve üzüm yetiştiricisi olan Bruce Reisch tam da bunu yapıyor.
Bruce Reisch üzüm çiçeklerini tozlaştırıyor / Fotoğraf Cornell Üniversitesi izniyle
Reisch'in ekibi, tüylü küf ve diğer hastalıklara karşı doğal direnç sağlayan genleri bulmak için daha az bilinen şarap üzümlerinin DNA'sını inceliyor. Daha sonra bilim adamları, dirençli üzümleri tanınmış meslektaşları ile melezleyerek bölgede hem lezzetli hem de büyümesi kolay yavrular yarattılar.
Reisch, 'Yetiştiriciler ve pazarın tümü, belirli popüler çeşitleri kabul etmeye koşulludur - Merlot, Chardonnay, Cabernet,' diyor. Üzümleri farklı. 'Seçkin çeşitlere benzer niteliklere sahip olabilirler, ancak bunlar tamamen yeni çeşitler olacaktır.'
Bu bilinmeyen üzümler için bir pazar bulmak zor olabilir. Şarap alıcıları yeni bir şeyi devredebilir. Ancak Reisch buna değer olduğunu söylüyor. Günümüzün popüler üzümlerinin çoğu yakın kuzenlerdir, hastalığa yatkındır ve böcek ilacı olmadan yetiştirilmesi zordur.
Reisch, uzun vadede bağcılık için faydalı olan daha fazla genetik çeşitliliğin daha sağlıklı bir stok oluşturacağını söylüyor.
GDO mu?
CRISPR ile çalışan çoğu bilim insanı gibi Di, çalışmalarının tartışmalı bir terim olan genetiği değiştirilmiş organizmalarla (GDO'lar) ilgisi olmadığını savunuyor.
Anlamı iken GDO her zaman net değildir Genellikle, bir türden genetik bilgi alan ve onu tamamen farklı bir türün DNA'sına yerleştiren bir tekniği ifade eder.
CRISPR bazı yönlerden bu eski GDO tekniklerinden çok farklı olabilir çünkü daha rafine genetik değişikliklere izin verir.
En yaygın GDO'lardan bazıları, belirli böcek zararlılarını öldüren bakteri toksinleri üreten genlerle veya Roundup olarak da bilinen bitkileri herbisit glifosata toleranslı hale getiren genlerle değiştirilir.
CRISPR bazı yönlerden bu eski GDO tekniklerinden çok farklı olabilir çünkü daha rafine genetik değişikliklere izin verir. CRISPR, başka bir türden bir yığın genetik kod eklemek yerine, hedeflenen bitki içindeki küçük bir kodu değiştirebilir.
Ancak CRISPR daha küçük değişikliklere izin verirken, daha sert değişiklikler yapmak için yine de kullanılabilir. Bilim ve teknoloji politikası profesörü ve North Carolina Eyalet Üniversitesi Genetik Mühendisliği ve Toplum Merkezi'nin eş yöneticisi Jennifer Kuzma, buna diğer türlerden genlerin eklenmesini de içerdiğini söylüyor.
'Gen düzenleme veya CRISPR hakkında genelleme yapabileceğinizi sanmıyorum' diyor.
CRISPR savunucuları, bir bitkiyi değiştirmenin daha ince yollarına odaklanma eğilimindeyken, biyoteknolojik gıda karşıtları daha sert olasılıkların altını çiziyor.
Kuzma, 'Gerçek, ikisinin arasında bir yerde' diyor. 'Ve uygulamaya bağlı.'
Di’nin çalışması, tartışmalardan kaçınmak için bilinçli bir karar olan nispeten küçük ayarlamaları içerir.
'GDO'lar için sosyal kaygılar var' diyor. 'Tartışma zaten orada.'
