Vinná réva a genetici

Jaroslav Petr  |  Věda
víno

Réva a víno – to je tradice. Na druhé straně však představuje réva a víno i velký byznys. Není divu, že do tohoto oboru pronikají nejmodernější technologie včetně molekulární genetiky a genového inženýrství. Nakolik se prosadí genetické modifikace při řešení problémů, jimž čelí pěstitelé révy a vinaři?V roce 2007 se vinná réva zařadila mezi elitní skupinu rostlin s kompletně přečtenou dědičnou informací.Byla přečtena nezávisle na sobě hned dvěma početnými mezinárodními týmy. Už to ukazuje, jak výsadnímu postavení se réva a víno těší.

Pěstování vinné révy je tvrdý chleba, protože na rostliny a jejich úrodu má spadeno řada chorob a škůdců. Vinná réva patří mezi nejvíce „stříkané“ zemědělské plodiny.V průměru zkrápí vinici postřiky dvanáctkrát za sezonu. Není pochyb o tom, že by moderní genetika mohla podat pěstitelům a vinařům pomocnou ruku. Panují však odůvodněné pochyby, že bude přijata. Jak konzumenti, tak i producenti vína patří k těm nejkonzervativnějším skupinám výrobců a spotřebitelů, jaké potravinářský trh zná. Navíc Evropa, jež zůstává jednou z hlavních bašt světového vinařství, nad vším z dílen genových inženýrů okázale ohrnuje nos.

Čtení dědičné informace čili genomu vinné révy představovalo na jedné straně poměrně snadný úkol. Réva má „kapesní“ genom složený z pouhých 487 milionů písmen genetického kódu. To je třeba ve srovnání s kukuřicí jen malý zlomek. Některé rostliny, např. borovice, mají dědičnou informaci složenou z desítek miliard písmen genetického kódu a jejich genom je mnohonásobně větší než dědičná informace člověka se třemi miliardami písmen genetického kódu. Na druhé straně bylo čtení genomu vinné révy i tvrdým oříškem, protože réva má dědičnou informaci velice různorodou. Výrazně k tomu přispívá fakt, že u ní dochází k opylení na velkou vzdálenost. Podílí se na něm vedle větru i hmyz. Francouzští a italští genetici si proto nejprve připravili vinnou révu s „jednobarevnou“ dědičnou informací, která zdědila od obou rodičovských rostlin stejné varianty genů, a teprve pak se pustili do čtení celé DNA. Druhý tým si vybral ke čtení „různobarevnou“ klasickou odrůdu vinné révy Pinot Noir, protože chtěl postihnout genetickou různorodost. Tyto analýzy odhalily dva miliony míst, kde se dědičná informace různých exemplářů liší jedním písmenem genetického kódu.

Podivné víno

Čtení genomu vinné révy odhalilo řadu zvláštností této plodiny. Vědci u ní našli více než 150 genů, které mají přímou spojitost s chutí a vůní, což je zhruba trojnásobek genů, jež tyto vlastnosti kódují u ostatních vyšších rostlin. Genetici také odhalili početnou kolekci genů, které určují odolnost rostlin k nejrůznějším chorobám a škůdcům. Ty jsou obzvláště důležité pro další šlechtění révy i pro tvorbu odolných odrůd metodami genového inženýrství. V současnosti se pokoušejí genoví inženýři zvýšit odolnost révy přenášením genů z jiných organismů. Pokud by ale našli geny pro odolnost, jež jsou révě vlastní, byly by odrůdy vzniklé přenosem těchto „vinných“ genů pro spotřebitele zcela jistě přijatelnější.

Poznání různých variant genů otevírá nové cesty i pro tradiční šlechtění, které je metodami molekulární genetiky jen dodatečně kontrolováno. Šlechtitelé kříží rostliny nesoucí vybrané varianty genů a mezi potomstvem pak hledají genetickými analýzami ty rostliny, ve kterých se sešly žádoucí varianty genů v potřebné kombinaci. Nejsou pak odkázáni na dlouhé zkoušení početných kolekcí hybridů, a to šlechtění podstatně urychluje.

Vylepšené hrozny

Genoví inženýři vylepšují vinnou révu už déle než desetiletí. První genetické modifi kace vinné révy (tj. cílené vylepšení přenosem genů pomocí metod genového inženýrství) prováděli francouzští vinaři. Jako první rozehrál tuto „partii s geny“ významný producent francouzského šampaňského Moët & Chandon, který se věnuje vinařství od roku 1743. V roce 1999 byl ale nucen program ukončit, protože u veřejnosti narazil na odpor a hrozilo, že klesne zájem i o jeho geneticky nemodifikovanou produkci.

Těžiště genetických modifi kací vinné révy se proto přesunulo za Atlantik. Tam v posledních několika letech došlo ke „geneticko-inženýrskému boomu“. Ve Spojených státech už tamější úřady povolily přes čtyřicet pokusů s geneticky modifi kovanou révou pod otevřeným nebem. Počet experimentů v laboratořích a sklenících je mnohonásobně vyšší. Jen za poslední dva roky bylo na vinicích zahájeno jedenáct pokusů s geneticky modifi kovanou vinnou révou. Odpůrci genetických modifi kací už si pospíšili s vizemi, podle kterých genoví inženýři promění víno v toxický nápoj.

Navzdory snahám odpůrců genetických modifi kací se pokusy o vylepšení vinné révy metodami genového inženýrství rozšiřují i do dalších zemí. V Itálii probíhá výzkum, který si klade za cíl ovlivnit růst vinné révy.Němečtí genetici se snaží dodat révě geny pro odolnost k nebezpečným plísním. Ani ve Francii výzkum na tomto poli zcela neustal a genetici přenášejí na révu geny pro odolnost k rostlinným virům. Australané zase chtějí zásahem do dědičné informace získat kvalitnější hrozny s lepší barvou.

Mekkou „vinných“ genových inženýrů se stává Chile.

Vyšlechtili zde například stolní odrůdy vinné révy, jejichž hrozny jsou zvýšeně odolné k plísním. Chile patří k největším světovým exportérům hroznů a v zimním období dodává na trhy v USA drtivou většinu tohoto oblíbeného ovoce. Chilští vědci mají asi sedm stovek linií vinné révy vylepšených různými cílenými zásahy do dědičné informace. Zatímco do produkce stolních hroznů z geneticky modifi kovaných odrůd vinné révy vkládají Chilané velké naděje, k uplatnění geneticky modifi kovaných linií pro výrobu vína jsou skeptičtí.„Vinaři – to je úplně zvláštní svět. Ti prodávají tradici,“ vysvětluje přední chilský genetik Patricio Hinrichsen.„Mezi producenty stolních hroznů se ale vždycky najde někdo, kdo se genetických modifi kací nebude bát.“

Útok genovým dělem

Genetické modifi kace vinné révy se zdaleka nepotýkají jen s konzervativností tradičních vinařů a nechutí odpůrců genového inženýrství. Vinná réva představuje pro cílený zásah do dědičné informace tvrdý oříšek.Obvyklé metody běžně používané u jiných plodin mají u révy jen nízkou účinnost a navíc jsou kryty patenty, což jejich uplatnění dále ztěžuje. Američtí genoví inženýři uspěli s metodou, která bývá označována jako „genové dělo“ a patentovému krytí nepodléhá. Potřebné geny se v podobě úseků dvojité šroubovice DNA navážou na mikroskopické „broky“ a ty se pak stlačeným vzduchem vystřelí proti části listu vinné révy. Brok pronikne do nitra rostlinné buňky, a pokud se strefí do buněčného jádra, může zanést „pašovaný“ gen do dědičné informace révy. Z takových buněk se pak v laboratoři vypěstuje celá rostlina, která nese nový gen v každé buňce.

Jedním z nejúpornějších nepřátel vinné révy je plíseň Unicular necator. Američtí genetici už proti ní obrnili vinnou révu několika různými způsoby. Další velkou hrozbu představuje bakterie Xylella fastidiosa, kterou šíří z rostliny na rostlinu savý hmyz. Choroba vyvolaná touto bakterií na sklonku 90. let minulého století bezmála zničila vinařství na jihu Kalifornie. Rozšířil se tam nový druh hmyzího přenašeče a ten během jediného roku přivedl vinice v Temecula Valey na pokraj kolapsu.Omračující byla především síla, s jakou choroba na vinice udeřila. Obvykle trvá bakterii několik let, než se její přítomnost na napadené vinné révě plně projeví. Tentokrát hubila révu během jediné sezony.

víno

Tvrdá bitva se škůdci

Vinaři investovali do vývoje účinné ochrany obrovské peníze. Nakonec uspěli s kombinací insekticidů a přirozených nepřátel přenašeče choroby. Bylo to však jen dočasné vítězství. Přenašeč rychle získává odolnost k postřikům a jeho přirození nepřátelé jej nedokážou udržet pod kontrolou. Navíc byly některé insekticidy zakázány a vinaři za ně jen obtížně hledají rovnocennou náhradu. Za této situace není divu, že vědci pokračují usilovně v genetických modifi kacích, které by měly révu proti bakterii Xylella fastidiosa obrnit. Pamatují přitom i na výhrady konzumentů a snaží se modifi kovat révu tak, aby hrozny nebyly modifi kací poznamenány. Metodami genového inženýrství vyšlechtili podnože vinné révy, které produkují bílkovinu, jež bakterii Xylella fastidiosa ničí.Bílkovina putuje z podnože na naroubovanou část rostliny a je přitom nasáta i hmyzími přenašeči. „Vršek“ rostliny, který plodí hrozny, je tak chráněn, i když má dědičnou informaci „čistou“ a cizí gen pro odolnost k bakterii se v něm nevyskytuje.

Odborníci odhadují, že první geneticky modifi kovaná réva bude připravená k pěstování během pěti až deseti let. Zda se skutečně bude pěstovat, ale není jasné. O tom rozhodne spotřebitel a ten může geneticky modifi kovanou révu odmítnout, i když bude jisté, že neškodí lidskému zdraví a nepoškozuje životní prostředí. Pokud lidé začnou víno a hrozny z geneticky modifi kované révy kupovat, má genové inženýrství ve vinařství naději.

Především američtí a chilští pěstitelé jsou v posledních pěti letech ke geneticky modifi kované révě podstatně smířlivější, než byli před deseti lety. Je jim jasné, že některé problémy bez genetických modifi kací nezvládnou. Výsledky pokusů o zvýšení odolnosti špičkových odrůd křížením s méně kvalitními, ale odolnými druhy přinesly velké zklamání. Hybridy získaly odolnost, ale ztratily na kvalitě. K některým virům neexistují odolné odrůdy a tady představuje genové inženýrství skutečně poslední naději na záchranu úrody.

NA SRDCE JE ČERVENÉ

Dvě až tři sklenky červeného vína denně mají pozitivní vliv na srdeční sval. Fenomén je znám už delší dobu a bývá spojován s tzv. francouzským paradoxem. Francouzi a další středomořské národy vzdorují navzdory poměrně vysoké konzumaci tuků poměrně dobře srdečním chorobám a infarktům. Někdy je tento efekt dáván do souvislosti s umírněnou konzumací alkoholu, ale nejnovější výzkum dokazuje, že ve hře jsou ještě další složky vína. Hodně odborníků vsází na polyfenoly, které mají účinky antioxidantů. Pomáhají organismu zbavit se nebezpečných volných radikálů, jež se tvoří v tkáních zatížených stresem. Nejzajímavější fenolickou látkou červeného vína je bezesporu resveratrol. O něm je známo, že aktivuje v buňkách širokého spektra organismů molekuly sirtuinů. Tyto bílkovinné molekuly pomáhají „utáhnout“ dvojitou šroubovici DNA a ta je potom podstatně odolnější proti poškození. Červené víno je jedním z významnějších zdrojů resveratrolu. Ještě bohatší je na tuto látku šťáva z hroznů révy okrouhlolisté.Ve Spojených státech už úřady povolily přes 40 pokusů s geneticky modifikovanou révou pod otevřeným nebem.

AUSTRALSKÉ VÍNO JE ČISTÉ

Australané nemají v pěstování takovou tradici jako Francouzi nebo Italové, ale své místo na slunci si jejich vína vydobyla. Vinaři z nejmenšího světadílu těží z ekologické pověsti svých produktů. Pyšní se minimálním používáním pesticidů. Hospodárné zacházení s těmito látkami se jim vyplácí, protože australská vína jsou stabilně hodnocena jako jedna z „nejčistších“. Na druhé straně představují nároky na vysokou „čistotu“ vinic velký problém, protože škůdci a plevele mohou znamenat pro úrodu pohromu. Některé plevele se vyplatí vinařům na vinicích ponechat, protože příliš nekonkurují vinné révě a nehostí choroby ani škůdce. Vybrané druhy plevelů mají dokonce na úrodu hroznů a její kvalitu pozitivní vliv, protože zadržují v půdě vzdušný dusík a zlepšují hospodaření s vláhou. Proti jiným plevelům je nutno zasáhnout. Australští vinaři používají například „pletí plamenem“.Pečlivě seřízené plynové hořáky namontované na traktor ohřejí porost plevele natolik, že rostlinám popraskají buňky a plevele hynou. půdy ani révy se přitom nedostává žádná škodlivá chemikálie. Odborníci odhadují, že první geneticky modifikovaná réva bude připravená k pěstování během pěti až deseti let.

Nejčtenější