基因组学的突破为气候耐受的葡萄酒品种铺平了道路

一种新的测序技术，结合新的计算机算法，可以提供有关各种生物的复杂基因组的详细信息，已被用于生产高品质的赤霞珠草案基因组序列，世界上最受欢迎的红葡萄品种报告加州大学戴维斯分校基因组学专家。新基因组装配的成功，允许研究人员组装生物体DNA的大片段，也在常见的研究植物拟南芥和珊瑚蘑菇(Clavicorona pyxidata)上得到证实。研究结果将于10月17日在“ 自然方法 ”杂志上发表。

这项三管齐下的概念验证研究使用了由加利福尼亚州门洛帕克的Pacific Biosciences开发的名为FALCON-unzip的开源基因组装配过程。该研究由该公司领先的生物信息学家Chen-Shan Chin领导。负责赤霞珠测序工作的首席研究员是Dario Cantu，他是加州大学戴维斯分校葡萄栽培和酿酒学系的植物遗传学家，专门研究植物和微生物基因组学。

“对于葡萄基因组学，这种新技术解决了限制葡萄酒品种基因组资源开发的问题，”坎图说。“这就像最终能够开启我们想要长时间饮用的葡萄酒瓶一样。“新的过程可以快速获取赤霞珠从其亲本遗传的遗传信息，使我们能够识别遗传标记，用于培育具有改良性状的新葡萄藤，”他说。

普通葡萄树Vitis vinifera的第一个基因组序列于2007年完成。因为它是基于葡萄品种而生成的，以简化基因组装配程序，而不是栽培品种，该序列缺乏许多基因组细节，坎图说，经济上重要的酿酒葡萄品种。

他指出，新的测序技术将使他的研究小组能够对赤霞珠和其他具有历史和经济意义的葡萄酒品种进行比较研究。

“这将有助于我们了解赤霞珠赤霞珠的成分，”他说。

战胜气候变化：

“通过这种新的基因组学方法产生的新基因组信息将加速新抗病葡萄品种的开发，这些葡萄品种可生产出高品质，美味的葡萄，更适合环境变化，”坎图说。

世界上许多主要的葡萄种植区域已经记录了气候变化引起的气温升高。在加利福尼亚州，葡萄作物的价值变化很大并且受当地气候的影响很大，因此即使气温升高，新品种也能茁壮成长尤为重要。

“在气候恶化的情况下，干旱和高温压力对纳帕和索诺玛等优质葡萄栽培区尤为重要，”坎图说。

揭开葡萄栽培之谜：

坎图说，新的测序工作也可以回答几个世纪以来围绕赤霞珠祖先的一些问题。

“获取这些基因组信息在历史上是令人着迷的，”坎图说，并指出赤霞珠葡萄品种的历史可以追溯到17世纪。他指出，1997年加州大学戴维斯分校的植物遗传学家Carole Meredith使用DNA指纹技术鉴定了赤霞珠和长相思作为生产赤霞珠的两个品种。

“今天，你可以在除南极洲之外的每个大陆上发现赤霞珠，”坎图说。“由于葡萄藤已被植物插条繁殖而不是从种子中繁殖，所有赤霞珠葡萄藤在遗传上都是相同的，除了一些自发的克隆突变。”“使用这种新的基因组测序过程，我们现在可以开发出将重要性状与新品种结合所必需的遗传标记，”Cantu说。“自从上次为赤霞珠做了400年以来，我们可以做得更好。”