Cómo se utilizan las computadoras para cortar uvas
Es una vista familiar en las universidades e instituciones de enología de todo el país: hileras de vides que representan años de trabajo, cada una con la esperanza de mejorar la industria del vino.
A primera vista, no parece que las técnicas de cultivo de uvas hayan cambiado mucho a lo largo de los siglos. Los criadores fertilizan una vid con el polen de otra, con la esperanza de crear descendencia que resista las enfermedades y produzca uvas de calidad.
Pero entre bastidores, la investigación sobre la selección de uvas se basa cada vez más en computadoras que analizan datos genéticos. La esperanza es que esto aumente el ritmo de desarrollo de nuevas variedades de uva y asegure la vitalidad de la industria vinícola.
“Utilizo la analogía de 23andme cuando trato de explicar lo que estamos haciendo”, dice el Dr. Dario Cantu, profesor asociado de viticultura y enología en Universidad de California, Davis. 'Todas estas empresas que dan su ascendencia y su probabilidad de enfermarse de algunas enfermedades, creo que eso es lo que estamos haciendo, utilizando herramientas similares a estas empresas para comprender rápidamente los genes en las uvas italianas'.
El Dr. Cantu utiliza computadoras para analizar la composición genética de los cultivares de uva de vinificación para comprender las diferencias responsables de varias características. Luego, los criadores pueden intentar combinar los rasgos deseables para crear variedades originales que pueden ser más resistentes a las enfermedades y la sequía, y ofrecer sabores nuevos y únicos.
¿Puede la ciencia salvar nuestros vinos favoritos? 'Yo no soy un criador', dice el Dr. Cantu. “Colaboro con Andy Walker [un miembro de la facultad en UC-Davis]. El es el criador. Nos complementamos en el sentido de que él es el criador tradicional y yo soy el informático, así que lo ayudo a comprender la genética de algunos de los rasgos que le interesan.
“Entonces, lo que hace Andy es seleccionar poblaciones naturales de uvas silvestres para detectar resistencia a enfermedades, al mildiú polvoroso, etc., y luego intenta introducir esos rasgos en las variedades cultivadas. Le ayudo a comprender la base genética de esos rasgos '.
Hacer uvas a la antigua
Tradicionalmente, un obtentor seleccionaría dos plantas progenitoras con características o fenotipos deseables. Por ejemplo, uno de los padres puede tener uvas grandes, pero poca tolerancia a enfermedades, mientras que el otro puede tener uvas más pequeñas, pero ser resistente al mildiú polvoriento. En este caso, al cruzar estas plantas, los criadores buscarían una descendencia que poseyera los rasgos deseables de las bayas grandes y resistencia a las enfermedades.
Una vez que el criador ha utilizado el polen del progenitor masculino para fertilizar al progenitor femenino, se plantan las semillas resultantes. Las plantas tardarán entre cuatro y seis años en dar frutos y ser evaluadas.
¿La captura? No se garantiza que alguno de los descendientes herede el rasgo deseado. Potencialmente, años de trabajo podrían resultar literalmente infructuosos.
Dr. Lance Cadle-Davidson (de pie) y Dr. Avi Karn, analizando datos genéticos a gran escala en busca de rasgos favorables de la uva
Mejorando la naturaleza
El mejoramiento asistido por marcadores es una forma en que se utilizan las computadoras en la investigación de la uva, una parte central de la Proyecto VitisGen2 . Este método utiliza datos de ADN para ayudar a los criadores a elegir qué plántulas de uva conservar. El objetivo es desarrollar plantas con uvas de mejor sabor que sean más resistentes a enfermedades y plagas.
'En los programas de mejoramiento de la vid, tenemos muchos datos', dice el Dr. Avinash Karn, investigador asociado postdoctoral de biología computacional y genética cuantitativa en Universidad de Cornell . “Hay datos genéticos, que incluyen datos de secuenciación de ADN y datos de fenotipo. Los datos del fenotipo pueden ser [rasgos físicos como] resistencia a enfermedades, calidad de la fruta o adaptaciones como tolerancia al frío '.
Karn dice que la alta potencia informática es crucial para analizar el asombroso volumen de información generada a partir de un programa como VitisGen2.
La cría asistida por marcadores busca agilizar el proceso de cría. En primer lugar, los investigadores recopilan datos genéticos y fenotípicos de vides de uva específicas. La información se coloca en una base de datos y los investigadores utilizan herramientas para determinar qué secuencia genética, o marcador, está asociado con un rasgo en particular. Luego, al buscar ese marcador en el ADN de una planta, pueden determinar si posee la calidad deseada.
Por qué son importantes las uvas híbridas Karn compara el proceso con hojear un libro y buscar algunas palabras clave en lugar de leer todo el texto.
Una vez que se ha identificado el rasgo deseado, los fitomejoradores hacen un cruce utilizando técnicas convencionales y plantan las semillas resultantes. En lugar de esperar varios años hasta que la vid dé frutos, los criadores pueden ver si las vides portan el gen deseado en unos meses.
Una vez que las plántulas tienen algunos meses de edad, se puede analizar el tejido de la hoja para ver si la planta heredó un marcador de ADN en particular. Si lo hace, el criador puede seguir cultivando la vid. Si no es así, puede descartarse.
“[La selección asistida por marcadores] ayudará al criador a ahorrar tiempo, dinero y espacio”, dice Karn. 'Esa es la gran diferencia, al usar toda esta información y analizarla, sobre cualquier método [de reproducción] convencional'.
¿Qué depara el futuro?
¿Cómo afectará la selección de uvas asistida por ordenador a los consumidores de vino? Karn dice que las vides resistentes a enfermedades o mejor adaptadas a un clima cambiante garantizarán que los enólogos tengan las uvas que necesitan para satisfacer la creciente demanda de los consumidores.
“Yo diría que el trabajo que hacemos definitivamente ayudará a los criadores [de uvas], ahorrándoles tiempo y dinero y [ayudándolos a] tomar decisiones más eficientes”, dice Karn. “Podrán entregar un mejor producto, lo que ayudará a producir un vino de mejor calidad”.
La verdad detrás de tus vinos favoritos El Dr. Cantu dice que además del desarrollo de nuevas variedades de uva, es importante comprender el material genético de los cultivares existentes, pero menos conocidos.
“Hablamos mucho sobre cómo el cambio climático arruinará la viticultura y la vinificación, pero podemos explorar los cultivares disponibles”, dice. “Hay miles de ellos ahí fuera. Hay [algunos] que han sido adaptados para ser cultivados en climas muy cálidos y secos, como el sur de Italia o el sur de España. Están mucho mejor adaptados al entorno al que nos enfrentamos ahora, y tal vez incluso más al que nos enfrentamos en el futuro.
“Lo que encontremos en nuestros estantes tendrá diferentes nombres y diferentes etiquetas. Pero puede ser incluso mejor de lo que tenemos ahora '.
