البرنامج الدولي لجينوم العنب

يُعدّ البرنامج الدولي لعلم جينوم العنب ( IGGP ) مشروعًا تعاونيًا لعلم الجينوم مخصصًا لتحديد تسلسل جينوم العنب ( Vitis vinifera ). وهو مشروع متعدد الجنسيات يضم مراكز بحثية في أستراليا ، وكندا ، وتشيلي ، وفرنسا ، وألمانيا ، وإيطاليا ، وجنوب إفريقيا ، وإسبانيا ، والولايات المتحدة .

انطلق المشروع من فرضية مفادها أنه على الرغم من أن عائلة العنب تُعدّ من أهم الفواكه اقتصادياً في العالم ، إلا أن بيولوجيتها لا تزال غير مفهومة بشكل كافٍ. وقد أثمرت قرون عديدة من زراعة العنب عن إنشاء العديد من مراكز إنتاج النبيذ المتميزة في جميع أنحاء العالم، إلا أن كيفية استجابة نبات العنب وتفاعله مع البيئة المحيطة ، وكيفية تعامله مع الضغوطات غير الحيوية والآفات والأمراض ، لا تزال مجهولة.

لطالما اعتمدت التقنيات الزراعية المتعلقة بالعنب (Vitis) على أنماط وراثية محددة ، والتي اعتمدت بشكل أساسي على التكاثر الخضري والتحكم في ظروف النمو لتحسين الجودة والإنتاجية . ورغم تحقيق تقدم ملحوظ في الجودة، إلا أن ذلك استتبع ارتفاعًا في التكاليف، ويُنذر بخطر تكبّد أضرار بيئية غير مستدامة . ويُطرح هنا أن بيولوجيا العنب (Vitis) غير المعروفة نسبيًا قادرة على تحقيق التحسينات المرجوة في زراعة العنب دون التكاليف المستمرة المصاحبة لها، وأن تحديد تسلسل جينومه سيكشف دور الجينات الفردية في زراعة العنب ، مما يُحسّن خصائص العنب وجودته بطريقة قابلة للتنبؤ. ^{[ 1 ]}

حتى مارس 2007، رسم المشروع خريطة لأكثر من نصف جينوم العنب. وخلال أبحاثهم، اكتشف مركز الأبحاث التعاونية لزراعة الكروم (CRCV)، التابع لوحدة البستنة في صناعة النباتات التابعة لمنظمة الكومنولث للبحوث العلمية والصناعية (CSIRO) في أديلايد ، أستراليا (أحد المراكز المتعاونة مع مشروع IGGP)، أن العنب الأبيض موجود اليوم نتيجة طفرة جينية نادرة حدثت منذ آلاف السنين. ويُعتقد أن العنب الأبيض نشأ بسبب طفرة نادرة للغاية ومستقلة في جينين تنظيميين متشابهين ومتجاورين ، هما VvMYBA1 و VvMYBA2 ، في أحد آباء العنب الأحمر.

يمكن تقسيم معظم أصناف العنب إلى مجموعتين - حمراء وبيضاء - بناءً على وجود أو غياب الأنثوسيانين في قشرة الثمرة، والذي اكتشف علماء الوراثة أنه يخضع لسيطرة هذين الجينين. على الرغم من أن أيًا منهما يُحدد اللون، فقد تبين أن جين VvMYBA1 ، المسؤول عن تنشيط عملية تخليق الأنثوسيانين اللازمة لإنتاج العنب الأحمر، لا يُنسخ في حبات العنب الأبيض. تم تعطيل أليل العنب الأبيض لجين VvMYBA2 عن طريق طفرتين، إحداهما تؤدي إلى استبدال حمض أميني والأخرى إلى طفرة إزاحة الإطار . أظهرت الاختبارات أن أيًا من الطفرتين تُزيل قدرة المنظم على تنشيط عملية تخليق الأنثوسيانين، وعندما يتم تعطيل كليهما، ينتج صنف أبيض. أكدت تحليلات تسلسل جين VvMYBA2 أن جميع أصناف العنب الأبيض الـ 55 التي تم اختبارها تحتوي على أليل العنب الأبيض، ولكن ليس أليل العنب الأحمر، وقد أظهرت جميعها نفس الطفرة المزدوجة، مما يشير إلى سلف مشترك واحد . ^{[ 2 ]} وبافتراض صحة ذلك لجميع أصناف العنب الأبيض، فبدون هذا السلف المشترك، لما وُجد العنب الأبيض اليوم. تشير بقايا النبيذ الأبيض المكتشفة في بقايا الفخار المصري القديم إلى أن هذه الطفرة حدثت منذ ثلاثة آلاف عام على الأقل، ^{[ 3 ]} ومع ذلك، ونظرًا لعدم إجراء اختبار على جينوم عنب أبيض معروف، يبقى احتمال حدوث الطفرة في وقت أقرب قائمًا.

حدثت طفرة مزدوجة مماثلة خلال العقد الماضي. لاحظ مزارع الكروم خيسوس غاليليا إستيبان، من مزرعة موريلو دي ريو ليزا في ريوخا بإسبانيا، طفرة في العنب الأبيض لدى بعض كروم عنب تيمبرانيلو المزروعة في مزرعته. بعد إكثار الكرمة البيضاء وعدم عودة الطفرة، مُنح الصنف الجديد موافقة مبدئية للتقدم بطلب للحصول على صفة عنب معتمد من قبل هيئة تسمية المنشأ في ريوخا ، وزُرعت أول هكتار من عنب تيمبرانيلو الأبيض في المنطقة عام 2000. تتشابه كروم العنب الأبيض والأحمر في الأوراق والعناقيد وشكل الحبات، بالإضافة إلى دورات النضج القصيرة والحساسية للآفات والأمراض التي تميز عنب تيمبرانيلو الأحمر. يُعتقد أن الطفرة حدثت نتيجة لعوامل بيئية. ^{[ 4 ]}

• علم الجينوم
• وايت تيمبرانيلو