Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
Ассоциация государственных научных центров "НАУКА"
В Москве начал работу Российский винодельческий форум – крупнейшее ежегодное отраслевое мероприятие в России. НИЦ "Курчатовский институт" является стратегическим научным партнером форума.
В частности, одним из первых мероприятий программы форума стала сессия "Будущее вина глазами ученых", модератором которой выступил Дмитрий Федосов, начальник лаборатории генетических технологий виноградарства и виноделия Курчатовского института. Кроме того, ученые Центра принимают участие в обсуждении таких тем, как селекция отечественных штаммов дрожжей, изучение и применение в виноделии автохтонных сортов винограда, почвенно-климатическое моделирование виноградников и др.
А накануне Форума президент НИЦ "Курчатовский институт" Михаил Ковальчук в большом интервью изданию "Коммерсантъ. Выбор сомелье" рассказал о научных программах Центра в области виноградарства и виноделия.
Как развивается Лаборатория генетических технологий виноградарства и виноделия?
Лаборатория генетических технологий виноградарства и виноделия была создана в 2020 году в рамках Курчатовского комплекса НБИКС- природоподобных технологий. Вино – междисциплинарный комплекс научных знаний, причем и естественных, и гуманитарных, – и все это мы изучаем в нашей лаборатории. Оно начинается с почвы и климата виноградников - терруара, с помощью биологии, генетики мы комплексно изучаем сорта винограда, переработка урожая включает в себя и химию, и микробиологию. Следующий этап – дегустация, физиология вкуса, продажа вина – маркетинг, экономика. Все это мы включили в план работы нашей лаборатории. Судите сами…
Почвенно-климатические исследования: здесь мы располагаем очень мощным ресурсом, и аналитическим, и вычислительным, что позволяет создать цифровую модель терруара, включающую в себя почвы, климат, рельеф, сорт винограда и микробиом почв, агротехнические приемы. Генетика и геномика сортов винограда, – прежде всего, автохтонных сортов России, и дрожжевых штаммов, и штаммов бактерий, необходимых для производства вина. Химия – очень точная, аналитическая. С помощью хроматографии и масс-спектрометрии мы исследуем как образцы экспериментальных вин из автохтонных сортов винограда на выведенных нашими специалистами дрожжевых штаммах, так и образцы вин "с полки". Мы создали достаточно большую базу хроматографических "отпечатков пальца" вин различных сортов. Микробиология – селекция новых дрожжевых штаммов, аромат, вкус вина во многом зависят от штамма дрожжей. Каждый год мы проводим экспедиции по виноградникам наших южных регионов, выделяем новые штаммы, каталогизируем и депонируем их во Всероссийскую коллекцию промышленных микроорганизмов НИЦ "Курчатовский институт". Их апробация идет на предприятиях четырех регионов, в их числе и "Кубань-Вино" и "Винодельня Ведерников". Стандартизация: технический комитет № 162 "Виноградарство и виноделие" уже более двух лет разрабатывает отраслевые стандарты на базе НИЦ "Курчатовский институт" Гуманитарный аспект – это организация лекториев, выставок в рамках проекта "Винология" на эногастрономических ярмарках "Виноград", сессии “Винологии” также проходят на Российском винодельческом форуме.
Как обстоят дела с анонсированным “Геномно-географического атласа сортов России”?
Работа над атласом началась с розыска автохтонных сортов. Нами были организованы десятки экспедиций в Крым, на Дон, в Дагестан и другие регионы России. Мы нашли автохтоны Астрахани, Ставрополья, паспортизовали абсолютно все сорта Дона, в Дагестане в нескольких отдаленных аулах обнаружили сорта винограда, которые даже не знаем, как называются. Параллельно ведется работа по созданию ботанических рисунков. Готовы описания многих автохтонных сортов, но по некоторым есть только данные генетики и фенотипы растений, поэтому мы не можем судить, какое вино из этих сортов получается, ведь их осталось всего 2-3 куста. Однако эта проблема будет решена в рамках работы Национального центра генетических ресурсов автохтонных сортов винограда, созданного указом Президента Российской Федерации. Он объединит все коллекции сортов Крыма, Дона, Кубани, Дагестана и позволит создать базовую коллекцию, где редкие сорта будут сохранены и размножены. Мы уже привлекли к работе ведущих специалистов отрасли, в том числе тех, кто работал в свое время над легендарной "Ампелографией СССР". Вероятно, Атлас будет выходить частями, по различным регионам России.
Как далеко продвинулась паспортизация российских автохтонных сортов, также заявленная вами ранее?
Генетика – наука точная. Полногеномное секвенирование дает целиком картину происхождения, родителей, потомков, тех или иных признаков конкретного сорта винограда.
Мы разработали методику ускоренного генотипирования сортов, которая, в том числе, позволяет нам пользоваться как самыми различными зарубежными базами, так и создавать свою. На сегодняшний день в базе "Курчатовского института" больше 1000 сортов, включая более 130 наших автохтонов, а также автохтоны Закавказья, Средней Азии, клоны зарубежных сортов, растущих у нас, сорта отечественной селекции. Также у нас есть крупнейшая база амурских сортов винограда. Во всем мире, по разным оценкам, существует от 5 до 7 тысяч сортов, наша коллекция суммарно включает в себя более 3000 генотипов сортов. Задел очень серьезный, это сделано за 5 лет. Наши данные депонированы в Национальную базу генетической информации, они абсолютно автономны.
Существует ли кооперация с российскими питомниками по автохтонным сортам?
Автохтонные сорта винограда занимают пока не более 3% посадок в нашей стране, а, например, в Хорватии их более 30%, в Грузии – все 99%. НИЦ "Курчатовский институт" прикладывает серьезные усилия по их спасению. Трудами института "Магарач" в прошлом году был спасен и введен в культуру на одном из виноградников Дона некогда очень популярный исчезнувший сорт – шампанчик константиновский, его восстановили буквально из пробирки. В рамках Национального центра генетических ресурсов автохтонных сортов винограда будет создана базовая коллекция таких сортов и их питомник.
Бизнес работает только с готовыми решениями, мы не можем навязать те сорта, которые не испытаны, поведение которых в бутылке неизвестно. Начинающий винодел очевидно предпочтет совиньон блан сорту белобуланный, о котором есть лишь пара статей и несколько мнений - годен он для виноделия или нет. Поэтому задача изучения, каталогизации, паспортизации автохтонных сортов – именно государственная.
Близки ли мы к тому, чтобы получить автохтонные дрожжи российских терруаров? Есть ли шанс, что на их основе будут созданы чистые культуры?
Курчатовский институт ведёт системные исследования дрожжевых популяций из различных регионов России — в первую очередь, из винодельческих зон Крыма, Краснодарского края и Дона. В нашей коллекции сейчас более трёхсот штаммов, из них около девяноста можно считать автохтонными. Мы не просто собираем эти штаммы, а изучаем их “поведение”: секвенируем геномы, смотрим, как они работают в разных средах, как влияют на характеристики вина. Сравниваем мы их не только между собой, но и с зарубежными образцами, чтобы понять, какие адаптивные черты определяют их терруарную специфику — будь то толерантность к кислотности, температуре или составу сусла.
Каждый винодельческий сезон проходят экспедиции по винодельческим районам с особым вниманием к старым или заброшенными виноградникам, которые не обрабатывают фунгицидами – там сохранилась уникальная микрофлора. Оказывается, у ряда российских популяций есть собственные уникальные генетические кластеры, которых нет в европейских или американских линиях, – микробиом наших виноградников действительно имеет локальные особенности.
Что же до перспектив выделения чистых культур — мы уже на этом этапе. Современные методы микробиологической изоляции и генотипирования позволяют нам не просто “поймать” дикого представителя, но и создать стабильный штамм, пригодный для промышленного применения. Несколько таких штаммов сейчас проходят испытания в сотрудничестве с российскими винодельческими хозяйствами. Наша конечная цель — сформировать библиотеку автохтонных дрожжевых культур, которые смогут стать основой для вин с выраженным региональным характером, где микроорганизмы работают в синергии с климатом и почвой.
Как именно геномные исследования помогут в создании почвенно-климатических моделей российских терруаров? Есть ли уже примеры сформированных моделей?
Задача геномики здесь — дать терруару “биологическое лицо”. Мы привыкли, что терруар описывается через климат, почву и рельеф, но теперь мы можем добавить и четвёртый слой — микробный и генетический. Геномные исследования позволяют выявить микроорганизмы, устойчиво ассоциированные с конкретным регионом. Это могут быть дрожжи, бактерии или грибные симбионты, которые регулируют азотный обмен, синтез ароматических соединений, влияют на усвоение микроэлементов растением. По сути, мы создаём многослойную биогеохимическую карту, где геномные данные становятся таким же фактором, как влажность или кислотность почвы. Такие модели помогут прогнозировать, как терруар будет реагировать на изменение климата или агротехники, сможем подбирать сорта и дрожжевые культуры под конкретные микробные и климатические ниши.
У нас уже есть пилотные проекты в Крыму и на Кубани, где мы объединяем геномные данные микробиома почв и виноградников с агроклиматическими характеристиками. Надеюсь, скоро можно будет говорить о создании методики, ее стандартизации и расширении на другие регионы России. Мы имеем все шансы стать страной, где виноград высаживают с умом, с учетом меняющихся климатических условий, заказа потребителя и сортов, максимально подходящих к нашим терруарам.
Как развивается после присоединения к НИЦ Всероссийский национальный научно-исследовательский институт виноградарства и виноделия "Магарач"?
Присоединение НИИ "Магарач" – часть большого процесса консолидации отрасли. Речь идет о том, чтобы все существующие институты виноградарства и виноделия работали слаженно, по единой программе, выполняя задачи, поставленные руководством страны и необходимые для отрасли. К сожалению, до последних лет не все из актуальных задач решались своевременно, кроме того, до половины наших хозяйств, особенно передовых, окормлялись консультантами из Франции и Италии. Мы не против обмена знаниями, но пора вернуться к глубочайшим корням нашей науки, за многими достижениями которой стоит именно "Магарач", бывший во времена СССР всесоюзным институтом, имевшим филиалы и опытные станции и в Молдавии, и в Грузии, и на Памире, и даже в Москве. Наша задача сегодня – консолидация научного потенциала страны, объединение институтов в рамках задачи, поставленной Президентом и, в конечном итоге, возвращение лидерства нашей виноградарско-винодельческой науки на мировом уровне.
Фото: НИЦ "Курчатовский институт"