Aplicación de la Genética al estudio de la vid

La revista científica británica SCIENTIFIC REPORTS de NATURE ha publicado, el pasado día 14 de septiembre, el artículo Population genetic analysis in old Montenegrin vineyards reveals ancient ways currently active to generate diversity in Vitis vinifera (El análisis genético de poblaciones de viñedos viejos en Montenegro revela formas antiguas actualmente activas geradoras de diversidad en Vitis vinifera). En él se presenta un conjunto de conclusiones a los que ha llegado un equipo científico multidisciplinar internacional entre los que se encuentran Rafael Ocete Rubio, de la Facultad de Biología de la Universidad de Sevilla, Javier A. Tello, Enrique García Escudero, José Miguel Rodríguez-Zapater y Javier Ibáñez, del Instituto de Ciencias de la Vid y el Vino del C.S.I.C. y la Junta de Castilla y León.

Situación de Montenegro

Montenegro (Crna Gora) es un país europeo situado en la Península Balcánica, con costa al Mar Adriático. Es independiente desde el 3 de junio de 2006. Tiene 13.812 km², en los que habitan 625.266 personas. Limita con Albania, Bosnia y Herzegovina, Croacia, Kosovo y Serbia. Tiene dos capitales Podgorica (administrativa) y Cetiña (histórica).Montenegro ofrece la oportunidad para explorar procesos que aumentan la diversidad genética de la vid, dadas sus condiciones biológicas, climáticas, geológicas, geográficas e históricas.El estudio para evaluar la diversidad y los procesos de diversificación ha recogido y analizado 419 muestras (plantas cultivadas en viejos huertos y vides que crecen en la naturaleza) y 57 variedades conservadas en la colección de la Facultad de Biotecnología de la Universidad de Montenegro (colección BTF).La actuación se ha realizado en dos vertientes:1.-La identificación genética.2.-La estructura poblacional.La metodología seguida ha sido:●Recolección de muestras de material vegetal: un total de 419 vides (374 cultivadas y 45 silvestres) de viñedos viejos y  dispersos en las dos principales regiones vitivinícolas del país (la cuenca del lago Skadar y la región costera).

Lugares de muestreo de vides cultivadas y silvestres en Montenegro

Las vides cultivadas y silvestres se muestran como círculos azules y naranjas, respectivamente. Las principales ciudades montenegrinas se muestran como puntos grises.●Aislamiento del ADN, genotipado e identificación varietal: realizado por el CeGen (Centro Nacional de Genotipado del Instituto de Salud Carlos III), la Unidad de Secuenciación y Genotipado de la Universidad del País Vasco) y el Cibir (Centro de Investigación Biomédica de La Rioja) por medio de la tecnología “Fluidigm”.●Análisis de la estructura poblacional y de los parámetros de diversidad genética: utilizando los sofwares “DARwin” y “Structure”, y el método de agrupamiento Bayesiano (Teorema de Thomas Bayes [1702-1761]).●Análisis del pedigrí mediante clorotipos de los cloroplastos de la vid.Se ha llegado a las siguiente conclusiones:►La Vitis vinifera subsp. sylvestris (C.C. Gmel.) Hegi (vid silvestre, resto de vides existentes antes de las glaciaciones cuaternarias. Tiene carácter dioico y reproducción sexual) fue domesticada a Vitis vinifera subsp. sativa L. (vid cultivada, destinada a vinificación, de mesa y pasificación. Tiene carácter hermafrodita y reproducción vegetativa) en la región transcaucásica (Georgia, Armenia y Azerbaiyán) hace unos 8.000 años y se extendió por el Mar Mediterráneo siguiendo las migraciones del hombre. Durante tales migraciones se seleccionaron cepas que se adaptaran a las condiciones regionales y capaces de superar los estreses bióticos y abióticos locales que terminaron en nuevos cultivos.►La importancia histórica de la vinificación y el comercio del vino en las economías.►La importancia de Montenegro en la historia de la viticultura en la Península Balcánica dadas sus condiciones biológicas, climáticas, geológicas, geográficas e históricas.►La destrucción de la diversidad genética por los efectos de la filoxera y del hongo mildiu procedentes de América del Norte en la última década del siglo XIX.►En Montenegro las vides principales son las autóctonas Kratošija y Vranac, aunque la Kratošija ha sido sustituida en gran parte por la Vranac.►El cambio de los patrones del consumo vínico ha acentuado los cambios experimentados en la viticultura.►La viticultura actual ha seguido las tendencias del mercado, causando la pérdida de diversidad y de prácticas tradicionales.►La erosión de la diversidad de variedades de uva para la vinificación para sustituirlas por un reducido grupo de variedades internacionales.►La exploración y el análisis de regiones vitivinícolas con viñedos viejos y prácticas tradicionales permitirá el conocimiento y comprensión del desarrollo de la viticultura europea.►El estudio de las variedades autóctonas y tradicionales ayuda a resolver las dudas sobre el origen y diseminación de los cultivos.►El uso de técnicas de biología molecular: marcadores del ADN nuclear como microsatélites o SSR [Simple Sequence Repeat = Repetición de secuencia simple (los microsatélites o SSR son secuencias de ADN en las que un fragmento, cuyo tamaño va desde dos hasta seis pares de bases nitrogenadas, se repite de manera consecutiva. Se usan para el estudio de parentescos y de poblaciones, ya que generan una huella genética personal o perfil genético)] y SNP (Single Nucleotide Polymorphism = Polimorfismo de nucleótido simple [variación en la secuencia de ADN, que afecta a una sola base nitrogenada y por tanto a un solo nucleótido, formado por una molécula del azúcar desoxirribosa unido a un grupo fosfato y una base nitrogenada (adenina, citosina, guanina o timina)] a través de la PCR [Polymerase Chain Reaction = Reacción en cadena de la polimerasa (técnica que sirve para amplificar un fragmento de ADN. Se utiliza para detectar enfermedades o el diagnóstico de identidad y parentesco)], ya que las variedades de vid se mantienen por propagación vegetativa y todas las plantas presentan el mismo genotipo para los marcadores moleculares. Esto permite confirmar y descubrir muchas sinonimias locales e internacionales (diferentes nombres para una variedad) y homonimias (mismo nombre para diferentes variedades).►Estos resultados revelaron:1.-El origen de cultivos montenegrinos modernos de variedades autóctonas y/o introducidas.2.-La existencia de proto-variedades anacrónicas en esta región.3.-Los eventos de introgresión (transferencia de información genética de una especie a otra como resultado de la hibridación entre ellas y el retrocruzamiento repetido) de poblaciones de vid silvestres que configuran la estructura genética de las vides domesticadas.►El estudio genético se centró en vides cultivadas viejas (> 50 años y de monasterios documentadas en 1208 y 1672) ubicadas en pequeños viñedos de productores locales para el autoconsumo. Las vides silvestres se recogieron cerca de las orillas de los ríos o arroyos. Se localizaron, geo-referenciaron y recolectaron 419 muestras de vid (45 de vid silvestre y 374 de vid cultivada) en todo Montenegro. Además, se incluyen 57 vides de la colección de la Facultad de Biotecnología de la Universidad de Montenegro (colección BTF) creada 1956 y 1960 para preservar los recursos genéticos de la vid cultivada local.►La obtención de 111 perfiles genéticos diferentes (68 de vides cultivadas y 43 de vides silvestres) demuestra la gran diversidad vitícola de Montenegro.►Se identificaron 50 genotipos de los que 29 (58%) eran de uva para vinificación, 12% para uva de mesa ►Muchas variedades autóctonas, algunas al borde de la extinción, vinculadas en una compleja red de parentesco, donde dos variedades (Razaklija y Kratošija) desempeñaron un papel destacado en la generación de variedades autóctonas.►La estructura genética descubre proto-variedades generadoras de las variedades autóctonas y episodios de domesticación.►La identificación de las variedades de vid mediante la utilizado de técnicas de biología molecular consistentes en la utilización de SSR y SNP.En resumen, el análisis genético de la vid reveló: ▬La pervivencia de variedades similares a las primitivas y capaces de seguir generando diversidades.▬La identificación de variedades despejando sinonimias y homonimias.▬La identificación genética de vides cultivadas y silvestres: estudio genético en las regiones vinícolas tradicionales de Montenegro. La búsqueda y muestreo de plantas cultivadas se centró exclusivamente en viñas viejas (> 50 años).▬La estructura de la población de genotipos de vid encontrados en Montenegro (STRUCTURE):

Análisis de la estructura poblacional de 131 genotipos de vid en Montenegro

De los 144 perfiles genéticos se obtuvieron resultados satisfactorios en 133 genotipos (91 %) que se utilizaron para la estructura poblacional, la diversidad genética y el análisis del pedigrí.▬El análisis de parentescos de vid cultivada y silvestre.▬El mejor conocimiento de los eslabones perdidos en el proceso de domesticación de la vid:

“Los resultados de esta investigación confirman que el proceso de domesticación de la vid, que hasta ahora se creía finalizado, es continuo; que hay pocas generaciones de separación entre la subespecie silvestre y la cultivada, y que aún está activo el flujo genético entre ellas”.

“Los procesos locales de hibridación entre plantas silvestres y domesticadas e importadas posiblemente contribuyeron a configurar las variedades actuales en cada región vitícola, y por tanto a la tipicidad de sus vinos”

Los procesos de vinificación se realizaron en la Compañía 13.jul-Plantaže en Podgorica.La revista NATURE fue galardonada con el Premio Príncipe de Asturias de Comunicación y Humanidades del año 2007 

"por su labor durante más de un siglo impulsando y difundiendo las grandes conquistas científicas de la Humanidad acercando de este modo la ciencia a la vida".