Financer

V okviru iniciative ERA-NET ARIMNet2 je nacionalni financer Ministrstvo za kmetijstvo, gozdarstvo in prehrano, Dunajska 22, 1000 Ljubljana (POGODBA št. 2330-18-000077).

Vinogradništvo in vinarstvo sta pomembni kmetijski dejavnosti v mediteranskih državah, kot so Grčija, Slovenija in Maroko. Različni geografski tereni in mikroklimati so v vseh treh državah pripomogli k vzpostavitvi raznolikosti znotraj rodu Vitis, kar je vodilo k oblikovanju lokalnih sort, ki so dobro prilagojene specifičnim kmetijsko-klimatskim razmeram v vsaki regiji in podpirajo trajnostne kmetijske sisteme z nizkimi vložki. Vendar pa je uvedba tujih komercialnih sort povzročila gensko erozijo in izgubo genske raznovrstnosti, zaradi česar je potrebno vzajemno ukrepanje in sodelovanje za ohranitev raznolikosti genskih virov iz rodu Vitis. Poleg tega lahko spremljajoče okoljske spremembe v kombinaciji s pojavom bolezni negativno vplivajo na vinogradništvo znotraj mediteranske regije. Iz omenjenega se je pojavila potreba po izvajanju dejavnosti za ohranitev dobro prilagojenih lokalnih sort ali možnost razvoja izboljšanih sort s toleranco na spreminjajoče se okoljske pogoje in odpornost proti patogenom. Projekt MedVitis je predlagal integrirano sodelovanje štirih partnerjev iz Grčije (1), Slovenije (1) in Maroka (2) z namenom dodatno pridobiti informacije o redkih in potencialno odpornih genskih virih iz rodu Vitis ter posledično vrednotiti raznolikost dednine vinske trte v omenjenih državah.

V fenotipsko karakterizacijo smo vključili 33 genskih virov iz rodu Vitis iz različnih območij po Sloveniji (Primorska, Podravje, Posavje) ter jih vrednotili po skupno 108 O.I.V. deskriptorjih, ki jih je organizacija OIV standardizirala in jih predlaga za karakterizacijo novih ter neznanih vrst in sort trte. Z 82 opisnimi deskriptorji smo ocenili vizualne parametre različnih delov trte. Z 11 numeričnimi deskriptorji smo izmerili in ocenili morfometrične parametre na grozdju, grozdnih jagodah in viticah. Na podlagi meritev smo pridobljene rezultate pretvorili v ustrezne ocene opisnih deskriptorjev. S 15 filometričnimi deskriptorji smo ocenili morfometrične parametre na polno razvitih listih. Meritve na polno razvitih listih smo opravili s pomočjo programa SuperAmpelo, kjer smo posnete fotografije uvozili v program, na njih označili pomembne točke na listu, nato pa je program izračunal razdalje, kote in razmerja med njimi. Program je na podlagi meritev izračunal in podal opisne ocene. Ugotovili smo, da so preučevani genski viri iz rodu Vitis na morfološkem nivoju zelo variabilni. Genski viri v nekaterih lastnostih izkazujejo veliko variabilnost, v nekaterih pa so rezultati pokazali, da so si genski viri v določenih lastnostih zelo podobni ali celo enaki. V nekaterih morfoloških lastnostih je moč opaziti odstopanja pri genskih virih, ki niso del vrste Vitis vinifera L., zlasti je to opazno pri nekaterih opisnih (O.I.V. 004, O.I.V. 011, O.I.V. 012, O.I.V. 015-1, O.I.V. 015-2, O.I.V. 016., O.I.V. 065, O.I.V. 077, O.I.V. 084, O.I.V. 202, O.I.V. 236, O.I.V.243, O.I.V. 502) in šestih filometričnih deskriptorjih (O.I.V. 601, O.I.V. 602, O.I.V. 603, O.I.V. 605, O.I.V.606, O.I.V. 610). Pri določenih deskriptorjih smo opazili tudi odstopanja genskih virov iz določenega geografskega območja. V vsebinskem sklopu WP2 in WP3 smo okarakterizirali tudi 10 do sedaj še neopisanih slovenskih genskih virov.

Genetsko karakterizacijo smo izvedli za zbrane genske vire v vseh treh državah članicah konzorcija: Slovenije, Grčije in Maroka. Skupno smo genotipizirali 136 genotipov, na 12-ih SSR (Simple Sequence Repeats) lokusih. V raziskavo je bilo vključenih 9 markerjev, ki jih je organizacija OIV uvrstila na seznam O.I.V. deskriptorjev za opis in karakterizacijo trte in jih priporoča za opisovanje vrst in sort (O.I.V. 801-809, lokusi VVS2, VVMD5, VVMD7, VVMD27, VrZAG62, VrZAG79, VVMD32, VVMD25, VVMD28). Za boljšo genetsko informacijo smo v raziskavo smo vključili še tri dodatne SSR lokuse (VrZAG67, VMC5G6.1, VMC3C9). Na podlagi alelnih profilov na 12-ih lokusih za vsak vključen genski vir, smo z orodji populacijske genetike analizirali genetsko raznolikost, variabilnost, povezanost ter genetsko strukturo (parametri variabilnosti po lokusih in geografskih izvorih, HWE, AMOVA, PCoA, Bayesova klastrska naliza). Glede na rezultate lahko zaključimo, da je bil najbolj informativen lokus v analizi VVMD28 (PIC=0,91) in da smo na tem lokusu izračunali tudi najvišjo določeno stopnjo genetske variabilnosti med slovenskimi, maroškimi in grškimi genotipi (He=0,92). Mere sorodstvene povezanosti, kjer v primeru naključnih oprašitev pride do najvišje genetske diferenciacije smo določili na lokusu VVS2 (Fis=0,27, Fit=0,30), medtem ko je bila najvišja generalna stopnja genetske diferenciacije določena na lokusu VrZAG79 (Fst=0,10). Na lokusu VrZAG62 smo določili najvišje število gentskih migrantov (Nm=6,74), kar pomeni, da je omenjeni lokus najbolj informativen v smislu proučevanja prenosa genov prek spontanih/ciljnih oprašitev. Glede na to, da imamo v projekt vključene genetsko zelo raznolike genske vire iz rodu Vitis in to iz treh mediteranskih regij, je bilo pričakovati, da smo preko različnih parametrov izračunali visoko stopnjo genetske variabilnosti prav na vsakem lokusu in da je bil izbran set markerjev nadvse informativen in ustrezen (povprečna PIC in He >0,85). Iz rezultatov analize odstopanj od Hardy-Weinbergovega ravnotežja lahko razberemo, da edino za Grške genotipe na lokusih VVMD5, VVMD27 in VrZAG79 le-to ni statistično značilno, kar pomeni, da gre na podlagi pregleda teh delov genoma za ustaljene in genetsko izenačene genotipe v primerjavi z ostalimi, ki so na vseh analiziranih lokusih/delih genoma statistično značilno raznoliki. Na podlagi rezultatov alelnih profilov preko parametrov populacijske genetike (št. različnih alelov, št. privatnih alelov, pričakovana heterozigotnost, št. efektivnih alelov) ter genetske primerjave med genskimi viri iz Slovenije, Grčije in Maroka lahko sklepamo, da so bili najbolj raznoliki genski viri najdeni v Maroku (He=0,86). Na podlagi izračunov stopnje genske povezanosti genskih virov iz Slovenije, Grčije in Maroka glede na Nei-jevo genetsko razdaljo ugotavljamo, da genetska povezanost namreč sledi geografski, saj so najbolj genetsko sorodni genski viri iz Slovenije in Grčije, kateri sta si tudi geografsko najbližje (0, 642). Sledi relacija Grčija-Maroko; najmanj sorodni genski viri v analizi pa izvirajo iz Slovenije in Maroka. Analiza molekulske variabilnosti (AMOVA) je pokazala, da si vse tri mediteranske države delijo 89 % dednine analiziranih genskih virov, različne/variabilne je le 11 %. Analiza genetske strukture ter analiza glavnih koordinat PCoA sta rezultate AMOVA potrdili, saj smo na podlagi alelnih profilov vseh 136 genskih virov razdelili v dve genetski skupini. V PCoA prvi dve koordinati skupaj pojasnita 52 % molekulske variabilnosti. Glede na rezultate, oblikovani genetski skupini nista povezani niti z barvo kožice jagod, niti s tem ali je nek genski vir primarno namenjen kot namizna ali vinska sorta, ampak gre tu zelo verjetno za geografsko vezano distribucijo in prilagajanje genotipov okolju, kjer le-ti rastejo. Tako smo potrdili, da si velik delež dednine iz rodu Vitis omenjene tri mediteranske države delijo, znotraj njih pa obstajata dva različna  genetska bazena, ki nakazujeta ločeno prilagoditev na lokalne mediteranske rastne razmere.

Rezultati, pridobljeni znotraj MedVitis projekta nam sedaj dajejo na voljo natančen opis preučevanih genskih virov iz rodu Vitis, še posebej je pomemben opis tistih genskih virov, ki so bili doslej še povsem neznani in neopisani. Opisi preučevanih genskih virov lahko v prihodnje služijo različnim žlahtniteljskim programom pri iskanju novih vrst in sort, ki bi uspešno kljubovale spremenljivim pogojem, v katerih trta uspeva ter novim škodljivcem in boleznim, ki napadajo trto. Neznani lokalni viri tako lahko predstavljajo potencialno zakladnico genetske variabilnosti, ki ji grozi izumrtje, zato je vredno takšne genske vire ohraniti za prihodnje rodove.