วิทยาศาสตร์สามารถบันทึกไวน์ที่เราโปรดปรานได้หรือไม่?
ชาร์ดอนเนย์ เป็นหนึ่งในไวน์ที่ได้รับความนิยมและเป็นที่รู้จักมากที่สุดในโลก โดยพื้นฐานแล้วยีนขององุ่นได้รับการถ่ายทอดมาจากพืชชนิดเดียวในฝรั่งเศสตะวันออกเมื่อหลายศตวรรษก่อน ความสอดคล้องทางพันธุกรรมนี้สามารถมองได้ว่าเป็นสิ่งที่ดีเนื่องจากช่วยให้องุ่นเป็นที่รู้จัก แต่ยีนของมันยังมีส่วนรับผิดชอบในการตอบสนองต่อสิ่งแวดล้อมรวมถึงศัตรูพืชและโรคที่พบบ่อยในไร่องุ่น
โรคระบาดทั่วโลกอย่างหนึ่งคือสิ่งที่เรียกว่า“ โรคราน้ำค้าง” ซึ่งเป็นเชื้อโรคที่มีลักษณะคล้ายเชื้อราที่สามารถทำให้ผลไม้เน่าและแตกใบของพืชองุ่นของมันจึงไม่สามารถผลิตน้ำตาลได้เพียงพอที่จะหมักเป็นไวน์ชั้นดี
ในภูมิภาคดั้งเดิมของเถาวัลย์พืชอาจมีความต้านทานตามธรรมชาติต่อโรคราน้ำค้างและโรคอื่น ๆ แต่เมื่อผู้ผลิตไวน์ทิ้งพันธุ์โบราณในภูมิภาคไวน์ใหม่ ๆ เถาวัลย์อาจเสี่ยงต่อโรคระบาดในท้องถิ่นเป็นพิเศษ
ตัวอย่างเดียว? นิวเจอร์ซี. รัฐอาจไม่เป็นที่รู้จักโดยเฉพาะในเรื่องไวน์ แต่การผลิตเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ปัญหาสำคัญคือฤดูร้อนที่ร้อนและชื้นของนิวเจอร์ซีย์ซึ่งเป็นสูตรอาหารที่สมบูรณ์แบบสำหรับโรคเน่า
Peter Oudemans ศาสตราจารย์ภาควิชาชีววิทยาพืชและพยาธิวิทยามหาวิทยาลัย Rutgers / ภาพจาก Rutgers University
“ ไร่องุ่นทุกแห่งในนิวเจอร์ซีย์กำลังรับมือกับโรคราน้ำค้าง” Peter Oudemans นักพยาธิวิทยาพืชจากมหาวิทยาลัย Rutgers กล่าว “ มันเป็นโรคที่พบบ่อยและร้ายแรงทีเดียว”
โรคราน้ำค้าง อาจแย่ลงไปอีก เช่น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเปลี่ยนแปลงไป ภูมิภาคไวน์ รอบโลก.
สำหรับตอนนี้เกษตรกรทั้งแบบธรรมดาและแบบเกษตรอินทรีย์รักษาเถาวัลย์ของพวกเขาให้ปลอดโรคโดยการผสมผสานระหว่างการปฏิบัติเช่นการตัดแต่งกิ่งและยาฆ่าแมลง
ในรัฐนิวเจอร์ซีย์ผู้ปลูกองุ่นพ่นสารฆ่าเชื้อรา 6 ถึง 12 ครั้งต่อฤดูกาลเพื่อควบคุมโรคราน้ำค้างตามที่ New Jersey Center for Wine Research and Education แต่เป็นเทคนิคใหม่ CRISPR (ย่อมาจาก Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับแต่งยีนของ Chardonnay ให้ต้านทานต่อโรคราน้ำค้างได้
แต่ยังมีอีกทางเลือกหนึ่ง แฟน ๆ ของ Chardonnay อาจไม่ชอบ แต่ทำไมไม่ทิ้งองุ่นและมองหาพันธุ์ท้องถิ่นใหม่ ๆ ดูล่ะ?
“ ความหวังของฉันคือเราสามารถสร้างโรงงานภายในเพื่อลดการติดเชื้อได้” Rong Di นักพยาธิวิทยาพืชและนักชีววิทยาระดับโมเลกุลของ Rutgers กล่าว ทีมของเธอกำลังทดสอบ CRISPR กับองุ่นสายพันธุ์ที่ชื่อว่า Dijon Chardonnay 76 เงินทุนสำหรับงานนี้คือสถาบันอาหารและการเกษตรแห่งชาติซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของกระทรวงเกษตรของสหรัฐอเมริกา
“ เชื้อราจะอยู่ที่นั่นเสมอ” ดิ. “ แต่ถ้าพืชสามารถ [กลาย] ต้านทานได้เราก็ไม่ต้องฉีดพ่นมากนัก”
แต่ผู้บริโภคจะยอมรับเทคโนโลยีใหม่และบางครั้งที่ขัดแย้งเพื่อรักษาประเพณีเก่า ๆ หรือไม่? ถ้าไม่มีทางเลือกอะไร
ภาพระยะใกล้ของใบองุ่นเถาที่ได้รับผลกระทบจากโรคราน้ำค้าง ( พลาสโมปาราไวติโคลา ) / เก็ตตี้
องุ่น CRISPR
ยีนเป็นพิมพ์เขียวพื้นฐานของชีวิตรหัสที่ให้คำแนะนำว่าสิ่งมีชีวิตจะมีลักษณะและหน้าที่อย่างไร ยีนยังสามารถถ่ายทอดทางพันธุกรรมได้ ในการผสมพันธุ์องุ่นแบบดั้งเดิมองุ่นจะถูกผสมข้ามพันธุ์เพื่อให้มีลักษณะเฉพาะ
แต่การผสมพันธุ์แบบดั้งเดิมอาจเป็นสิ่งที่น่ารังเกียจ เพาะพันธุ์ด้วยลักษณะที่ตั้งใจไว้อย่างใดอย่างหนึ่งและคุณอาจสูญเสียสิ่งสำคัญอีกอย่างหนึ่งไป ตัวอย่างเช่นเมื่อพ่อพันธุ์แม่พันธุ์พยายามปรับปรุงสภาพแวดล้อมขององุ่นพวกเขาก็เสี่ยงที่จะเปลี่ยนรสชาติ
“ Chardonnay มีมูลค่าสูงทั่วโลก ผู้คนรู้และรับรู้ว่าชาร์ดอนเนย์มีรสชาติอย่างไร” Oudemans กล่าว “ ตอนนี้ถ้าคุณเริ่มยุ่งกับ Chardonnay ในแง่ของการผสมพันธุ์แบบเดิมคุณจะเปลี่ยนรูปแบบรสชาติและกลิ่นจนถึงจุดที่อาจไม่ใช่ Chardonnay อีกต่อไป”
“ ผู้ปลูกและตลาดล้วนมีเงื่อนไขที่จะยอมรับพันธุ์ยอดนิยมบางชนิดเช่น Merlot, Chardonnay, Cabernet [องุ่นของฉัน] อาจมีคุณสมบัติที่คล้ายกับพันธุ์ยอดเยี่ยม แต่จะเป็นพันธุ์ใหม่ทั้งหมด” —Bruce Reisch นักพันธุศาสตร์มหาวิทยาลัย Cornell
CRISPR ใช้แนวทางที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง เป็นการตัดต่อยีนประเภทหนึ่งซึ่งมักเปรียบเทียบกับโปรแกรมประมวลผลคำทางชีววิทยา หากยีนเป็นรหัส CRISPR จะอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์เพิ่มลบหรือแทนที่โค้ดชิ้นเล็ก ๆ นั้นได้
Di ตั้งเป้าหมายที่จะใช้ CRISPR เพื่อแก้ไขยีน Chardonnay เพื่อให้เถาวัลย์ต่อต้านโรคราน้ำค้างโดยพื้นฐานแล้วจะปิดยีนที่เฉพาะเจาะจงเพื่อให้เชื้อราเข้ายึดพืชได้ยากขึ้น
เปลี่ยนประเพณี?
ผลการทดลองในห้องแล็บแรกของ Di กำลังเปิดตัวแล้ว แต่นี่เป็นการทดลองที่พิสูจน์แนวคิดเกี่ยวกับพืชดอกที่เรียกว่า Arabidopsis ซึ่งเกี่ยวข้องกับมัสตาร์ด นักวิทยาศาสตร์ใช้ Arabidopsis เป็นแบบจำลองในห้องปฏิบัติการส่วนหนึ่งเป็นเพราะปลูกในบ้านได้ง่ายและมีอายุการใช้งานที่รวดเร็ว จากข้อมูลของ Di พืชเหล่านี้ในเวอร์ชัน CRISPR ได้“ แสดงความต้านทาน” ต่อโรคราน้ำค้างชนิดหนึ่งที่มีลักษณะเฉพาะของสายพันธุ์นี้
จะต้องใช้การทดลองอีกหลายครั้งเพื่อให้องุ่น CRISPR ทำงานในห้องทดลองและโรงเรือนทดลอง จะต้องใช้เวลานานกว่านี้ถ้าเคยก่อนที่องุ่นจะมาถึงไร่องุ่นในรัฐนิวเจอร์ซีย์ นอกเหนือจากความเป็นจริงทางเทคนิคและไม่ว่าผู้บริโภคจะยอมรับแนวปฏิบัติดังกล่าวแล้วเทคโนโลยีก็อาจเผชิญเช่นกัน อุปสรรคด้านกฎระเบียบ .
แต่ยังมีอีกทางเลือกหนึ่ง แฟน ๆ ของ Chardonnay อาจไม่ชอบ แต่ทำไมไม่ทิ้งองุ่นและมองหาพันธุ์ท้องถิ่นใหม่ ๆ ดูล่ะ?
Bruce Reisch นักพันธุศาสตร์และผู้เพาะพันธุ์องุ่นที่มหาวิทยาลัย Cornell กำลังทำเช่นนั้น
Bruce Reisch ผสมเกสรดอกไม้องุ่น / ภาพถ่ายจาก Cornell University
ทีมงานของ Reisch กำลังตรวจสอบดีเอ็นเอขององุ่นไวน์ที่ไม่ค่อยมีคนรู้จักเพื่อค้นหายีนที่ต้านทานโรคราน้ำค้างและโรคอื่น ๆ ตามธรรมชาติ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ผสมองุ่นพันธุ์ที่ต้านทานโรคกับพันธุ์ที่รู้จักกันดีเพื่อสร้างลูกหลานที่ทั้งอร่อยและเติบโตได้ง่ายขึ้นในภูมิภาคนี้
“ ผู้ปลูกและตลาดล้วนมีเงื่อนไขที่จะยอมรับพันธุ์ยอดนิยมบางชนิดเช่น Merlot, Chardonnay, Cabernet” Reisch กล่าว องุ่นของเขาแตกต่างกัน “ พวกมันอาจมีคุณสมบัติที่คล้ายกับพันธุ์หัวกะทิ แต่จะเป็นพันธุ์ใหม่ทั้งหมด”
การหาตลาดสำหรับองุ่นที่ไม่รู้จักเหล่านี้อาจเป็นเรื่องท้าทาย ผู้ซื้อไวน์อาจส่งต่อสิ่งใหม่ ๆ แต่ Reisch บอกว่ามันคุ้มค่า องุ่นยอดนิยมในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็นลูกพี่ลูกน้องที่ใกล้ชิดอ่อนแอต่อโรคและเติบโตได้ยากโดยไม่ใช้ยาฆ่าแมลง
ความหลากหลายทางพันธุกรรมมากขึ้นจะทำให้สต็อกมีสุขภาพดีขึ้น Reisch กล่าวซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการปลูกองุ่นในระยะยาว
มันเป็นจีเอ็มโอหรือไม่?
เช่นเดียวกับนักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ที่ทำงานร่วมกับ CRISPR Di ให้เหตุผลว่างานของเธอไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตดัดแปลงพันธุกรรม (GMOs) ซึ่งเป็นคำที่ติดอยู่ในความขัดแย้ง
ในขณะที่ความหมายของ GMO ไม่ชัดเจนเสมอไป โดยปกติจะหมายถึงเทคนิคที่ใช้ข้อมูลทางพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตชนิดหนึ่งและแทรกเข้าไปในดีเอ็นเอของสิ่งที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง
ในบางวิธี CRISPR อาจแตกต่างจากเทคนิค GMO รุ่นเก่าเหล่านี้อย่างมากเนื่องจากช่วยให้มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ละเอียดยิ่งขึ้น
GMOs ที่พบมากที่สุดบางชนิดได้รับการดัดแปลงด้วยยีนที่สร้างสารพิษจากแบคทีเรียซึ่งจะฆ่าแมลงศัตรูพืชหรือยีนที่ทำให้พืชทนต่อสารกำจัดวัชพืชไกลโฟเสตหรือที่เรียกว่า Roundup
ในบางวิธี CRISPR อาจแตกต่างจากเทคนิค GMO รุ่นเก่าเหล่านี้อย่างมากเนื่องจากช่วยให้มีการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่ละเอียดยิ่งขึ้น แทนที่จะใส่รหัสพันธุกรรมจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น CRISPR สามารถเปลี่ยนรหัสเพียงเล็กน้อยภายในโรงงานเป้าหมาย
แต่ในขณะที่ CRISPR อนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย แต่ก็ยังสามารถใช้เพื่อทำการเปลี่ยนแปลงที่รุนแรงมากขึ้นได้ ซึ่งรวมถึงการใส่ยีนจากสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น Jennifer Kuzma ศาสตราจารย์ด้านนโยบายวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีและผู้อำนวยการร่วมของ Genetic Engineering and Society Center ที่ North Carolina State University กล่าว
“ ฉันไม่คิดว่าคุณสามารถสรุปเกี่ยวกับการแก้ไขยีนหรือ CRISPR ได้” เธอกล่าว
ผู้เสนอ CRISPR มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นไปที่วิธีการที่ละเอียดกว่าที่สามารถเปลี่ยนพืชได้ในขณะที่ผู้ที่ต่อต้านอาหารไบโอเทคเน้นย้ำถึงความเป็นไปได้ที่รุนแรงกว่า
“ ความจริงอยู่ที่ไหนสักแห่งในระหว่างนั้น” Kuzma กล่าว “ ขึ้นอยู่กับการใช้งาน”
งานของ Di เกี่ยวข้องกับการปรับแต่งเล็กน้อยการตัดสินใจอย่างมีสติเพื่อหลีกเลี่ยงการโต้เถียง
“ มีความกังวลทางสังคมเกี่ยวกับ GMOs” เธอกล่าว “ การอภิปรายมีอยู่แล้ว”
