شاردونيه من أشهر أنواع النبيذ في العالم. لقد انتقلت جينات العنب بشكل أساسي من نبتة واحدة في شرق فرنسا منذ قرون. يمكن اعتبار هذا التناسق الجيني أمرًا جيدًا ، لأنه يجعل العنب قابلاً للتمييز. لكن جيناتها مسؤولة أيضًا عن كيفية تفاعلها مع البيئة ، بما في ذلك الآفات والأمراض الشائعة في أي مزرعة عنب.

إحدى هذه الآفات العالمية هي ما يُعرف باسم 'العفن الفطري الناعم' ، وهو عامل مُمْرِض يشبه الفطريات يمكنه تعفن الفاكهة وتجريد أوراق النبات حتى لا ينتج العنب ما يكفي من السكر ليتخمر إلى نبيذ جيد.

في المنطقة الأصلية للكرمة ، قد يكون النبات قد طور مقاومة طبيعية للعفن الفطري والأمراض الأخرى. ولكن عندما يقوم صانعو النبيذ بتقطيع الأنواع القديمة في مناطق النبيذ الجديدة ، فقد تكون الكروم معرضة بشكل خاص للأوبئة المحلية.

مثال واحد؟ نيو جيرسي. قد لا تكون الولاية معروفة بشكل خاص بالنبيذ ، لكن الإنتاج قد تصاعد في السنوات الأخيرة. القضية الرئيسية هي الصيف الحار والرطب في نيوجيرسي ، وصفة مثالية للتعفن.

بيتر أودمانز ، أستاذ ، قسم بيولوجيا النبات وعلم الأمراض ، جامعة روتجرز / الصورة مجاملة من جامعة روتجرز

يقول بيتر أوديمانس ، أخصائي علم أمراض النبات بجامعة روتجرز: 'كل مزرعة عنب في نيوجيرسي تتعامل مع العفن الفطري الناعم'. 'إنه مرض شائع ومدمر للغاية.'

عفن ناعم قد تسوء مثل تغير المناخ يتغير مناطق النبيذ حول العالم.

في الوقت الحالي ، يحافظ المزارعون التقليديون والعضويون على كرومهم خالية من الأمراض من خلال مجموعة من الممارسات مثل التقليم ومبيدات الآفات.

في نيوجيرسي ، يرش مزارعو النبيذ مبيدات الفطريات من 6 إلى 12 مرة في الموسم للسيطرة على العفن الفطري ، وفقًا لمركز نيو جيرسي لأبحاث النبيذ والتعليم. لكن تقنية جديدة كريسبر (اختصارًا للتكرارات المتناظرة القصيرة المنتظمة المتباعدة بشكل منتظم) ، قد تسمح للعلماء بتعديل جينات شاردونيه لتصبح مقاومة للعفن الفطري الناعم.

لكن هناك خيار آخر. قد لا يعجب عشاق شاردونيه ، لكن لماذا لا تتخلى عن العنب وتبحث عن أصناف محلية جديدة؟

يقول رونج دي ، أخصائي علم أمراض النبات وعالم الأحياء الجزيئية في روتجرز: 'آمل أن نتمكن من هندسة النبات داخليًا لتقليل العدوى'. يقوم فريقها باختبار كريسبر على نوع من العنب يسمى ديجون شاردونيه 76. ويمول هذا العمل المعهد الوطني للأغذية والزراعة ، وهو جزء من وزارة الزراعة الأمريكية.

'الفطر سيكون دائمًا هناك ،' يقول دي. 'ولكن إذا كانت النباتات قادرة على (أن تصبح) مقاومة ، فلن نضطر إلى الرش كثيرًا.'

لكن هل سيقبل المستهلكون تقنية جديدة ومثيرة للجدل أحيانًا لحفظ تقليد قديم؟ إذا لم يكن كذلك ، فما هو البديل؟

صورة مقربة لأوراق عنب العنب مصابة بالعفن الزغب ( Plasmopara viticola ) / جيتي

عنب كريسبر

الجينات هي مخطط أساسي للحياة ، رمز يوفر إرشادات لكيفية ظهور الكائن الحي وعمله. الجينات هي أيضا قابلة للوراثة. في تربية العنب التقليدية ، يتم تهجين العنب لأخذ خصائص معينة.

لكن التربية التقليدية يمكن أن تكون شاقة. تكاثر من أجل صفة مقصودة ، وقد تفقد سمة أخرى حيوية. على سبيل المثال ، عندما يحاول المربون تحسين اللياقة البيئية للعنب ، فإنهم يخاطرون بتغيير نكهاته.

'شاردونيه تحظى بتقدير كبير في جميع أنحاء العالم. يقول أودمانز: 'يعرف الناس ويتعرفون على مذاق شاردونيه'. 'الآن ، إذا بدأت العبث مع Chardonnay فيما يتعلق بالتربية التقليدية ، فسوف تقوم بتغيير ملف تعريف النكهة والرائحة إلى درجة أنه قد لا يكون من Chardonnay.'

'المزارعون والسوق جميعهم مشروطون بقبول بعض الأصناف الشعبية - Merlot و Chardonnay و Cabernet. قد يكون [عندي] صفات يمكن أن تكون مماثلة لأصناف النخبة ، ولكن هذه ستكون أنواعًا جديدة تمامًا. ' —بروس رايش ، عالم وراثة ، جامعة كورنيل

تتخذ كريسبر مقاربة مختلفة جذريًا. إنه نوع من تعديل الجينات ، غالبًا ما يُقارن بمعالج النصوص البيولوجي. إذا كانت الجينات عبارة عن رمز ، فإن كريسبر تسمح للعلماء بإضافة أو حذف أو استبدال أجزاء صغيرة من هذا الرمز.

يهدف Di إلى استخدام CRISPR لتحرير جينات Chardonnay بحيث تقاوم الكرمة العفن الفطري الناعم ، مما يؤدي بشكل أساسي إلى إيقاف جينات معينة لجعل من الصعب على الفطر السيطرة على النبات.

تغيير التقاليد؟

يتم نشر النتائج المعملية الأولى لـ Di بالفعل ، ولكن هذه تجارب إثبات صحة على نبات مزهر يسمى أرابيدوبسيس ، الذي يرتبط بالخردل. يستخدم العلماء نبات أرابيدوبسيس كنموذج مختبري ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه من السهل أن ينمو في الداخل وله دورة حياة سريعة. وفقًا لدي ، فإن نسخة كريسبر من هذه النباتات 'أظهرت مقاومة' لنوع من العفن الفطري الناعم الفريد لهذا النوع.

سوف يتطلب الأمر العديد من التجارب لجعل عنب كريسبر يعمل في المختبر والصوبات التجريبية. سيستغرق الأمر وقتًا أطول قبل أن يصل العنب إلى مزارع الكروم في نيوجيرسي. بالإضافة إلى الحقائق التقنية وما إذا كان المستهلكون يتبنون هذه الممارسة ، قد تواجه التكنولوجيا أيضًا عقبات تنظيمية .

لكن هناك خيار آخر. قد لا يعجب عشاق شاردونيه ، لكن لماذا لا تتخلى عن العنب وتبحث عن أصناف محلية جديدة؟

يقوم بذلك بالضبط بروس رايش ، عالم الوراثة ومربي العنب في جامعة كورنيل.

قام بروس ريش بتلقيح أزهار العنب / الصورة من جامعة كورنيل

يقوم فريق Reisch بفحص الحمض النووي لعنب النبيذ الأقل شهرة للعثور على الجينات التي توفر مقاومة طبيعية للعفن الفطري الناعم والأمراض الأخرى. بعد ذلك ، قام العلماء بتهجين العنب المقاوم مع نظرائهم المعروفين لتكوين ذرية لذيذة وسهلة النمو في المنطقة.

يقول ريش: 'المزارعون والسوق جميعهم مشروطون بقبول بعض الأصناف الشعبية - ميرلو ، شاردونيه ، كابيرنت'. عنبه مختلف. 'قد يكون لديهم صفات يمكن أن تكون مشابهة لأصناف النخبة ، لكن هذه ستكون أنواعًا جديدة تمامًا.'

قد يكون العثور على سوق لهذه العنب غير المعروف تحديًا. قد يمر مشترو النبيذ بشيء جديد. لكن ريش يقول إن الأمر يستحق ذلك. معظم أنواع العنب الشائعة اليوم هي من أبناء عمومة قريبة ، وهي عرضة للإصابة بالأمراض ويصعب زراعتها بدون مبيدات حشرية.

يقول رايش إن المزيد من التنوع الجيني سيوفر مخزونًا أكثر صحة ، وهو أمر مفيد لزراعة الكروم على المدى الطويل.

هل هو كائن معدّل وراثيًا؟

مثل معظم العلماء الذين يعملون مع كريسبر ، تجادل دي بأن عملها ليس له علاقة بالكائنات المعدلة وراثيًا (GMOs) ، وهو مصطلح غارق في الجدل.

بينما معنى الكائنات المعدلة وراثيًا ليست واضحة دائمًا ، فهو يشير عادةً إلى تقنية تأخذ المعلومات الجينية من نوع واحد وتدخلها في الحمض النووي لنوع مختلف تمامًا.

في بعض النواحي ، يمكن أن تكون تقنية CRISPR مختلفة تمامًا عن تقنيات الكائنات المعدلة وراثيًا القديمة لأنها تسمح بإجراء تغييرات جينية أكثر دقة.

يتم تعديل بعض الكائنات المعدلة وراثيًا الأكثر شيوعًا بجينات تنتج سمومًا بكتيرية ، تقتل آفات حشرية معينة ، أو جينات تجعل المحاصيل متحملة لمبيد الأعشاب غليفوسات ، المعروف أيضًا باسم Roundup.

في بعض النواحي ، يمكن أن تكون تقنية CRISPR مختلفة تمامًا عن تقنيات الكائنات المعدلة وراثيًا القديمة لأنها تسمح بإجراء تغييرات جينية أكثر دقة. بدلاً من إدخال جزء من الشفرة الجينية من نوع آخر ، يمكن لـ CRISPR تغيير جزء صغير من الشفرة داخل النبات المستهدف.

ولكن بينما تسمح تقنية CRISPR بإجراء تغييرات أصغر ، لا يزال من الممكن استخدامها لإجراء تغييرات أكثر حدة. وهذا يشمل إدخال جينات من أنواع أخرى ، كما تقول جينيفر كوزما ، أستاذة العلوم وسياسة التكنولوجيا والمديرة المشاركة لمركز المجتمع والهندسة الوراثية في جامعة ولاية كارولينا الشمالية.

تقول: 'لا أعتقد أنه يمكنك التعميم بشأن تعديل الجينات أو تقنية كريسبر'.

يميل مؤيدو تقنية 'كريسبر' إلى التركيز على الطرق الأكثر دقة لتغيير النبات ، بينما يؤكد أولئك الذين يعارضون الأغذية المعدلة وراثيًا على الاحتمالات الأكثر خطورة.

يقول كوزما 'الحقيقة في مكان ما بينهما'. 'وهذا يعتمد على التطبيق.'

يتضمن عمل دي تعديلات صغيرة نسبيًا ، قرارًا واعًا لتجنب الجدل.

'هناك مخاوف اجتماعية بالنسبة للكائنات المعدلة وراثيًا' ، كما تقول. 'النقاش موجود بالفعل.'

اكتشف المزيد حول كيف يقود العلم المشروبات إلى المستقبل في قضية النبيذ والتكنولوجيا لدينا.