Наука виноградарства и виноделия - драйвер современного сельского хозяйства

Культура характеризуется широкой распространенностью сортов в мире. По данным Международной организации виноградарства и виноделия, их не менее 60001 из относящихся только к виду Vitis vinifera (всего же видов 80). Особенности подсчета связаны с тем, что каждый год открываются или селекционируются новые сорта.
Будучи распространен на всех континентах, кроме Антарктиды, виноград является важным элементом экономики 9 регионов ЮФО и СКФО Российской Федерации. Имеются перспективы расширения ареала: промышленные виноградники появляются в Самарской, Саратовской, Московской областях, Приморском крае.
Развитие науки о винограде способно значительно повлиять на развитие других наук в области сельского хозяйства.

Генетика и селекция

В дополнение к своей экономической ценности, виноград является модельным растением для изучения многолетних плодовых культур. Геном винограда был впервые секвенирован и опубликован в 2007 году, будучи первым прочтенным геномом плодовых культур и четвертым – сельскохозяйственных. В России глубокие геномные исследования винограда начались в 2020 году в НИЦ «Курчатовский институт», в 2021 году были получены и опубликованы первые результаты.
Огромное разнообразие сортов винограда имеет основу в истории освоения этой культуры. По некоторым данным, взаимодействие человека с диким виноградом началось не менее 20 тыс. лет назад, не менее 8 тыс. лет назад началось его одомашнивание и распространение из Закавказья в прочие регионы Старого Света. Освоение Нового Света 500 лет назад сделало культуру виноградарства мировой и, в то же время, в Старый Свет были принесены как грибковые и иные вредители винограда, так новые виды винограда, основа для селекции устойчивых к этим вредителям сортов.
Виноград как культура обладает максимальным генетическим разнообразием. Новые сорта могут как селекционироваться намеренно, так и получаться в результате производных мутаций. Классический пример – сорт Пино Менье из Шампани и Бургундии, получившийся в результате мутации гена Vvgai сорта Пино Нуар.5 В результате новый сорт почти неотличим от Пино Нуара, поскольку они различаются лишь опушением листа, однако качество урожая и, следовательно, свойство вин из Пино Менье оказываются гораздо ниже.
Также было установлено, что различия между геномами таких близкородственных сортов, как Пино Нуар и Шардоне измеряются несколькими тысячами генов. В то же время, Шардоне и иные сорта имеют сотни распространенных клонов, каждый из которых по-своему приспосабливается к различным условиям окружающей среды, дает разный урожай. Вызовы перемены климаты, освоения новых виноградарских зон требуют новых подходов к ускоренной селекции сортов и клонов, основанной на геномном анализе.
Полученные данные изучения геномики винограда легко могут быть распространены на другие плодовые сельскохозяйственные культуры. Так, разработанная НИЦ «Курчатовский институт» методика генотипирования винограда запатентована и распространяема на другие розоцветные, включая сливу, вишню, яблоню, грушу, ежевику, малину и др.2. То же касается микроклонального размножения винограда, редактирования генома и др.: подобные работы, наряду с работами над другими культурами, успешно ведет «Никитский ботанический сад».

Дрожжи

Дрожжи, в зависимости от штамма, оказывают значительное влияние на разнообразие и количественное содержание ароматобразующих соединений вина.3 Каждый крупный винодельческий регион ведет собственную селекционную работу по подбору эффективных штаммов, максимально раскрывающих конкретные сорта и терруары.
Россия располагает серьезным ресурсом коллекционных дрожжевых штаммов, предназначенных для виноделия: в коллекции НИИ «Магарач» находятся 935 штамов 17 видов (основной вид - Saccharomyces cerevisiae)5, в коллекции ВКПМ НИЦ «Курчатовский институт» более 1000 винодельческих штаммов дрожжей, 52 из них депонированы в 2022-23 годах, 8 штаммов прошли успешные испытания на предприятиях трех винодельческих регионов России, включая такие крупные, как «Массандра» и «Кубань-Вино». Ведется успешная работа по селекции штаммов под автохтонные сорта России и конкретные терруары. При этом порядка 98% российских вин производятся с использованием иностранных (главным образом, французских, штаммов дрожжей). Это порядка 20 «универсальных» штаммов, подобранных для экспорта в третьи страны и не раскрывающих в полной мере вкусоаорматические свойства российских терруаров и сортов.
Рынок дрожжей, подкормок, ферментов и иных компонентов брожения вина в России составляет порядка 2 млрд рублей. Помимо того, что переход на собственные дрожжи значительно поднимет и таргетирует (по регионам, сортам, стилям) качество российских вин, возникнут условия для рывка в развитии биотехнологий:

• создание собственного оборудования, биореакторов, заводов по сушке дрожжей;
• создание сети микробиологических лабораторий в винодельческих регионах;
• развитие генетических технологий в области создания новых штаммов;
• создание базовых микробиологических кафедр.

Химия вина

Изучение химии вина необходимо для контроля технических процессов производства, хранения продукции, изучения взаимодействия дрожжей и ферментов с конкретным сортом. Однако главыным вызовом становится сегодня контроля качества вина – и у нас, и за рубежом. В декабре 2019 года был принят Федеральный закон № 468–ФЗ «О виноградарстве и виноделии в Российской Федерации», вступивший в силу в 26 июня 2020 г. Закон предусматривает основополагающие меры по созданию российской национальной системы защиты вина по географическому указанию и наименованию места происхождения. Верификация российских вин осуществляется в соответствии со Статьей 26 ФЗ «Особенности маркировки и розничной продажи винодельческой продукции». Совершенно очевидно, что соответствие этикетки всем требованиям маркировки не гарантирует подлинности содержимого бутылки.
По данным АНО «Роскачество» из винограда, выращенного в России, на 2018 год производилось около 120 млн бутылок вина, при том, что Международная организация виноградарства и виноделия (OIV) заявляет о 664,6 млн литров вина, бутилированных в России, что соответствует 886 млн бутылок объемом 0,75 л. Таким образом, лишь около 14 % вин, имеющих обращение в торговой сети России, до недавнего времени имели достоверно российское географическое происхождение, огромные объемы российского вина до 2020 года производились из импортного виноматериала, так называемого «балка». В связи с этим, для эффективной реализации основных положений ФЗ № 468, значительно возрастает необходимость создания эффективного инструмента отслеживания качества и подлинности вин. Подобные работы ведутся и, в том числе, в контексте контроля происхождения многих продуктов:

• фруктов и фруктовых соков;

• молочных продуктов;
• сидра, хмелесодержащих и других подобных напитков.

Россия стоит на пути рождения продуктов защищенного происхождения – вино стало пионером в этом направлении. На очереди вологодское масло (и это уже очень удачный пример), суздальские огурцы, тарань из Астрахани, сыры из молоко Истры… Многие решения уже есть благодаря глубоким исследованиям химии вина.