GrapeVision - genómica de DNA moderno e antigo para potenciar os recursos genéticos da vinha em Portugal

Portugal é um núcleo de diversidade da videira, com centenas de variedades sub-caracterizadas e sub-valorizadas. Esta diversidade é crucial para promover a resiliência da videira, diante das alterações climáticas e de múltiplos agentes patogénicos que as afetam. Por outro lado, esta diversidade constitui uma riqueza e tipicidade com enorme potencial de mercado. No entanto, o completo aproveitamento desta diversidade só poderá ser alcançado através de um profundo e abrangente conhecimento científico, nomeadamente através das pistas retidas no ADN desta espécie. Essa riqueza resulta de uma história de domesticação complexa, ao longo de múltiplos períodos históricos. Atualmente, os avanços tecnológicos na sequenciação de ADN (tecnologias NGS) estão a revolucionar a nossa capacidade de decifrar a biodiversidade, quer sob uma perspectiva moderna (genómica) quer ancestral (paleo/arqueogenómica). A inovação do projeto GrapeVision consiste na utilização de estratégias genómicas avançadas, revelando a singularidade das variedades de videira portuguesa, capacitando a sua exploração comercial. Este conhecimento será também utilizado para documentar o passado, assim como as marcas ainda presentes no ADN, tendo em vista futuros esforços de melhoramento genético.

O projeto GrapeVision enquadra-se no trabalho presentemente desenvolvido no CIBIO-INBIO, que tem usado a sua plataforma de genómica e bioinformática para abordar vários aspectos da biodiversidade da videira. Neste projeto, a caracterização da paisagem genómica portuguesa estará ancorada no trabalho de excelência desenvolvido por dois membros do projeto, o INIAV/PNAC e o ISA/PORVID, enquanto curadores das duas coleções mais importantes de Portugal de germoplasma da videira.

As cerca de 240 variedades oficiais portuguesas [1] são mantidas na Coleção Ampelográfica Nacional (PNAC), sediada no INIAV. Esses acessos estão caracterizados tanto ao nível da morfologia como da diversidade molecular [1-3]. Na Associação Portuguesa para a Diversidade da Videira (PORVID) são atualmente mantidas grandes coleções intra-varietais (centenas de genótipos por variedade) para mais de 60 variedades de videiras portuguesas. É aqui que métodos inovadores levam ao desenvolvimento de clones comerciais de elite, através da quantificação da variabilidade genética [4-6]. As coleções PORVID e PNAC enfatizam a diversidade intra-varietal e inter-varietal, respectivamente.

Tal como referido, as tecnologias NGS estão a transformar rapidamente as ciências biológicas, incluindo a investigação agrária [7, 8]. Estão também a afetar disciplinas aparentemente distantes, como a história e arqueologia, levando ao nascimento da paleo/arqueogenómica [9]. Nenhum outro sector beneficia tanto da contextualização histórica como o setor vitivinícola, no qual a história das variedades e práticas vitivinícolas faz parte de um forte vínculo emocional que relaciona produtores e consumidores ao vinho e à sua origem de produção, ao ponto de ser incorporada nas estratégias de marketing. É, pois, neste contexto que estudos interdisciplinares que integrem NGS, história e arqueologia se tornam fundamentais. Os membros UCoimbra e CIBIO-INBIO possuem uma vasta experiência no desenvolvimento de estudos pioneiros abrangendo vários períodos históricos, constituindo uma equipa multidisciplinar de historiadores e arqueobotânicos que podem gerar uma moldura inovadora para a contextualização histórica da videira.

O projeto Grapevision abordará as mudanças ocorridas no cultivo de videira ao longo do tempo, e desenvolverá novos estudos genéticos de elevado impacto e interesse geral para a comunidade científica.
Em particular, o projeto:

1) abordará por Pool-Seq a análise de variação genética intra-varietal, estabelecendo uma caracterização aprofundada da biodiversidade nas coleções da PORVID, incluindo a caracterização da arquitetura das mutações que ocorrem numa cultura propagada clonalmente;

2) caracterizará a biodiversidade inter-varietal existente em Portugal por sequenciação completa do genoma (WGS) de variedades de referência PNAC, contextualizando-as nos atuais esforços mundiais de WGS, e usando estes modelos para estender os nossos estudos atuais sobre a estrutura populacional das variedades modernas e a existência de introgressão adaptativa com parentes selvagens;

3) implementará a sequenciação de amostras arqueológicas e de herbário para produzir uma caracterização de ponta de ADN antigo de germoplasma português, possibilitando uma visão pioneira sobre o contexto histórico nesta espécie;

4) promoverá uma abordagem sofisticada de contextualização histórica dos resultados genómicos do projeto, resumindo o conhecimento existente e criando uma nova linha de referência para futuras investigações. Em paralelo, o projeto GrapeVision desenvolverá uma ambiciosa estratégia de disseminação para divulgar todo o conhecimento gerado, procurando atrair cientistas, agentes do setor vitivinícola, e o público em geral.