Resumen de Breeding strategies for wine grapes: From genetic analysis of agronomic traits to wine sensory evaluation
- español
Los principales objetivos de esta investigación fueron analizar la base genética de caracteres agronómicos de interés para la uva de vinificación, determinar la influencia del tamaño de la baya en la composición enológica de progenies segregantes y de clones, y evaluar sensorialmente los vinos derivados de doce selecciones de Graciano ×Tempranillo.
Se evaluaron dos progenies segregantes derivadas de cruzamientos entre Garnacha × Tempranillo (130 genotipos) y Graciano × Tempranillo (151 genotipos) para 26 parámetros relacionados con la baya, flor, semilla, fenología y productividad entre 2014 y 2017, valorándose además la influencia del sexo a nivel fenotípico. Todos los caracteres estudiados, excepto la forma de la baya, presentaron segregación transgresiva y gran variabilidad fenotípica en las dos progenies, factores esenciales para la selección de nuevos genotipos con mejores características. Las plantas femeninas mostraron diferencias significativas en el diámetro y forma de la flor, número de semillas y fechas de inicio de floración y envero en comparación con las hermafroditas en ambos fondos genéticos. En la progenie Garnacha × Tempranillo se seleccionaron once genotipos de uva tinta y once de uva blanca, en base al peso de la baya, peso del racimo, acidez y fecha de maduración.
Con el fin de identificar las regiones genómicas responsables de los 26 caracteres agronómicos, se realizó un análisis de QTL en dos años para la población Graciano x Tempranillo y a lo largo de cuatro años para la progenie de Garnacha × Tempranillo, determinando la influencia del locus del sexo. La población Garnacha × Tempranillo se genotipó mediante la tecnología GBS (genotype-by sequencing) y se construyeron mapas genéticos de los parentales y un mapa consenso con 1300 marcadores polimórficos. El mapa genético consenso abarca una distancia de 1540 cM distribuidos en 19 grupos de ligamiento, con un intervalo promedio de 1,2 cM entre marcadores. Se detectaron QTL significativos y reproducibles para morfología de la baya y de la flor, composición del mosto, productividad y parámetros fenológicos y se propusieron genes candidatos dentro de los intervalos de confianza obtenidos para varios QTL. Además, se identificó una región QTL en el GL2 para la morfología de la flor, parámetros de la semilla, parámetros de productividad y estados fenológicos (fecha de floración, envero), lo que confirma la influencia del sexo de la flor en la determinación genética de estos caracteres.
La influencia del tamaño de la baya en la composición del vino se estudió en dos progenies segregantes de Tempranillo en Rioja y en clones de Pinot noir en Marlborough, Nueva Zelanda. En todos los casos, los vinos obtenidos de genotipos de baya pequeña presentaron una mayor concentración de compuestos fenólicos, color más intenso, obteniendo mayores puntuaciones de calidad en las progenies de Tempranillo. Los clones de Pinot Noir presentaron diferencias en la morfología de la baya y en la acumulación de compuestos nitrogenados en el mosto independientemente de la subregión estudiada. Además, las condiciones ambientales y el portainjerto influyeron en estos parámetros.
Con el objetivo de obtener genotipos mejor adaptados al cambio climático, se evaluaron las propiedades físico-químicas y sensoriales de vinos obtenidos a partir de doce híbridos preseleccionados de la población Graciano × Tempranillo, durante 2 añadas muy distintas: 2017 y 2018. Dos genotipos de maduración temprana, fueron percibidos reiteradamente como de mayor calidad que los parentales y dos selecciones de maduración tardía proporcionaron perfiles sensoriales distintos e interesantes para la necesaria diversificación del mercado del vino.
Los resultados de esta investigación revelan nuevos conocimientos sobre el control genético de caracteres relevantes para la uva de vinificación, y serán útiles para generar nuevos genotipos con una mejor calidad. Esta es la primera evaluación fisicoquímica y sensorial de vinos tintos jóvenes elaborados con uvas de híbridos intraespecíficos de Tempranillo. Genotipos seleccionados produjeron vinos de calidad con gran variabilidad sensorial, confirmando la utilidad de la hibridación intraespecífica como herramienta para mejorar las variedades tradicionales y satisfacer las nuevas demandas de los consumidores.
- English
The main objectives of this research were the analysis of the genetic basis of agronomic traits in wine grape, the assessment of the influence of berry size in the oenological composition of segregating progenies and clones; and the sensory evaluation of wines derived from Graciano × Tempranillo selections.
Two segregating progenies derived from Grenache × Tempranillo (130 genotypes) and Graciano × Tempranillo (151 genotypes) were evaluated for 26 agronomic traits, including berry, flower, seed, phenology and productivity characters from 2014 to 2017, assessing the influence of sex at the phenotypic level. All traits except berry shape showed transgressive segregation and large phenotypic variability in both progenies, essential for the selection of new genotypes with improved attributes. Female plants showed significant differences in flower shape and diameter, number of seeds, and flowering and veraison onset dates when compared with hermaphrodites in both genetic backgrounds. Eleven red-berry and eleven white-berry genotypes were pre-selected in the Grenache × Tempranillo population, based on berry weight, cluster weight, acidity and ripening date.
In order to investigate the major regions controlling 26 agronomic traits, Quantitative Trait Loci (QTL) analyses were conducted in two (Graciano × Tempranillo) and up to four seasons (Garnacha × Tempranillo); assessing the influence of Sex locus. Parental and consensus genetic maps were developed for the Grenache × Tempranillo progeny, genotyped using GBS (genotype-by-sequencing) methodology, with 1300 informative markers. The consensus map covered 1540 cM distributed in 19 linkage groups, with an average interval length of 1.2 cM between markers. Significant and reproducible QTL were detected for berry and flower morphology, must composition, productivity and phenology; and candidate genes were found within the confidence intervals of several identified QTL. Moreover, a QTL region in LG2 was identified for flower-morphology, seed, productivity traits, and phenological stages, confirming the influence of flower sex in the genetic determinism of these characters.
Influence of berry size on wine composition was studied in two Tempranillo segregating progenies in Rioja and in Pinot noir clones grown in Marlborough region, New Zealand. Consistently, wines derived from small berry genotypes presented higher proportions of phenolic compounds and deeper colour, obtaining higher quality scores. Pinot Noir clones presented differences in berry morphology and nitrogen compounds independently of the subregion studied. Besides, environmental conditions and rootstock were found to influence these parameters.
Aiming at the selection of genotypes suitable for future climatic conditions, sensory and physicochemical evaluation of wines derived from twelve pre-selected Graciano × Tempranillo hybrids were conducted in two distinct vintages: 2017 and 2018. Two early-ripening selections, were consistently perceived as higher quality than Graciano and Tempranillo in both years. Furthermore, two late ripening selections provided distinct sensory characteristics valuable for the necessary diversification of the wine market.
Results of this research reveal novel insights into the genetic control of relevant traits for wine grapes, and will be useful for breeding new genotypes with better quality features. This is the first physicochemical and sensorial evaluation of young red wines elaborated with Tempranillo intraspecific hybrid grapes. Selected genotypes were able to produce quality wines with great sensory variability, confirming that intraspecific hybridization is a useful tool to improve traditional varieties and meet new consumer demands.
