Ваниль

Таитянская ваниль отличается более тонким стеблем, чем V. planifolia или V. pompona, со средним диаметром стебля 8 мм и междоузлиями длиной 13 см, иногда очень длинными, до 19 см. Листья также более тонкие (рис. 13.2), узкоовальные, ланцетные, постепенно становящиеся сильно заостренными, в 3–7 раз длиннее своей ширины, темно-зеленого цвета, не очень толстые, плоские или слегка желобчатые к основанию, 16–25 см длиной и 2–5 см шириной. Черешок в среднем 15 мм длиной, выраженно-бороздчатый сверху.

РИСУНОК 13.2. Сравнение размера и формы листьев V. pompona, V. planifolia и V. tahitensis сорта Хаапапе (слева направо).

РИСУНОК 13.3. Сравнение цветков V. pompona, V. planifolia и V. tahitensis сорта Хаапапе (слева направо).

Цветки таитянской ванили собраны в соцветие. В среднем соцветия имеют длину 9,2 см, цветы зеленоватые, с некоторыми частями более желтыми, чем у V. planifolia (рис. 13.3). Чашелистики узко-продолговатые, острые у основания, утонченно-заостренные к верху, 9–16 мм шириной, 55–77 мм длиной, без жилок с обратной стороны. Лепестки имеют длину 50–74 мм, ширину 7–13 мм, эллиптические, подострые. Лабеллум 46–49 мм в длину, воронкообразный, с небольшими оранжевыми пунктирными линиями на внутренней стороне, с отогнутым краем, бахромчато-зубчатый. Плоды таитянской ванили, ароматные, как правило, нераскрывающиеся, в отличие от V. planifolia.

Сегодня основными сортами таитянской ванили являются Таити и Хаапапе. Но местные фермеры различают около 14 сортов, отличающихся формой, длиной и шириной листьев, размером цветов, а также размером и формой стручков. Пять основных культивируемых форм описаны ниже и показаны на рисунках с 13.4 по 13.6.

Таити

Стебель в среднем 8 мм в диаметре с длиной междоузлий 13 см. Листья плоские или слегка желобчатые к основанию, в длину около 18 см и в ширину 3 см, с черешком длиной 13 мм. Размер чашелистиков в среднем составляет 14 × 65 мм, а лепестков – 11 × 64 мм. Губа белая с короткими волосками и пунктирными линиями темно-оранжевого цвета. Плоды чисто-зеленого цвета, треугольные, длиной 10–19 см (в среднем 14 см) и весят в среднем 10,5 г. По мере созревания стручки мало растрескиваются.

Хаапапе

Стебель больше, чем у «Таити», со средним диаметром 10 мм и длиной междоузлий 16 см. Листья желобчатые, длиной около 17 см и шириной 3 см, с черешком длиной 18 мм. Цветение менее обильное, чем у «Таити», но более крупные цветки Хаапапе легче опылять. Чашелистики и лепестки длиннее, чем у «Таити»: в среднем около 13 × 70 мм и 10 × 68 мм соответственно.

РИСУНОК 13.4. Формы растений и листьев основных полинезийских сортов ванили.

РИСУНОК 13.5. Цветовое разнообразие губы таитянской ванили: (а) сорт Реа-Реа; (b) сорт Хаапапе.

РИСУНОК 13.6. Различия в размере, форме и цвете стручков таитянской ванили: (a) Таити, (b) Хаапапе, (c) Реа-Реа, (d) Парахураху и (e) Таити Лонг. Желтая метка длиной 10 см.

Губа белая, с длинными волосками и пунктирными линиями темно-оранжевого цвета. Плоды очень темного цвета, округлые, тупые на конце, длиной 13–23 см (в среднем 18 см) и весят в среднем 16,3 г. Стручки очень редко растрескиваются по мере созревания.

Реа-Реа

Стебель утонченный, со средним диаметром 7 мм и относительно короткими междоузлиями длиной 13 см. Листья, скорее продолговатые, чем ланцетные, около 20 см длиной, 4 см шириной, с черешком 16 мм длиной. Размер чашелистиков составляет около 13 × 62 мм, а размер лепестков – 11 × 61 мм. Губа белая со светло-оранжевыми пунктирными линиями. Плоды треугольные, желтовато-зеленого цвета, длиной 11-17 см (в среднем 14 см), массой около 9,9 г. По мере созревания стручки довольно часто растрескиваются.

Парахураху

Стебель также тонкий, в среднем 7 мм в диаметре с длиной междоузлий 14 см. Листья плоские или слегка желобчатые к основанию, короткоостроконечные, около 15 см в длину и 3 см в ширину, с черешком 16 мм длиной. Размер чашелистиков составляет около 12 × 63 мм, а размер лепестков – около 10 × 61 мм. Губа белая с белыми волосками и пунктирными линиями светло-оранжевого цвета. Стручки темно-зеленого цвета, имеют форму дубинки, длиной 10–18 см (в среднем 14 см) и вес около 14,1 г. Стручки очень редко растрескиваются по мере созревания.

Таити Лонг

Стебель тонкий, диаметром около 7 мм с короткими междоузлиями 13 см. Листья плоские или слегка желобчатые к основанию, около 15 см в длину и 3 см в ширину, с черешком 15 мм. Цветки мельче, чем у предыдущих сортов; чашелистики в среднем имеют размер 11 × 59 мм, а лепестки – 9 × 58 мм. Губа белая, с длинными волосками и светло-желтыми пунктирными линиями. Конец губы шиповатой формы. Плоды светло-зеленого цвета, округлые, тонкие, тупые на конце, длиной 11–24 см (в среднем 17 см) и массой около 11,1 г. По мере созревания стручки редко растрескиваются.

Растениеводы выделяют множество других морфологических типов, кроме описанных выше. Эти типы различаются размером и шириной листьев, а также размером, формой и цветом стручков. Эти виды ванили на самом деле не выращиваются, поскольку их плоды не соответствуют критериям, установленным нормативными актами (подробности см. в главе 24), но они демонстрируют настоящее морфологическое разнообразие. Примеры: Овири, у которого листья меньше (14 см × 3 см), чем у «Таити», и более короткие стручки (в среднем 11 см); Пуроини, имеющий листья в форме сердца; Потити и «Таити» или «Хаапапе» имеют одинаковый размер и форму листьев, но «Потити» дает очень мелкие плоды (в среднем 10 см). Наконец, «двухцветное» (вариегатное) растение ванили, на листьях которого видны светло-желтые полосы, также присутствует в сельскохозяйственных системах.

Таитянская ваниль сильно отличается от других выращиваемых в мире ванилей, особенно по сравнению с V. planifolia, своим тонким вкусом и богатым анисовым ароматом, а также глянцевым внешним видом и гибкостью своих стручков.

Чтобы охарактеризовать оригинальность таитянской ванили, в лаборатории Etablissement Vanille de Tahiti были разработаны методы анализа её химического состава, особенно интересующих молекул, а именно ароматических соединений и жирных кислот.

Ароматический состав таитянской ванили

Благодаря своим сенсорным свойствам стручки ванили в основном изучаются на предмет их ароматических соединений. Первая комплексная работа по летучим компонентам ванили была проведена в 1976 году Климесом и Лампарским, которые идентифицировали с помощью газовой хроматографии (ГХ)-масс-спектрометрии (МС) 169 соединений в V. planifolia.

Затем несколько исследований состава аромата таитянской ванили подчеркнули его оригинальность по сравнению с V. planifolia по наличию основных фенольных соединений, включая широко упомянутые анизильные соединения, присутствующие в более высоких количествах, и, реже, присутствие второстепенных соединений. Различные исследования таитянской ванили описывают аромат, составленный из следующих молекул (см. таблицу 13.1 для химической структуры), содержание которых отличается от V. planifolia, как подробно описано ниже.

Ниже перечислены десять основных фенольных соединений:

а. Ванилин, пара-гидроксибензальдегид, ванильная кислота и пара-гидроксибензойная кислота (Fayet et al., 1987; Ranadive, 1992; Langella et al., 2003) обычно количественно определяются в V. planifolia для проверки подлинности натуральной ванили.

b. Четыре анизильных соединения, характерные для таитянской ванили: i. Анизиловый спирт и анисовая кислота, которые вместе с ванилином являются наиболее концентрированными соединениями таитянских стручков ванили. Они были идентифицированы с помощью ГХ-МС (Adedeji et al., 1993), подтверждая предыдущие работы (Shiota and Itoga, 1975; Lhuguenot, 1978; Tabacchi et al., 1978; Rey et al., 1980; Purseglove et al., 1981; Larcher, 1989; Hartman, 2003). ii. пара-Анисальдегид (Tabacchi et al., 1978) и метиланизат (Shiota, Itoga, 1975; Adedeji et al., 1993; Lechat-Vahirua and Bessiere, 1998; Sostaric et al., 2000), которые менее концентрированы.

c. Другие фенольные соединения в незначительных количествах: протокатехуальдегид, протокатеховая кислота, сиринговая кислота и пара-гидридроксибензиловый спирт (Fayet et al., 1987).

Второстепенные компоненты с различными химическими функциями:

d. Ароматические сложные эфиры: анизилацетат, анизилформиат и метилциннамат (Shiota, Itoga, 1975; Adedeji et al., 1993; Sostaric et al., 2000; Hartman, 2003).

е. Другие фенольные соединения (Shiota, Itoga, 1975; Scharrer, 2002).

f. Альдегиды, кетоны и лактоны: 2,4-декадиеналь, 3-метилпентаналь, 2-метил-2-пентанон, 1-метокси-2-пропанон, изовальдегид и гамма-ноналактон (Adedeji et al., 1993; Lechat Vahirua and Bessiere, 1998; Scharrer, 2002).

g. Монотерпены (α-пинен, β-пинен, лимонен, линалоол, терпинен-4-ол и α-терпинеол (Scharrer, 2002).

h. Алифатические сложные эфиры (к примеру, этилгексаноат, этилнонаноат и этилдеканоат) (Sostaric et al., 2000).

i. Гетероциклические соединения, алифатические кислоты и спирты (Fayet et al., 1987).

j. Производные анизильных соединений (Da Costa and Pantini, 2006).

Присутствие пиперонала (гелиотропина) в качестве характерного компонента таитянской ванили долгое время было предметом споров. Окончательно показано (Joulain et al., 2007), что предполагаемым характерным пахучим компонентом таитянской ванили является пара-анисальдегид, а пиперонал присутствовал в таитянской ванили, но только как микрокомпонент, также как в V. planifolia, подтверждая предыдущие работы (Tabacchi et al., 1978; Ehlers et al., 1994; Lechat-Vahirua and Bessiere, 1998).

В лаборатории Etablissement Vanille de Tahiti сильный, оригинальный и всеобъемлющий аромат таитянской ванили был проанализирован с помощью жидкостной хроматографии высокого давления (ВЭЖХ) основных ароматических фенольных соединений. Работа была сосредоточена на роли процесса выдержки в развитии уникального вкуса, а также на ароматическом составе некоторых полинезийских сортов.

Было проанализировано более 300 образцов вяленых стручков ванили с Таити из трех последовательных ежегодных урожаев (2005, 2006 и 2007). Вяленые стручки таитянской ванили богаты общими ароматическими соединениями и содержат в среднем 4,6% сухого вещества по сравнению с 2,1–4,2% для V. planifolia. Более того, ароматический состав таитянской ванили более разнообразен, с меньшим вкладом ванилина в общий аромат (30% против 80% для V. planifolia). В то время как уровень ванилина оказывает меньшее влияние (1,2% против 1,7–3,5% у V. planifolia), таитянская ваниль содержит большее количество молекул анисила (2,1% при менее 0,05% у V. planifolia) и пара-гидроксибензальдегида. Наиболее концентрированными молекулами анисила являются анизиловый спирт и анисовая кислота (соответственно 1,35% и 0,75% от сухого вещества); пара-анисальдегид и метиланизат составляют около 200 частей на миллион каждый, тогда как у V. planifolia они присутствуют только в следовых количествах.

На аромат таитянской ванили влияют многие факторы – генетические, агрономические, климатические и критерии трансформации. Фактически, её ценный аромат становится все более интенсивным в процессе обработки. Тем не менее, если стручки ванили теряют воду под воздействием солнца, некоторые ароматические соединения тоже испаряются, и партии стручков приобретают приятный ванильный аромат. Исследования аромата ванили во Французской Полинезии сосредоточены на фенольных соединениях, которые способствуют общему запаху. Четырнадцать «ароматических соединений» из этанольного Сокслет-экстракта оценивали с помощью ВЭЖХ во время процесса вяления (см. таблицу 13.1).

Что касается процесса сушки, происходит последующая потеря ароматических молекул. Когда стручки сушат до содержания влаги 38%, они теряют примерно треть своего ароматического потенциала, от 6,5% до 4,6% сухого веса. Однако, учитывая, что потеря воды более существенна, чем потеря ароматических соединений, их концентрация на грамм свежего веса фактически увеличивается в течение периода вяления.

Различия в летучести между ароматическими соединениями и реакциями окисления, протекающими в стручках (от спирта до альдегида, а затем до кислотной функции), включают различные изменения концентраций молекул (см. рис. 13.7). Высокие концентрации ванилина и анизилового спирта подвергаются значительному снижению, тогда как концентрации ванильной кислоты и анизальдегида растут из-за их образования вследствие окисления предыдущих основных соединений (соответственно, ванилина и анизилового спирта).

РИСУНОК 13.7. Развитие основных ароматических соединений таитянской ванили в процессе обработки. Вариация содержания соединений указывается в процентах от исходного содержания.

Содержание влаги влияет на ароматический состав: сушка способствует накоплению молекул кислот (анисовой и пара-гидроксибензойной кислоты) и снижению соотношения анизилового спирта и ванилина (рис. 13.8). Активный запах пара-анисальдегида является ключевым компонентом оригинального аромата таитянской ванили, так как его концентрация удваивается в процессе обработки. Поскольку содержание влаги в некоторой степени влияет на качество аромата, очень важно предоставить подробную информацию о её содержании при описании состава ванильных стручков (Collard, 2007).

Процесс вяления таитянской ванили представляет собой тонкий компромисс между оптимальной сушкой и сохранением ароматических соединений. В результате получается оригинальная ароматическая композиция.

РИСУНОК 13.8. Ароматический состав стручков таитянской ванили для разного содержания влаги (80%, 60% и 40%). Полные названия молекул см. в таблице 13.1.

Таитянская ваниль приобретает экзотический аромат по сравнению с другими видами ванили. Существует внутривидовое разнообразие с различными сортами и нюансами вкусов.

У таитянской ванили есть морфологическое разнообразие, что подтверждается различным химическим составом. Исследование было проведено на основе оценки аромата необработанных стручков пяти важнейших сортов Французской Полинезии (наиболее культивируемых Таити и Хаапапе, Реа-Реа, Парахураху и Таити Лонг).

Каждый сорт развивает свои ароматические характеристики. Таблица 13.2 показывает, что общее количество ароматических молекул меняется от одного сорта к другому, а концентрации некоторых молекул отличаются, внося вклад в структурные группы при статистическом анализе. Выполнение факторного дискриминантного анализа показывает очень хорошее соответствие между, полученной с переменными аромата, наблюдаемой классификацией и встречающимися в природе сортами (см. рис. 13.9) (Collard et al., 2006).

РИСУНОК 13.9. Двумерный график пяти сортов необработанных стручков таитянской ванили в факторном дискриминантном анализе с использованием ароматических соединений (см. таблицу 13.2) в качестве переменных.

Средние значения с одной и той же буквой в строках существенно не различаются (p<0,05).

* Полные названия молекул см. в таблице 13.1.

Среди полинезийских сортов Парахураху очень специфичен со значительно меньшим суммарным количеством, низким содержанием молекул ванилила и более высоким уровнем анисовой кислоты. Сорт Реа-Реа ​​демонстрирует меньшее количество пара-гидроксибензальдегида и большее количество соединений ванилила, отличаясь от группы, образованной Таити, Хаапапе и Таити Лонг, все из которых обладают очень похожими ароматическими композициями. Стручки Таити Лонг характеризуются высоким содержанием пара-гидроксибензальдегида. Таити и Хаапапе – сорта с наиболее похожими ароматическими композициями, хотя Таити богаче общим ароматом и ванилиловными соединениями, а Хаапапе содержит относительно больше пара-гидроксибензильных и анизильных компонентов.

Ароматический состав может объяснить оригинальный запах таитянской ванили и показать небольшие различия между основными сортами. Как было замечено ранее, оригинальность таитянской ванили обусловлена ​​не только запахом, но и маслянистой текстурой.

Состав жирных кислот – интересная тема для лучшего понимания физических и сенсорных свойств более маслянистой таитянской ванили (см. раздел «Сенсорные свойства»).

Некоторые предыдущие химические исследования ванильных стручков связаны с присутствием жирных кислот или производных жирных кислот. Основными идентифицированными компонентами были олеиновая или пальмовая кислота (Purseglove et al., 1981; Adedeji et al., 1993; Lechat-Vahirua and Bessiere, 1998). Всестороннее исследование липидной фракции ванильных стручков V. tahitensis, V. planifolia и Vanilla madagascariensis с помощью ГХ выявило различающиеся составы жирных кислот, с преобладанием линолевой кислоты среди 31 жирной кислоты у каждого вида (Ramaroson-Raonizafinimanana, 1988). Кроме того, были идентифицированы многие дополнительные липидные компоненты: фитостерины (Ramaroson-Raonizafinimanana et al., 1998), углеводороды (Ramaroson-Raonizafinimanana et al., 1997) и два новых семейства продуктов: длинноцепочечные γ-пироны (Ramaroson-Raonizafinimanana et al., al., 1999) и длинноцепочечные β-дикетоны (Ramaroson-Raonizafinimanana et al., 2000).

На Etablissement Vanille de Tahiti работа над липидным экстрактом была направлена ​​на определение характеристик таитянской ванили и её различных сортов по составу жирных кислот. Производные жирных кислот анализировались с помощью ВЭЖХ. Было идентифицировано около 10 жирных кислот, и идентификация некоторых из них была подтверждена ГХ (Brunschwig et al., 2007). Определены шесть распространенных жирных кислот, происходящих из первичных метаболитов, таких как триглицериды: линоленовая 18:3, линолевая 18:2, пальмитиновая 16:0, олеиновая 18:1, стеариновая 18:0 и эруковая 20:1 кислоты. В стручках ванили были идентифицированы четыре мононенасыщенные жирные кислоты с очень длинной цепью, которые редко встречаются в растениях: нервоновая (24:1), ксименовая (26:1), октакозен-19-овая кислота (28:1) и люмековая (30:1) кислоты. Эти жирные кислоты происходят из вторичных метаболитов (предполагаемых β-дикетонов), и их состав может быть гораздо более изменчивым, чем состав первичных метаболитов (Ramaroson-Raonizafinimanana, 1988).

Состав жирных кислот показывает, что таитянская ваниль богаче жирными кислотами, отличающими полинезийские сорта. Вяленые стручки таитянской ванили имеют среднее содержание жирных кислот выше, чем другие сорта ванили в мире (в среднем 2,5% сухого вещества по сравнению с 1,2–2,4% у прочих), что может объяснить привлекательный глянцевый и маслянистый вид стручков (Brunschwig et al., 2007). Стручки таитянской ванили содержат в основном полиненасыщенные жирные кислоты (с преобладанием линолевой кислоты от 55% до 65%), мононенасыщенные жирные кислоты (от 20% до 30%) с заметным содержанием мононенасыщенных длинноцепочечных жирных кислот (5–13%) и немного насыщенных жирных кислот (около 15%). Это подтверждает предыдущие данные.

Средние значения с одной и той же буквой в строках существенно не различаются (p<0,05).

* Количественный анализ методом ГХ (Ramaroson-Raonizafinimanana, 1988).

Сорта из Французской Полинезии демонстрируют совершенно различные составы жирных кислот, что иллюстрируется таблицей 13.3. Химическое внтривидовое разнообразие, выявленное факторным дискриминантным анализом, показывает, что Парахурау очень специфичен со значительно более высоким содержанием мононенасыщенных длинноцепочечных жирных кислот (особенно нервоновой кислоты) и линоленовой кислоты (рис. 13.10).

РИСУНОК 13.10. Двумерный график четырех сортов необработанных стручков таитянской ванили, проанализированных с помощью факторного дискриминантного анализа с использованием жирных кислот в качестве переменных (см. таблицу 13.3).

Другие сорта имеют аналогичный состав с небольшими вариациями: Таити показывает большее количество стеариновой кислоты, Таити Лонг отличается значительно более высоким содержанием олеиновой, а Хаапапе – самый маслянистый среди полинезийских сортов.

Химическое разнообразие полинезийских сортов выделяется как разнообразием ароматов, так и жирными кислотами.

Заключение

Стручки таитянской ванили обладают специфическим ароматом и составом жирных кислот. Самым оригинальным сортом является Парахурау, который содержит относительно высокий уровень анизильных молекул и небольшое количество ванилиловых соединений, а также очень высокий уровень мононенасыщенных длинноцепочечных жирных кислот.

Сорта наиболее культивируемые во Французской Полинезии, а именно Таити и Хаапапе, обладают однородным ароматом и липидными характеристиками. Их ароматический состав и высокое содержание жирных кислот объясняют, соответственно, их тонкие сенсорные свойства и привлекательный внешний вид.

Сенсорные свойства таитянской ванили уникальны. Их часто анализируют либо путем сенсорной оценки, либо с помощью ГХ-О. Эти два метода, соответственно, (i) описывают общий аромат ванили и (ii) определяют вещества, обладающие активным запахом, которые вносят вклад в общий аромат ванили.

Сенсорная оценка

Сенсорные свойства ванильных стручков в первую очередь обусловлены летучими компонентами, но некоторые нелетучие соединения, такие как липиды, могут играть роль в изменении восприятия аромата (Purseglove et al., 1981). Их влияние на запах еще не изучено, но в процессе обработки они фиксируют некоторые летучие вещества и ограничивают их выделение из стручков ванили.

При сенсорном анализе таитянская ваниль описывается как имеющая отчетливые цветочные, благоухающие, душистые, анисовые, миндальные и вишневые ноты. Стручки также отличаются от стручков V. planifolia неглубоким ванильным характером, также как и более слабыми фенольными, древесными, бальзамическими и дымными нотами (Ranadive, 1994, 2006; Petitdidier, 2005).

Между сенсорными свойствами и количественными аналитическими параметрами (см. раздел «Химический состав таитянской ванили») четкой взаимосвязи не существует. Для V. planifolia высокое содержание ванилина, которое является показателем качества, не обязательно означает хорошие сенсорные свойства. Фактически, из-за высокого порога запаха некоторые основные соединения, количественно содержащиеся в ванильных стручках, не связаны напрямую с сенсорными свойствами экстрактов, поскольку в общем аромате ванили участвуют второстепенные соединения (Ranadive, 2006; Gassenmeier et al., 2008). Поэтому был проведен ГХ-О анализ.

ГХ-О анализ

Чтобы описать общий аромат ванили, недавние исследования учитывали обонятельное воздействие соединений ГХ-О, а не только их концентрацию в стручках (Scharrer, 2002; Black, 2005; Perez-Silva et al., 2006). Такие соединения, как анисальдегид и анисиловый спирт, в значительной степени определяют характерный аромат таитянской ванили и необходимы для сладких нот аниса (www.flavornet.org). Некоторые другие соединения, такие как ароматические анизиловые эфиры (метиланизат присутствует в таитянской ванили в концентрации 200 ppm), могут оказывать обонятельное воздействие на общий аромат. Таким образом, исследование таитянской ванили позволяет идентифицировать 276 компонентов. Среди них некоторые второстепенные специфические молекулы анизила ощущаются и описываются как «анисовый, вишневый, сладкий» (Da Costa and Pantini, 2006).

Было обнаружено, что некоторые фенольные соединения, идентифицированные в таитянской ванили с помощью ГХ-О, обладают ароматической активностью в стручках V. planifolia (ванилин, ванилиновый спирт, пара-гидроксибензальдегид, пара-гидридроксибензиловый спирт, анизиловый спирт и метилциннамат). Этим соединениям приписывались сладкие, древесные, бальзамические, пряные, ванильные и поджаренные ноты. Более того, было обнаружено, что второстепенные соединения, присутствующие в количестве менее 2 частей на миллион, способствуют общему аромату ванили – такие как альдегиды, которые проявляются с зелеными, масляными и похожими на травы цветочными нотами, и алифатические кислоты, описанные как имеющие кислые, жирные, и маслянистые ноты (Perez-Silva et al., 2006).

Эти исследования выявили специфический анисовый аромат таитянской ванили, известной на мировом рынке как уникальная и считающейся роскошным продуктом.

Генетическая связь между таитянской ванилью и другими культивируемыми видами ванили

Чтобы определить, отличается ли таитянская ваниль генетически от других культивируемых видов ванили, было проведено сравнительное исследование генетического разнообразия. В этом проекте участвовали Бюро генетических ресурсов (BRG), Центр международного сотрудничества в области агрономических исследований для развития (CIRAD), Etablissement Vanille de Tahiti, Университет острова Реюньон и Институт биотехнологии растений (IBP) (Andrzejewski et al., 2006; Duval et al., 2006). Культивируемые виды V. planifolia (47 образцов), V. pompona (6 образцов) и полинезийские сорта (6 образцов) с острова Реюньон, Центральной Америки и Французской Полинезии, а также 35 родственных видов из Таиланда, Бразилии, Гвианы, Камеруна и ботанических садов. Паттерн полиморфизма длины фрагмента амплификации (AFLP) каждого образца сравнивали с другими образцами, и данные использовали для расчета различий между образцами в соответствии с индексом Сокала и Миченера. Структура генетического дерева представляет разграничение видов с высокой степенью точности (бутстрапы 100%). Это исследование показало, что таитянская ваниль генетически очень отличается от других культурных или дикорастущих видов ванили.

Таитянская ваниль также сравнивалась с несколькими дикорастущими или культивируемыми видами ванили из Центральной Америки в сотрудничестве с Риверсайдским университетом (Lubinsky et al., 2008). Было оценено предполагаемое происхождение таитянской ванили. Паттерны последовательностей ДНК из геномов ядерного внутреннего транскрибированного спейсера (ITS) и хлоропластов сравнивались между полинезийскими сортами и образцами, собранными в тропических лесах Центральной Америки: V. planifolia, V. odorata, V. insignis, V. pompona и несколькими другими видами. Эти данные показали, что двумя генетически наиболее близкими к таитянской ванили видами были V. planifolia и V. odorata, и, таким образом, указали, что эти два вида тесно связаны с предками таитянской ванили. Это исследование поддерживает гипотезу Портера, который предположил, что таитянская ваниль возникла в результате гибридизации между V. planifolia и другим гибридом с участием V. odorata (Porteres, 1951).

Полинезийское генетическое разнообразие

В то же время было проанализировано генетическое разнообразие полинезийских сортов. Морфологическое разнообразие таитянской ванили, которое позволило местным производителям выделить 14 сортов, связано с генетическим разнообразием. Это генетическое разнообразие определяется вариациями на уровне последовательностей ДНК, выявленными при сравнении паттернов AFLP между различными сортами. Паттерны AFLP определялись присутствием или отсутствием каждого из 529 протестированных маркеров AFLP. Сравнение этих паттернов AFLP показало, что, несмотря на генетическое разнообразие, существующее в пределах таитянской ванили, все образцы собраны и образуют только одну монофилетическую группу (Andrzejewski et al., 2006; Рисунок 13.11). Генетическое разнообразие слабое (максимальное расстояние между образцами = 0,091), что связанно с размножением стеблевыми черенками, а не половым путем. Для некоторых сортов наблюдались многие образцы AFLP, указывая на то, что производители недооценили разнообразие и необходимо определить новые сорта.

РИСУНОК 13.11. Структура разнообразия сообществ 42 образцов культивируемых ванилей и Vanilla bahiana и подробные взаимосвязи полинезийских сообществ, полученные из деревьев присоединения соседей с использованием матрицы расстояний Сокала и Миченера (529 переменных и 1000 бутстрапов).

Некоторые другие сорта не различались по образцу AFLP; так было с Таити и Хаапапе. Их морфологические различия были однозначными; тем не менее, их генетическое разнообразие оказалось только следствием количества копий каждого маркера AFLP. По этой причине были разработаны цитогенетические анализы.

Как было ранее описано для V. planifolia, у таитянской ванили клетки корня не имеют одинакового хромосомного набора (Nair and Ravindran, 1994). Мы также наблюдали эти вариации для образцов V. planifolia и V. pompona. У полинезийских образцов наблюдались три уровня плоидности. Количество хромосом для многочисленных метафазных пластинок кончиков корней и измерения размера генома с помощью проточной цитометрии совпадали. Выделено три группы:

1. Диплоидная группа (2 ×) с числом хромосом от 22 до 31 и размером генома от 4,87 до 5,80 пг. Эти характеристики касались большинства полинезийских сортов: Таити (рис. 13.12), Реа-Реа, Парахураху, Овири, Парааути, Потити, Пуроини, Пупа, Попоти и Пура.

2. Триплоидная группа (3 ×), у которой число хромосом варьируется от 33 до 41. Эта группа содержит два стерильных растения ванили, называемых «Хаапапе Стериле», демонстрирующих аномальную физиологию цветков (отсутствие пыльцы и аутосовместимости).

3. Тетраплоидная группа (4 ×), в которой количество хромосом и размер генома вдвое больше, чем в первой группе (43–56 хромосом и размер генома 10,10–10,89 пг). К ней относятся сорта: Хаапапе, Офе-Офе, Тиареи и Таити Лонг.

РИСУНОК 13.12. Метафазные пластинки (а) сорта Таити с 24 хромосомами и (б) сорта Хаапапе с 52 хромосомами.