气候变化和虫害威胁全球葡萄园,基因组学改变酿酒葡萄育种

DNA 测序技术的进步实现了可持续葡萄栽培,减少了对杀虫剂的依赖,支持了作物在环境挑战中的恢复能力

2025年8月22日星期五

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Genomics transforms wine grape breeding as climate change and pests threaten global vineyards

近年来,基因组学已开始重塑酿酒葡萄的种植方式,为葡萄栽培中一些最紧迫的挑战提供了新的解决方案。欧盟的葡萄酒产量占世界总量的近一半,但却面临着气候变化和病虫害蔓延带来的日益严重的威胁。这些因素正在影响葡萄的产量和质量,给这个支撑着数百万个就业岗位并对许多地区经济起着核心作用的产业带来了压力。

传统上,葡萄园主要依靠化学农药来保护葡萄藤免受病虫害。虽然这种方法在短期内有效,但却引发了环境问题,包括对益虫的危害和对人类健康的风险。研究表明,广泛使用杀虫剂会减少大黄蜂的数量,并与农业工人和附近社区的严重健康状况有关。为此,欧盟在其 "从农场到餐桌 "战略中设定了到 2030 年将杀虫剂用量减少 50%的目标。

由于不再依赖化学品,人们对可持续虫害管理战略的兴趣日益浓厚。基因组学是这些努力的前沿。通过分析葡萄树的基因构成,研究人员可以发现某些品种对白粉病和霜霉病等病害具有更强抵抗力的特性。利用这些知识,育种人员可以开发出需要较少化学处理的新葡萄品种,同时保持甚至提高果实品质。

测序技术的进步使基因组研究变得更加容易获得和负担得起。MGI的DNBSEQ™等平台使小型研究团队也能开展大规模研究。在新西兰林肯大学,科学家们正在利用这些工具培育风味更佳、产量更高、对常见病虫害具有更强抵抗力的葡萄品种。该大学的葡萄酒、食品和分子生物科学系能够快速、低成本地处理数百个样本,与以往需要将样本送往海外进行分析的方法相比,这是一项重大改进。

林肯大学副教授克里斯-韦恩菲尔德(Chris Winefield)解释说,他们在黑比诺和长相思基因组方面的工作有助于他们了解不同克隆的基因差异。这些信息最终将有助于培育出更能承受环境压力的葡萄树。由于采用了先进的测序技术,研究小组的研究规模大幅扩大,计划每年处理数以万计的样本。

基因组学的影响不仅限于新西兰。在澳大利亚,测序技术正被用于粮食可持续发展计划,以确定作物的抗旱和抗病特性。这些努力为发展中国家改良了作物品种,并为当地水果育种建立了先进的基因组学平台。在泰国,研究人员正在利用类似技术研究红树林生物多样性,这对海岸保护和当地经济非常重要。

基因组工具的民主化正在帮助较小的农业部门进行创新和提高可持续性。通过让大型商业运作之外的人也能获得先进的研究成果,这些技术正在支持一种更具包容性的农业发展方式。

随着气候变化不断改变全球的生长条件,对抗逆性作物的需求变得更加迫切。基因组学提供了一条前进的道路,可以在不增加化学投入的情况下,有针对性地培育抗病和适应气候的作物。这种方法与国际社会减少农药使用、保护人类健康和生物多样性的努力相一致。

新西兰的经验为其他地区在生产力与可持续性之间寻求平衡提供了范例。通过投资基因组研究和采用新技术,葡萄酒生产商可以更好地应对环境压力,同时满足消费者对质量和可持续性的期望。

将基因组学融入葡萄栽培,标志着向更具弹性的葡萄酒业迈出了重要一步。随着测序技术的普及和价格的降低,它对葡萄育种、病虫害管理和生物多样性保护的影响预计会越来越大。这一科学进步正在帮助塑造一个未来,让葡萄园能够在不断变化的气候和不断发展的虫害威胁中茁壮成长,确保葡萄酒仍然是全球农业和文化的重要组成部分。

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