Cornell-Wissenschaftler bereiten die Freigabe krankheitsresistenter Traubenhybriden für nordöstliche Weinberge vor

Das Cornell Grapevine Breeding Program, das bei Cornell AgriTech angesiedelt ist und von Professorin Maddy Oravec geleitet wird, steht kurz vor der Freigabe neuer Traubenhybriden, die gegen Krankheiten resistent sind und sich an das sich verändernde Klima im Nordosten der Vereinigten Staaten anpassen. Das Programm, das sich auf die selektive Züchtung konzentriert, zielt darauf ab, Weinreben zu erzeugen, die sowohl gegen häufige Krankheiten resistent als auch in der Lage sind, hochwertigen Wein zu produzieren.

Bei der selektiven Züchtung von Weinreben werden Elternpflanzen ausgewählt, die eine hohe Krankheitsresistenz aufweisen, und gekreuzt, um Nachkommen mit denselben Merkmalen zu erzeugen. Dieser Ansatz gewinnt zunehmend an Bedeutung, da der Klimawandel mildere Winter und nassere, feuchtere Bedingungen in den Weinbauregionen mit sich bringt, was das Risiko von Krankheiten wie Mehltau, Falschem Mehltau und Schwarzfäule erhöht. Diese Krankheiten können die Gesundheit der Reben und die Fruchterzeugung stark beeinträchtigen. Echter Mehltau und Schwarzfäule sind Pilzkrankheiten, die lebendes Gewebe angreifen, während der Falsche Mehltau eine durch Wasser übertragene mikrobielle Krankheit ist.

Die Doktorandinnen Aliyah Brewer und Victoria Lan Cheng sind die wichtigsten Forscherinnen in diesem Programm. Sie setzen fortschrittliche Bildgebungstechnologie ein, um das Fortschreiten der Krankheit bei Weinreben zu überwachen. Die Blackbird-Kamera erkennt sichtbare Krankheitssymptome, während die Hyperbird-Hyperspektralkamera Daten in einem Wellenlängenbereich von 400 bis 1000 Nanometern sammelt und so frühe Anzeichen einer Infektion aufdeckt, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind. Brewer importiert auch Saatgut aus Europa und Kalifornien, um neue Resistenzgene in das Zuchtprogramm einzubringen und genetische Marker zu entwickeln, mit denen diese Merkmale in künftigen Generationen verfolgt werden können.

Der Klimawandel hat auch zu einem früheren Austrieb der Reben geführt, was sie anfällig für Spätfröste im Frühjahr macht, die junge Knospen zerstören können. Um dem entgegenzuwirken, züchtet das Programm auf einen späteren Knospenaufbruch und eine höhere Winterhärte, indem es wilde Rebsorten - die für ihre Fähigkeit bekannt sind, harte Winter zu überstehen - mit Vitis vinifera kreuzt, der Art, aus der die meisten europäischen Weine hergestellt werden. Diese Strategie führt zu Hybriden, die Kältetoleranz mit den gewünschten Weinqualitäten kombinieren.

Im Norden New Yorks, wo die Winter zu streng für V. vinifera allein sind, verlassen sich die Erzeuger stark auf diese Hybriden. Selbst in den milderen Teilen des Staates, in denen V. vinifera wachsen kann, müssen diese Reben aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegenüber Kälte und Krankheiten intensiv gepflegt werden. Durch die Entwicklung widerstandsfähigerer Hybriden hofft das Programm, die Auswirkungen auf die Umwelt zu verringern und die Produktionskosten für die Erzeuger zu senken.

Der Züchtungsprozess findet das ganze Jahr über statt. Im Juni entfernt das Team männliche Blütenteile von ausgewählten Rebstöcken und führt eine Kreuzbestäubung der ausgewählten Eltern durch. Im Laufe des Sommers werden Wachstum und Krankheitsresistenz der Reben überwacht. Im Herbst werden die Trauben geerntet und an das Cornell Craft Beverage Institute zur Weinherstellung und -analyse geschickt. Das Saatgut wird gesammelt und über den Winter in Gewächshäusern gepflanzt. Während dieser Zeit analysieren die Forscher die Daten und planen neue Kreuzungen auf der Grundlage der genetischen Informationen, die sie aus den Gewebeproben der Pflanzen gewonnen haben.

Das Programm arbeitet mit mehreren anderen Forschungsgruppen in Cornell zusammen. Das Team von Professorin Katie Gold untersucht Weinrebenkrankheiten, die Gruppe von Professor Yu Jiang entwickelt landwirtschaftliche Robotertechnik für die Datenerfassung, das Team von Professor Jason Londo befasst sich mit der Kälteanpassung, und ein Önologe führt sensorische Analysen von Versuchsweinen durch.

Neben Keltertrauben züchtet das Programm auch Tafeltrauben und Safttrauben mit Merkmalen wie großen Beeren, knackiger Textur, dünner Schale, gutem Geschmack und Kernlosigkeit - Eigenschaften, die für den Frischverzehr bevorzugt werden.

Ein wichtiges Ziel des Programms ist die Nachhaltigkeit. Durch die Züchtung krankheitsresistenter Reben hoffen die Forscher, die Abhängigkeit von Fungiziden und Pestiziden zu verringern, die Arbeiter schädigen und die Umwelt verschmutzen können. Brewer merkt an, dass diese Arbeit eine geringere Belastung der Weinbergsarbeiter in Regionen wie den Finger Lakes durch Chemikalien und geringere Kosten für die Pflege der Reben bedeuten könnte.

Die neuen Sorten, die im Rahmen des Cornell-Programms entwickelt wurden, sollen den Winzern helfen, sich an den Klimawandel anzupassen und gleichzeitig die Rentabilität zu erhalten und die Umweltbelastung zu verringern. Bevor diese krankheitsresistenten Rebsorten für die kommerzielle Nutzung zur Verfügung stehen, laufen die letzten Phasen der Bewertung.