Bragato Research Institute treibt die Sauvignon Blanc-Züchtung mit modernsten genetischen Instrumenten voran

Das neuseeländische Bragato Research Institute (BRI) treibt die Verbesserung der Rebsorten durch sein Programm Sauvignon Blanc 2.0 (SB2.0) voran, das auf die Entwicklung verbesserter Klone der führenden Weinsorte des Landes abzielt. Während das Hauptziel darin besteht, den Sauvignon Blanc zu verbessern, hat das von New Zealand Winegrowers (NZW) geleitete grundlegende Genetikprogramm bereits bedeutende Vorteile für die Weinindustrie gebracht. Dazu gehören neue Möglichkeiten für Krankheits- und Virustests, skalierbare Screening-Tools, moderne genetische Fingerprinting-Methoden, robuste Datensysteme und stärkere Partnerschaften auf lokaler und internationaler Ebene.

Dr. Darrell Lizamore, Leiter des SB2.0-Programms, hebt die Fortschritte hervor, die auf dem neuen Zuchtweinberg des BRI erzielt wurden, auf dem in dieser Saison voraussichtlich 10.000 Rebstöcke wachsen werden. Dieser Weinberg dient als sichtbares Zeichen des Fortschritts bei der Entwicklung und Auswahl neuer Klone. Ein Großteil der Arbeit findet jedoch hinter den Kulissen statt, wo moderne Ressourcen geschaffen wurden, um die Rebenproduktion und das Screening zu beschleunigen und gleichzeitig Risiken und Kosten zu reduzieren.

Der Aufbau eines effektiven Teams war eine der ersten Herausforderungen für SB2.0. Das Programm erforderte eine Mischung aus Wissenschaftlern, Branchenexperten, technischen Beratern, Investorenvertretern und Kommunikationsspezialisten. Trotz der im Vergleich zu anderen Züchtungsprogrammen begrenzten Ressourcen stellte BRI ein Team mit Fachwissen in den Bereichen Genetik, Pflanzenphysiologie, Bioinformatik, Molekularbiologie und Weinbau zusammen. Partnerschaften mit lokalen und internationalen Experten haben dazu beigetragen, Forschungsinnovationen mit den Bedürfnissen der Industrie in Einklang zu bringen.

Genaue Messungen sind in der Pflanzenzucht von entscheidender Bedeutung, um herausragende Individuen in großen Populationen zu identifizieren. Im vergangenen Jahr investierte SB2.0 in die Optimierung der für das Programm zentralen Methoden zur Merkmalsmessung. Dazu gehörten neue Geräte, Schulungen und Datensysteme, die die Zuverlässigkeit und Effizienz der Selektionsprozesse verbessern. Diese Ressourcen stehen nun für eine breitere Nutzung durch die Industrie zur Verfügung, um künftige Herausforderungen wie Klimaanpassung und Inputreduzierung anzugehen.

Molekulare Diagnostik wurde eingeführt, um das Nichtvorhandensein der Reblaus im Zuchtweinberg mittels PCR und Amplikonsequenzierung von Bodenproben zu bestätigen. Interne Protokolle für den Nachweis des Blattrollvirus ermöglichen die ganzjährige Untersuchung der von den Winzern identifizierten Knospenarten. Die Vure-Plattform ermöglicht es den Weinbauern, ungewöhnliche Rebstöcke während der routinemäßigen Arbeit im Weinberg zu melden.

Im Jahr 2023 stellte das BRI ein Referenzgenom für Sauvignon Blanc fertig, das eine Grundlage für die Identifizierung genetischer Veränderungen zwischen Klonen bietet. Seitdem hat das Team Unterschiede zwischen kommerziellen Klonen und etwa 100 neuen, von SB2.0 erzeugten Klonen charakterisiert. Diese Arbeit ermöglicht eine einfache Identifizierung von Klonen durch DNA-Tests und ein besseres Verständnis dafür, wie sich genetische Veränderungen auf Merkmale auswirken. Die Genomassembly-Pipeline wurde auch für andere Sorten wie Chenin Blanc, Chardonnay, Pinot Noir und Unterlagsreben eingesetzt.

Zur Rationalisierung der Gentests hat das BRI neue DNA-Extraktions- und Sequenzierungsmethoden entwickelt, die die Kosten pro Rebstock senken und ein breiteres Spektrum an genetischen Unterschieden aufdecken. Bioinformatik-Pipelines identifizieren zuverlässig klonale Variationen und kartieren molekulare Schalter, die die Merkmalsausprägung kontrollieren. Die Daten werden in einer digitalen Datenbank mit Barcode-Integration und QR-Code-Identifikatoren verwaltet, die auf einer nationalen Hochleistungs-Computerinfrastruktur läuft.

Das Institut hat seine nationale Rebsammlungsdatenbank mit Hilfe dieser Tools modernisiert und untersucht, wie Terroir und Umweltstress die Eigenschaften der Rebe beeinflussen. Das Mehltau-Screening ist durch eine standardisierte Inokulum-Produktion und automatisierte Tests mit abgetrennten Blättern unter Verwendung der vom USDA/Cornell entwickelten Blackbird-Imaging-Plattform besser skalierbar geworden. Künstliche Intelligenz unterscheidet Mehltau von Blatthaaren in großen Bilddatensätzen innerhalb weniger Stunden.

Diese Technologie unterstützt die Prüfung von Fungizidresistenzen und die Schnelldiagnose von lokalen Mehltauisolaten. Im Rahmen von Studien zur Trockenheitsresistenz führte das BRI Gewächshausversuche mit 80 Rebstöcken durch, um skalierbare Indikatoren für die Wassernutzungseffizienz zu finden. In Zusammenarbeit mit Bordeaux Sciences Agro wurden schnelle Messinstrumente für Photosynthese und Transpiration eingeführt. Das Screening der Frosttoleranz kombiniert Laborexperimente mit Feldversuchen unter Verwendung von Bildgebungsrobotern, die von Markus Keller von der Washington State University geleitet werden.

Nach vier Jahren steriler Setzlingsproduktion kann das BRI nun neue Klone mit einer Überlebensrate von über 97 % vom Labor über die Baumschule in den Weinberg bringen. Spezielle Bewirtschaftungsprogramme beschleunigen das Wachstum der Reben, so dass das Screening früher beginnen kann. Bei Experimenten in Marlborough werden Vermehrungsstrategien wie das Aufpfropfen von Knospen auf etablierte Rebstöcke getestet, um kommerzielle Versuche zu beschleunigen.

Die neuseeländische Regierung hat kürzlich einen Gesetzesvorschlag zur Aktualisierung der Gentechnik-Definitionen vorgelegt. Das Wissenschaftsteam von BRI hat mit seinem technischen Fachwissen dazu beigetragen, die Aufklärung über Gentechnologien und Marktzugangsüberlegungen in der Weinindustrie zu unterstützen. Das Team hat nicht-transgene Bearbeitungsschritte getestet, mit denen Züchtungsstrategien frühzeitig validiert werden könnten.

Auf internationaler Ebene hat SB2.0 durch Besuche bei Institutionen wie UC Davis, Cornell University, USDA, E.&J. Gallo Winery, der Universität Geisenheim (Deutschland), dem ICVV (Spanien) und Gastzüchtern aus der Schweiz und den Vereinigten Staaten.

Auf lokaler Ebene verbindet die Plattform Geberunternehmen, Züchtergemeinschaften und Industrieausschüsse mit der Wissenschaft durch Workshops und Treffen, die das gegenseitige Lernen über Züchtungsprioritäten fördern.

Die nächste Phase von SB2.0 wird sich auf die Auswahl von Merkmalen konzentrieren, die den Sauvignon Blanc widerstandsfähiger gegen Mehltau, Trockenheit und Frost machen, indem objektive, mit der Genetik verknüpfte Screening-Workflows durchgeführt werden, bevor vielversprechendes Material in vorkommerzielle Versuche aufgenommen wird. Die von SB2.0 entwickelten Instrumente unterstützen bereits Projekte wie Untersuchungen zur Fungizidresistenz, RNA-basierte Behandlungen gegen das Blattrollvirus, Diversitätsstudien an Pinot Noir-Klonen und die Züchtung krankheitstoleranter Sorten mit dem Bioeconomy Sciences Institute.

Das Programm zielt nicht nur auf die Entwicklung verbesserter Sauvignon-Blanc-Klone ab, sondern stärkt auch die neuseeländischen Kapazitäten für eine kontinuierliche Verbesserung der Rebsorten, da sich die klimatischen Bedingungen ändern und der Krankheitsdruck durch Innovation und Zusammenarbeit innerhalb des Weinsektors zunimmt.