Forscher editieren Chardonnay-Gene für Resistenz gegen Mehltau

Forscher in Italien und den Niederlanden berichteten über Arbeiten zur Genomeditierung bei Reben mit dem Ziel, Chardonnay- und Microvine-Klone zu erzeugen, die gegen Echten Mehltau und Falschen Mehltau resistent sind – zwei Krankheiten, die in Weinbergen einen hohen Pestizideinsatz verursachen.

Die Studie wurde von IVES OpenScience als erweiterte Zusammenfassung in der Konferenzreihe GiESCO 2017 veröffentlicht. Die Autoren erklärten, dass die kultivierte Rebe, Vitis vinifera, weiterhin sehr anfällig für pilzliche und pilzähnliche Krankheiten sei, insbesondere für Echten Mehltau, oft als PM bezeichnet, und Falschen Mehltau, oder DM. Diese Infektionen gehören zu den Hauptgründen, warum Erzeuger während der Saison auf wiederholte Fungizidspritzungen angewiesen sind.

Das Team konzentrierte sich auf sogenannte Suszeptibilitätsgene in der Pflanze selbst. In ihrem Bericht erklärten sie, frühere Forschung habe bereits die Bedeutung der MLO-Genfamilie für die Anfälligkeit der Rebe gegenüber Echtem Mehltau gezeigt. Sie verwiesen außerdem auf DMR6, ein in Arabidopsis thaliana identifiziertes Gen, das mit der Anfälligkeit für Falschen Mehltau in Verbindung gebracht wird, dessen Rolle in der Rebe jedoch bislang nicht nachgewiesen worden war.

Mit CRISPR/Cas9 wollten die Forscher bestimmte MLO- und DMR6-Gene ausschalten und dabei die sorten- und klonale Identität der Rebe bewahren. Dieser Punkt ist für Weintrauben wichtig, weil klassische Züchtung auf Krankheitsresistenz oft Kreuzungen von Vitis vinifera mit anderem Material erfordert, was Merkmale verändern kann, die mit einer anerkannten Sorte verbunden sind. Genomeditierung wird demgegenüber als Möglichkeit untersucht, ein gezieltes Merkmal zu verändern, ohne die Traube von Grund auf neu zu formen.

Laut dem Abstract wurde embryogener Kallus aus Chardonnay- und Microvine-Varietäten mittels Agrobacterium tumefaciens transformiert, das CRISPR/Cas9-Vektoren trug, die auf die Editierung dieser Gene ausgelegt waren. Aus dem editierten Gewebe regenerierte Pflanzen wurden anschließend sequenziert. Die Sequenzierung bestätigte kleine Insertionen und Deletionen sowie Einzel-Nukleotid-Polymorphismen an den vorgesehenen Zielstellen.

Der Bericht enthält keine Daten zur Leistung im Feld und keine Pläne für eine kommerzielle Freigabe; er sagt auch nicht, dass Resistenz bereits unter Weinbergsbedingungen nachgewiesen wurde. Stattdessen beschreibt er die Erzeugung editierten Rebenmaterials und die Bestätigung, dass gezielte genetische Veränderungen eingeführt wurden. Die Autoren stellten die Arbeit als einen Schritt hin zur Erzeugung von Klonen mit Resistenz gegen Echten Mehltau und Falschen Mehltau dar.

Die Forschung wurde von Wissenschaftlern des Research and Innovation Centre der Fondazione Edmund Mach in San Michele all’Adige, Italien, und von Scienza Biotechnologies in Enkhuizen, Niederlande, durchgeführt. Als Autoren sind Lisa Giacomelli, Tieme Zeilmaker, Mickael Malnoy, Riccardo Velasco, Roberto Viola, Jeroen Rouppe Van Der Voort und Claudio Moser aufgeführt.

Für den Weinsektor ist die potenzielle Bedeutung klar, auch wenn der praktische Nutzen noch ungewiss bleibt. Wenn krankheitsresistente Klone entwickelt werden können, ohne die grundlegende sortentypische Identität einer Rebe zu verändern, könnten Weinberge langfristig den Fungizideinsatz senken, einige Produktionskosten reduzieren und die Stabilität der Pflanzengesundheit in Jahren mit starkem Mehltaudruck verbessern. Das könnte sowohl für konventionelle als auch für auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Erzeuger relevant sein, insbesondere in Regionen, in denen wiederholte Behandlungen zum Schutz von Ertrag und Traubenqualität Routine sind.

Die Arbeit erscheint zudem zu einem Zeitpunkt, an dem der Weinbau unter wachsendem Druck steht, chemische Inputs zu senken und zugleich die Konsistenz im Weinberg zu erhalten. Chardonnay ist eine der weltweit am weitesten verbreiteten Rebsorten für Wein, sodass jede erfolgreiche Strategie zur Krankheitsresistenz, die ihr etabliertes Profil unverändert bewahrt, in der Getränkeindustrie Aufmerksamkeit erregen würde. Vieles wird von weiteren Tests, der regulatorischen Behandlung genomeditierter Reben und davon abhängen, ob editierte Pflanzen eine dauerhafte Resistenz ohne unerwünschte Auswirkungen auf Wachstum, Ertrag oder Traubenzusammensetzung liefern können.