Wilde nordamerikanische Trauben sind nun weniger ein Rätsel, nachdem ein internationales Forscherteam unter der Leitung der University of California, Davis, die genetische Vielfalt von neun Arten dieser wertvollen Weinpflanze entschlüsselt und katalogisiert hat.
Der Forschungveröffentlicht in der Zeitschrift Genombiologiedeckt entscheidende Merkmale auf, die die Anstrengungen zur Traubenzüchtung beschleunigen könnten, insbesondere bei der Bewältigung von Herausforderungen wie dem Klimawandel, salzhaltigen Umgebungen und Dürre.
„Diese Forschung stellt einen bedeutenden Schritt zum Verständnis der Genetik von Weinreben dar“, sagte Dario Cantù, der leitende Autor des Zeitschriftenartikels und Professor in der Abteilung für Weinbau und Önologie. „Es legt den Grundstein für zukünftige Fortschritte in der Traubenzüchtung, indem es Schlüsselgene identifiziert, die für wichtige Merkmale verantwortlich sind.“
Das Forschungsteam entwickelte und nutzte modernste Technologie, um ein umfassendes Pangenom zu konstruieren, bei dem es sich um einen vollständigen genetischen Bauplan wilder Traubenarten handelt.
Dieses sogenannte Super-Pangenom von neun Arten ermöglichte es dem Team, die genetische Vielfalt zu kartieren, Ähnlichkeiten oder Unterschiede zwischen ihnen zu identifizieren und spezifische Merkmale zu bestimmen, die Züchter möglicherweise integrieren möchten. Der Erstautor Noé Cochetel, ein Postdoktorand in Cantùs Labor, führte die Analysen durch und spielte eine entscheidende Rolle im Projekt.
Es sei das erste nordamerikanische Wildtrauben-Pangenom, das kartiert und katalogisiert wurde, sagte Cantù.
„Dies bietet ein enormes Potenzial für die Förderung eines nachhaltigen Weinanbaus, insbesondere in Regionen, die mit Wasserknappheit zu kämpfen haben“, sagte Cantù, ein Pflanzenbiologe, der auch den Louis P. Martini-Stiftungslehrstuhl innehat. „Dieses Pangenom wird die weitere genetische Erforschung anderer wichtiger adaptiver Merkmale ermöglichen, die für die Widerstandsfähigkeit der Industrie unerlässlich sind, wie z. B. Dürretoleranz, Hitzeresistenz und Abwehr gegen die Pierce-Krankheit.“
Die Pierce-Krankheit wird durch einen Stamm des Bakteriums Xylella fastidiosa verursacht und tötet Weinreben, indem sie ihre wasserführenden Gefäße verstopft.
Vor- und Nachteile von Wildtrauben
Nordamerikanische Trauben sind für ihre Krankheitsresistenz und Anpassungsfähigkeit bekannt, werden jedoch aufgrund ihres Geschmacks und ihrer Weinqualität nicht bevorzugt. Europäische Weinreben wie Chardonnay und Cabernet Sauvignon sind weniger resistent gegen Krankheiten, sind aber für die Produktion hochwertiger Weine bekannt.
Nordamerikanische Arten haben ein großes geografisches Verbreitungsgebiet. Infolgedessen haben sie sich so entwickelt, dass sie unterschiedlichen Klima-, Boden- und Krankheitserregerbedingungen standhalten und ein breites Spektrum genetischer Vielfalt umfassen.
Aus diesem Grund stammen fast alle weltweit produzierten Weintrauben von europäischen Reben, die auf nordamerikanische Unterlagen veredelt wurden.
Fähigkeit, Merkmale auszuwählen
Das detaillierte Pangenom wird es den Züchtern ermöglichen, gezielt gewünschte Merkmale wilder Trauben zu integrieren, wie z. B. Salztoleranz, und gleichzeitig weniger wünschenswerte Eigenschaften zu vermeiden.
„Salztoleranz ist ein entscheidendes Merkmal für Wurzelstöcke“, bemerkte Cantù. „Die Identifizierung dieser Merkmale auf genetischer Ebene ist ein großer Fortschritt für die Traubenzüchtung.“
Mehr Informationen:
Noé Cochetel et al, Ein Super-Pangenom der nordamerikanischen Wildrebenart, Genombiologie (2023). DOI: 10.1186/s13059-023-03133-2