MGI Tech und Universität Lincoln: Revolutionierung des neuseeländischen Weinbaus durch Genomik

MGI Tech Co., Ltd. („MGI“) hat eine Partnerschaft mit der Universität Lincoln in Canterbury ins Leben gerufen, um mithilfe modernster Sequenzierungstechnologien nachhaltige Herausforderungen im Weinbau zu bewältigen. Diese Initiative verfolgt das Ziel, durch genomische Ansätze neue Rebsorten und Hopfensorten zu entwickeln, die widerstandsfähiger gegen Schädlinge und Krankheiten sind. Dadurch soll der Einsatz von Fungiziden in Neuseelands Weinexportindustrie, die einen Wert von 2,1 Milliarden US-Dollar hat, signifikant reduziert werden.

Herausforderungen im neuseeländischen Weinbau: Krankheiten und Umweltbelastungen

Der Weinbau spielt eine entscheidende Rolle für die Wirtschaft Neuseelands und ist der sechstgrößte Exportsektor des Landes.

Wie viele andere Sektoren sieht sich auch dieser zunehmendem Druck ausgesetzt, nachhaltiger zu wirtschaften und seine Umweltauswirkungen zu minimieren. Die Weinanbaugebiete sind besonders anfällig für Pilzkrankheiten; daher müssen häufig chemische Spritzmittel eingesetzt werden, um sowohl die Gesundheit der Reben als auch die Qualität der Trauben sicherzustellen.

Jährlich verwenden neuseeländische Landwirte rund 3.400 Tonnen Pestizide. Besorgniserregend ist dabei die Tatsache, dass laut den Klassifizierungen des US-Umweltschutzamtes etwa 60 % der verwendeten Fungizide sowie 72 % der Pflanzenwachstumsregulatoren als potenziell krebserregend eingestuft werden. Dies hat dazu geführt, dass Verbraucher und Umweltschützer verstärkt auf diese Problematik aufmerksam geworden sind – insbesondere da Klimaveränderungen immer häufiger extreme Wetterbedingungen hervorrufen können.

Innovative Ansätze durch Genomik

<pEin Team von Wissenschaftlern aus Neuseeland hat ein genomisches Forschungsprojekt initiiert mit dem Ziel, den chemischen Einsatz im Weinsektor zu verringern. Dank fortschrittlicher Sequenzierungstechnologien können Forscher nun schnell Tausende von Rebenproben analysieren und jene identifizieren, welche über natürliche Resistenzen gegen Krankheiten verfügen.

Associate Professor Christopher Winefield vom Fachbereich für Wein-, Lebensmittel- und Molekularbiowissenschaften an der Universität Lincoln nutzt Genomik bereits zur Erforschung wichtiger Eigenschaften wie Pilztoleranz oder Bodengesundheit; jetzt wird er das Projekt mithilfe einer Hochdurchsatz-Sequenzierungsplattform von MGI erheblich erweitern.

Diesen Ansatz ermöglicht nicht nur neue Züchtungsmethoden für robustere Rebsorten; er erlaubt auch eine Echtzeitüberwachung im Weingarten – was letztendlich eine gezieltere sowie nachhaltigeren Bewirtschaftung zur Folge haben kann.

Mithilfe genomischer Methoden können Wissenschaftler zudem das genetische Potenzial Tausender Rebstöcke erfassen und diejenigen auswählen ,die über natürliche Krankheitsresistenz verfügen . Erste Ergebnisse zeigen ,dass durch gezielte Maßnahmen in einigen Anbauregionen bis zu 80% weniger chemische Spritzmittel benötigt werden könnten .

„Wir werden niemals ganz ohne Chemikalien arbeiten“, erklärt Winefield,“aber selbst wenn wir nur auf einen einzigen Sprühvorgang am Ende einer Saison verzichten könnten,würden sich mehrere Vorteile ergeben: geringere Kosten,wenn es um Rückstände geht sowie weniger Belastung für Bodenqualität & Umwelt.“

Möglichkeiten dank MGI-Sequenzierung: Genomik neu definiert

An der Universität Lincoln wurde nun ein MGI DNBSEQ-G400 Genomsequencer installiert -eine hochmoderne Plattform ,die beispiellose Geschwindigkeit & Skalierbarkeit bei gleichzeitig wirtschaftlichen Kosten bietet.Bisher galt es als Standard,jährlich einige Hundert Proben auszuwerten.Jetzt kann das Labor mehr als 50 .000 Proben pro Jahr verarbeiten -eine Verzehnfachung des bisherigen Volumens!

„Die Einführung dieser Sequenzierungswerkzeuge hat maßgeblich dazu beigetragen,dass kleine Forschungsteams wie meins Zugang zur Sequenzierung erhalten“, berichtet Winefield.“Die Kosten hierfür sind äußerst wettbewerbsfähig.Wir hätten dies ohne Unterstützung seitens MGI nicht erreichen können.“

Zudem unterstützt die DNBSEQ-G400-Plattform Echtzeitsequenzen zum Nachweis spezifischer Krankheitserreger wie Mehltau oder Schmierläusen.Dies ermöglicht präzisere landwirtschaftliche Strategien,in denen Maßnahmen zielgerichtet statt flächendeckend angewendet werden können .

„Landwirte haben nun statt geplanter Behandlungen evidenzbasierte Alternativen.Mit diesem Wechsel hin zur punktgenauen Präzision reduzieren wir Chemikalieneinsatz & verbessern gleichzeitig unser Resistenzmanagement“, ergänzt Winefield.

Aber damit nicht genug!Anhand dieser Daten lassen sich sogar resistente Sorten identifizieren,das ist besonders wichtig angesichts klimatischer Veränderungen. 

Laut Dr.Bicheng Yang,von MGI Australien zeigt dieses Projekt eindrucksvoll,dass moderne Genomik einen positiven Einfluss auf Nachhaltigkeit haben kann. 

„Dies stellt ein hervorragendes Beispiel dar dafür wie innovative Technologien Landwirtschaft unterstützen.Nur indem wir Forschenden helfen genetische Faktoren hinter Krankheitsresistenzen aufzudecken,können wir Industrien dabei unterstützen ihre Abhängigkeit gegenüber Chemikalien abzubauen.“ 

Dank heimischer Testmöglichkeiten entfallen zudem logistische Hürden,sowie finanzielle Aufwendungen beim Versand ins Ausland.Das spart wertvolle Zeit während Vegetationsperioden 

Kommersielle Vision : Demokratisierung genomischer Tests  

Dahinter steckt jedoch mehr als nur akademisches Interesse.Winefield zusammen mit seinen Kollegen plant ein eigenständiges Unternehmen,zum Angebot erschwinglicher genomischer Tests innerhalb aller Agrarsektoren.Neuer Startup wird sowohl Winzer,Gärtner,bzw Milchviehbetriebe beliefern indem sie Zugang erhalten,  &nbps ;zu Erkenntnissen,in Echtzeit,&nbps ;die bislang lediglich teuren Labors vorbehalten waren. 

„Es geht darum Landwirten erstklassige wissenschaftliche Ressourcen bereitzustellen.“, so WIn efi eld.“Unser Ziel besteht darin zunächst jährlich mindestens eine Million Proben auszuwerten – innerhalb fünf Jahren möchten wir diesen Wert sogar auf zehn Millionen steigern!“

Mit einem datengestützten Modell könnten selbst kleinere Produzenten frühzeitig Anzeichen möglicher Erkrankungen erkennen,potentielle Entscheidungen treffen bezüglich Pflanzenschutzmaßnahmen treffen und somit unnötigen Chemikalieneinsatz vermeiden.

Ökologische & wirtschaftliche Auswirkungen