评论
由蒂姆·马丁森
康奈尔大学园艺系高级推广助理
我有机会在纽约日内瓦举行的举行的8月1日至5日举行的第十届葡萄酒育种和遗传学会议上。这次会议吸引了来自世界各地澳大利亚，欧洲，亚洲，南美洲的葡萄遗传学家和育种者，当然是北美。他们聚在一起，正如他们每四年都在一起，讨论各自计划的进步和研究结果。
这些科学家说的语言对像我这样的葡萄栽培家来说有点陌生。演讲中经常会出现一些不熟悉的词汇，如代谢组学、蛋白质组学、snp、qtl、转录因子，以及一些神秘的基因名称，如REN1和RPV-4。但是，当我听的时候，我意识到这些科学家正在接近一个与种植者有关的关键目标:高度抵抗霜霉病和白粉病的葡萄藤。
几个研究小组已经从各种野生和栽培葡萄中鉴定出至少三个抗白粉病基因和另外两个抗霜霉病基因。这些基因中的每一个都提供了一个独特的机制，赋予这些疾病抗性。
但更重要的是，DNA测序技术的进步为育种者提供了精确的新工具。他们第一次有了一种方法来快速检测杂交产生的幼苗中是否存在一个或多个抗性基因。通过“标记辅助选择”，他们使用遗传探针来测试幼苗是否存在与抗性基因相关的特定DNA序列。
这些“标记”筛选了数百万DNA碱基对的几百个对每个阻力基因的磨练 - 非常像互联网地图，允许您将整个美国放大到您的特定街道地址。在这些测试开发之前，育种者必须依赖于更少的详细的遗传地图 - 相当于能够放大来自美国到纽约国家的地图，但并不多。虽然它们可以使用现场观察来确定哪些幼苗显示出粉状霉菌的可明显症状，并且哪些幼苗没有，育种者没有办法知道哪些可能的基因中的哪一个对观察到的抗性负责。现在他们可以。
这是重要性的是，葡萄育种者将具有确定它们产生的每个葡萄幼苗中存在的基因存在的工具，它们产生和快速区分，并选择具有几种抗性基因而不是仅一个抗性基因的工具。这一概念称为“金字塔基因”提供了优于“单基因”抵抗的优势。只有一个抗性基因类似于使用新的杀菌剂：它几年工作得很好，但是粉状霉菌生物迅速适应并克服抗性（或对杀真菌剂耐药）。许多基因应该提供比仅一次更耐用的耐久性 - 单个粉末状霉菌孢子比仅仅开发一个抵抗源的两种不同的适应，这将更加困难。耐久性是葡萄藤的绝对基本特征，这些特征在数十年中将在一个地方生长。
葡萄育种者的最终障碍是将这些抗性基因变成了将产生高质量葡萄酒的遗传背景所需的交叉量的时间和数量。每代从种子到种子中至少需要四年，这五代十字架往往需要20至25岁 - 更好的育种者职业生涯。通过使用标记辅助选择，一名研究人员认为它们可以产生新的疾病抗性品种，其中97％的遗传构成来自精英诉酿酒用葡萄栽培品种大约一半的时间。
对于任何葡萄种植者，对粉末和柔软霉菌的更好抵抗力应该是显而易见的。考虑到每年在法国使用35,000吨的杀菌剂，用于这些病原体 - 在潮湿的东方含有8至15至15次杀菌剂喷雾 - 因为葡萄树，特别是葡萄像霞多丽、黑皮诺和白雷司令这样的品种，都是如此一致地对这些疾病敏感。
消除对这些杀菌剂的需求将是一个巨大的环境优势，解决了传统葡萄酒品种的严重弱点。这一前景足以吸引研究人员来自科尔,法国阿尔萨斯地区的核心考虑未来种植者的可能性可能会被说服改种雷司令和琼瑶浆葡萄园与后代分享他们高贵的特征,但也对这些重要的疾病。
这听起来不太可能吗?嗯，对我来说也是，但是继续发现和开发新的杀菌剂来战胜这些疾病从长远来看也听起来不可持续。欧洲人感到了一些紧迫感，因为欧盟正考虑早在2013年就禁止一些用于白粉病和霜霉病的杀菌剂。
很多人把基因科学与基因工程和备受争议的“转基因生物”(转基因生物)联系在一起，其中一些转基因生物在欧洲和美国部分地区是被禁止的。这些新品种将不是转基因作物。这些植物是通过传统的杂交产生的。但是它们被评估和筛选的方式在基因上是精确的。育种者不再仅仅依靠实地观察和猜测，他们现在可以使用新的基因工具来选择那些含有正确基因的品种，丢弃那些不含有的品种。
这些科学家的希望是，这种“标记辅助选择”将大大加快育种过程 - 在15至25年而不是50年的人中进入种植者的手。我们的康奈尔葡萄饲养员Bruce Reisch认为这可能过于乐观 - 但已经使用“标记辅助”选择从他的计划中筛选幼苗，并选择他知道携带适当的抗性基因的父母。
我希望布鲁斯和他的同事们能够成功地培育出更可持续、更抗病的葡萄，这些葡萄不需要如此密集的病害管理。我希望新的基因标记将大大加快这一过程。
参考:
2010年8月1日至5日，日内瓦，纽约州的葡萄养殖和遗传学和Genetics的第10次国际会议。康奈尔大学，农业和生命科学学院，纽约州农业实验站，日内瓦，纽约州。