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VitisGen葡萄改良项目大获成功

由David Nutt.

Bruce Reisch是VitisGen-2项目的负责人

由于康奈尔LED项目的新资金来培育下一个巨大的葡萄是促进使用基因组技术来创造更美味和可持续的品种。

这个项目,葡萄属Gen2是由来自11个不同机构的25名科学家组成的多学科团队,加速下一代葡萄的开发。该项目于2011年启动,最近获得了美国农业部国家粮食与农业研究所(National Institute of Food and Agriculture, Specialty Crop Research Initiative) 650万美元的资助,获得了续期。

据农业与生命科学学院(cal)葡萄育种和遗传学教授布鲁斯·赖施(Bruce Reisch)说,这项工作每年有可能为美国葡萄产业节省数百万美元——仅在加州就超过1亿美元在纽约日内瓦康奈尔大学的纽约州农业实验站(NYSAES)他与兰斯·卡德尔-戴维森(Lance Cadle-Davidson)共同领导了这个项目,兰斯·卡德尔-戴维森是位于NYSAES的美国农业部葡萄遗传研究中心的植物病理学家

葡萄属Gen2的多荣模型解决了整个葡萄生产连续体。经济学团队研究了改善葡萄品种的好处,而遗传学家识别葡萄中的重要性状的分子标记,从粉末状霉菌等疾病中造成低温耐受性和果实质量。葡萄养殖科学家培养了融合这些特征的新葡萄品种,以及外展专家团队帮助行业成员和消费者了解新引进的葡萄品种的优势。

其结果是新一代的高品质葡萄可以以较低的成本种植,并容易适应一系列地理区域和气候,所有这些都对环境影响较小。

Reisch说:“从环境到经济可持续性,再到提高该行业的利润和质量可能性,我们都将从中受益。”

项目前五年阶段的成就:

  • 部署DNA测序技术以映射葡萄基因组,由CADLE-Davidson和康奈尔生物信息学设施的Qi Sun引导的项目。
  • 鉴定与一系列重要性状相关的75个遗传标记。
  • 找到了控制葡萄酸度的基因。由加文·萨克斯(Gavin Sacks)领导的酿酒水果质量研究小组的这一发现,将有助于酿酒师们调节野生葡萄中常见的过量酸含量,野生葡萄通常用于杂交育种,以增强抗病能力。
  • 开发一种称为扩增子测序(AmpSeq)的程序,使研究人员能够同时快速分析多个基因组区域的遗传变异——从2个到500个DNA序列标记。

该项目已经将其抗病种质资源与美国各地的育种项目分享,加快了更具风味、更环保的葡萄品种的开发。

期待未来,瑞萨和葡萄属第二代研究小组的目标是扩大高通量DNA和植物评价技术的使用,以提高葡萄酒、葡萄干和鲜食葡萄以及砧木的质量。葡萄属GEN2使用基因组测序以鉴定许多感兴趣的基因内的标记,以更好地理解哪种基因是控制优先性状的基因。

该团队也在寻找方法,利用其遗传集体知识,以帮助种植者管理目前的葡萄园。例如,AmpSeq技术可以跟踪白粉病病原体的数量,使研究人员能够确定哪些农药在季节的特定时间最有效,从而减少农药喷洒,提高农药喷洒效果。

最终,葡萄属Reisch说,第二代将提高葡萄育种的效率,这是一个集约、全面和昂贵的过程。

Reisch说:“一个新品种要上市需要15年以上的时间。”“我们可能会把时间缩短2到3年。”

大卫·纳特是农业与生命科学学院的自由撰稿人