Julius Kühn-Institut, Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof (JKI)
Wissenschaftliches Portrait
Unsere Forschung
Die Kulturpflanze ist der wichtigste Bestandteil der Wertschöpfungskette in der Landwirtschaft, im Wein- und Gartenbau sowie der Forstwirtschaft. Daher steht sie auch im Mittelpunkt der Arbeiten des JKI. Das Julius-Kühn-Institut (JKI) setzt sich aktiv für die Entwicklung von landwirtschaftlichen Strategien ein, um ressourceneffizient, ökonomisch und sozialverträglich die aktuellen Herausforderungen der Landwirtschaft zu bewältigen, wie beispielweise die Nachhaltigkeit und der Klimawandel. Konkret will das Institut resiliente Agrarökosysteme schaffen, Konzepte und Strategien zum Schutz von Kulturpflanzen bereitstellen und die Widerstandsfähigkeit unserer Nutzpflanzen gegenüber biotischem und abiotischem Stress stärken.
Pflanzenzüchtung kann wirksame, dauerhafte Lösungen für Probleme wie Standortanpassung und Schaderregerbefall entwickeln, die sowohl wirtschaftlich als auch nachhaltig sind.
Die Rebenzüchtung ist daher eines der wichtigsten Elemente, um die Auswirkungen des Klimawandels im Weinbau zu bekämpfen und Erträge zu sichern. Das JKI - Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof hat vielfältige Aufgaben und befasst sich u.a. mit der Entwicklung neuer Rebsorten, die gegen die häufigsten Pilzkrankheiten resistent sind, aber auch mit Fragen des Klimawandels und der damit verbundenen Vorlaufforschung. Eine Frage, die das Institut zu beantworten versucht: weisen die genetischen Ressourcen der Rebe positive Eigenschaften auf, die sich in die Züchtung einbringen lassen? Und wie können diese Eigenschaften in der Züchtung genutzt werden, um Nachhaltigkeit und Klimaanpassung zu fördern, ohne die Qualität und Quantität der Weine zu beeinträchtigen? Um diese Fragen zu beantworten, will das Institut die genomischen Regionen der Rebe identifizieren, die mit den wichtigen biotischen und abiotischen Stressmerkmalen korrelieren, und deren Vererbung mit Hilfe von verknüpften molekularen Markern verfolgen. Auf der anderen Seite verbessern die Forschungsgruppen für Phänotypisierung und Digitalisierung die Effizienz der Forschung und des Züchtungsprogramms.
Unser Beitrag für Kliwiresse
Unser Ziel im Projekt KliWiReSSE besteht darin, die Grundlage für die künftige Entwicklung von Rebsorten zu schaffen, die besser an die sich verändernden klimatischen Bedingungen angepasst sind. In den letzten Jahren mussten die Winzer vermehrt Ertragseinbußen durch hitzestressbedingten Sonnenbrand bei Trauben hinnehmen. Um die Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitzestress zu erfassen (Phänotypisierung), hat das JKI bereits eine Technik entwickelt, mit der im Labor Hitzestress-induzierte (sonnenbrandähnliche) Schäden mit Hilfe eines Hochdurchsatzverfahrens beobachtet werden können (Herzog et al., 2023, in Vorbereitung). Der primäre Beitrag zu diesem Projekt ist nun die Etablierung und Optimierung einer neuartigen Phänotypisierungs-Pipeline für Hitzestress einschließlich kontrollierter UV-Behandlung, gefolgt von der Entwicklung eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Verfahrens zur Quantifizierung des Merkmals.
Anschließend werden zusätzlich zu den Phänotypisierungsdaten eine genetische Kartierung durchgeführt und genetische Bereiche, die für die Sonnenbrandresistenz im Labor und im Feld verantwortlich sind, identifiziert. Diese Ergebnisse werden uns helfen, die Widerstandsfähigkeit gegenüber Hitzestress zu verstehen. Die Entwicklung molekularer Marker in QTL-Regionen wird anschließend die effiziente Entwicklung neuer Rebsorten mit besserer Anpassung an den Klimawandel durch Marker-gestützte Selektion im Züchtungsprogramm ermöglichen. Darüber hinaus werden wir die Erkenntnisse, die unsere Projektpartner in KliWiReSSE gewinnen, in die angewandte Züchtung neuer Rebsorten zu überführen.
Aktuelle Veröffentlichungen mit Bezug zum Projekt
Töpfer R, Trapp O (2022). A cool climate perspective on grapevine breeding: climate change and sustainability are driving forces for changing varieties in a traditional market. Theoretical and Applied Genetics 135, 3947-3960
