Weinrebe

Die Weinrebe ist weit verbreitet, wird aber vor allem in warmen und sonnigen Regionen angebaut. Sie gehört zu den ältesten Kulturpflanzen des Menschen. Es sind etwa 10.000 Rebsorten bekannt, doch im Weinbau spielen nur wenige eine Rolle.

• Die Weinbeeren (Trauben) werden verarbeitet zu Wein, Obst, Traubensaft, Rosinen, Korinthen und Sultaninen.
• Aus den Schalen können auch Lebensmittelfarbstoffe (z.B. Anthocyane, E163) gewonnen werden.

Beispiele Forschung und Entwicklung (Gentechnik, neue Züchtungsverfahren)

Resistenz gegen Pilzkrankheiten wie Grauschimmel, Echter und Falscher Mehltau. Diese sind im Weinbau ein großes Problem. Sie führen nicht nur zu Ertragseinbußen, sondern auch zu Qualitätsverlusten beim Wein. Bisher bleibt den Winzern kaum etwas anderes übrig als der intensive Einsatz chemischer Fungizide. Bei starkem Befall und in empfindlichen Lagen wird bis zu acht Mal gespritzt.

Auch die Ökowinzer suchen nach einem wirksamen Konzept gegen die gefürchteten Pilze. Oft benutzen sie Kupferpräparate, die sich im Boden anreichern. Bei langjähriger Anwendung, so belegen es zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen, wirken sie schädigend auf viele Arten von Bodenorganismen.

Der Kampf gegen die Pilze ist deswegen so schwierig, weil diese erst Mitte des 19. Jahrhunderts aus Amerika nach Europa eingeschleppt wurden. Die traditionellen europäischen Rebsorten hatten bis dahin keine Resistenz gegen die Pilze entwickelt.

Zwar sind im Genpool der Weinrebe Resistenzgene gegen die verschiedenen Pilzkrankheiten bekannt. Wenn sie in gängige Kultursorten eingekreuzt werden, verändern sich auch andere Eigenschaften. Besonders beim Geschmack ist das nicht erwünscht. Nach vielen Jahren ist es zwar gelungen, so neue pilzresistente Rebsorten wie Regent (Rotwein) und Phoenix (Weißwein) zu züchten. Doch gerade bei den beliebten Sorten Riesling, Merlot oder Chardonnay war die Züchtung pilzresistenter Sorten unter Beibehaltung des bekannten typischen Geschmacks bisher erfolglos.

Gentechnik. Mögliche Gene, die eine bessere Widerstandsfähigkeit gegen Pilzkrankheiten vermitteln können, sind aus anderen Pflanzen oder Mikroorganismen bekannt, etwa ein Chitinase-Gen in Gerste. Dieses führt zur Bildung eines Enzyms, welches die Zellwände der Pilze abbaut. Andere Strategien nutzen Gene, welche in den Stoffwechsel der Pilze eingreifen und ihn blockieren. Bisher haben solche Projekte nicht zu marktreifen gv-Reben geführt.

Genome Editing. Neue Möglichkeiten für pilzresistente Reben haben sich mit den neuen Genome Editing-Verfahren (vor allem CRISPR/Cas) eröffnet. Damit lassen sich gezielt einzelne DNA-Bausteine verändern. So könnten „verkümmerte“ Resistenz-Gene wiederhergestellt werden, die im Laufe der jahrhundertelangen Züchtung ihre Wirkung verloren haben, im Genpool einer Rebsorte aber noch vorhanden sind. So könnten beliebte Rebsorten wie Chardonnay oder Riesling Pilzresistenzen erhalten, ohne die übrigen Eigenschaften - vor allem beim sortentypischen Geschmack - zu verlieren.

Das italienische Unternehmen EdiVite, ein Spin-off der Universität Verona, hat Chardonnay-Reben entwickelt, die resistenter gegen den Falschen Mehltau sind. Dafür schalteten die Beteiligten mit der Gen-Schere CRISPR/Cas ein DMRS6-Gen aus, welches für ein Protein kodiert, das die Immunabwehr der Pflanze unterdrückt. Ende September 2024 begannen auf dem Gelände der Universität Verona erste Freilandversuche mit den genomeditierten Reben. Geplant ist, die Versuche auf einen weiteren Standort in der Region Venetien auszuweiten. Da die Reben keine Fremdgene enthalten, dürften sie - wenn die vorgeschlagene neue EU-Verordnung über neue genomische Verfahren (NGTs) verabschiedet wird - von den bisher geltenden GVO-Beschränkungen ausgenommen werden.

Ein anderes Forschungsteam aus Italien und den Niederlanden hat mit CRISPR/Cas gleich zwei DMR6-Gene ausgeschaltet, um den Schutz vor Falschem Mehltau noch zu erhöhen. Im Gewächshaus zeigten sich die editierten Pflanzen resistenter gegenüber der Pilzkrankheit als herkömmliche Pflanzen. Nun soll die Genomeditierung auch auf kommerzielle Rebsorten übertragen werden. Freilandversuche sind geplant.

In Chile haben Wissenschaftler das Genom einer Tafeltraubensorte mit CRISPR/Cas an vier Stellen so verändert, dass die Reben eine deutlich erhöhte Resistenz gegen Echten Mehltau und Grauschimmel aufwiesen. Ob die editierten Reben auch gegenüber dem Falschen Mehltau resistenter sind, soll noch getestet werden.

Virusresistenz. Die Reisigkrankheit wird durch Viren ausgelöst, die von Nematoden übertragen werden. Bis 2010 arbeitete das französische Agrarforschungsinstitut INRA an der Entwicklung von Weinreben mit einer gentechnisch vermittelten Resistenz gegen die Krankheit. Nach der wiederholten Zerstörung des Versuchsfeldes im Elsass wurde das Projekt eingestellt.

Verbesserung des Geschmacks. Am Agricultural Research Service des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) hat ein Team mit Hilfe von Prime Editing eine einzelne Punktmutation am VvDXS1-Gen der Tafeltraubensorte „Scarlet Royal“ hervorgerufen. Das Gen ist an der Bildung der Inhaltsstoffe zuständig, die für das typische Muskat-Aroma von Muskatellertrauben sorgen. Durch die Punktmutation bildeten auch die Tafeltrauben die für das Muskat-Aroma verantwortlichen Inhaltsstoffe.