Die Bewertung neuer Rebsortenkandidaten hinsichtlich ihres Weinqualitätspotentials ist der zeitlich limitierende Faktor in der Rebenzüchtung. Junge Rebensämlinge liefern frühestens nach 3 bis 4 Jahren genügend Ertrag für einen ersten Weinausbau im Kleinmaßstab. Die anschließende Bewertung der Weine basiert auf der sensorischen Wahrnehmung qualifizierter Testpersonen und erfordert Wiederholungen über einen Zeitraum von 15 bis 20 Jahren. »SelWineQ« hat sich zum Ziel gesetzt, aus dem Blickwinkel der Züchtung, Vorhersagemodelle für das komplexe Merkmal Weinqualität zu entwickeln und geeignete Marker abzuleiten. Um dieses Ziel zu erreichen, werden im Projekt verschiedene Qualitätsaspekte, untersucht: 1) das genetische Qualitätspotential (GQP; unabhängig von der Umwelt), 2) das metabolische Qualitätspotenzial (MQP; Genotyp-Umwelt-Interaktion) des Mostes und 3) die Produktqualität (Weinanalytik und -sensorik). Um das übergeordnete Ziel zu erreichen steht die Entwicklung geeigneter Marker zum Einsatz in der Rebenzüchtung im Vordergrund. Die dafür benötigten Modelle wurden an einem umfangreichen Trainingsdatensatz einer segregierenden F1-Weißweinpopulation erstellt (150 F1-Pflanzen = POP150; 'Calardis Musqué' x 'Villard blanc'; welche an zwei Standorten gepflanzt sind Geilweilerhof (Gf) und Neustadt an der Weinstraße (Nw)). Die Qualitätsbewertung der in standardisierter Mikrovinifikation erzeugten Versuchsweine erfolgte über ein angepasstes sensorisches Bewertungsschema. Über die entwickelten Modelle konnten wichtige Inhaltsstoffe, darunter v. a. Aromakomponenten (Monoterpene, C13-Norisoprenoide sowie Hefe-stämmige Ester) mit positivem Einfluss auf die Weinqualität identifiziert werden. Weitere qualitätsrelevante Inhaltsstoffe werden über die erzeugten Datensätze der non-targeted Metabolomanalysen erschlossen und dienen als eine solide Grundlage für die Modellierung des MQP. Durch Einbeziehung weiterer Jahrgänge und die Erweiterung der untersuchten Genotypen sollen diese vielversprechenden Ergebnisse validiert und die Modellierung weiter optimiert werden. Eine hochdichte genetische Karte aus überwiegend (80%) vollinformativen, haplophasen-spezifischen Markern (HBMs) konnte über eine effiziente Genotyping by Sequencing (GBS)-Strategie erzeugt werden und wird durch die Ergänzung zusätzlicher Genotypen weiter verbessert. Diese wird für QTL-Analysen eingesetzt, um qualitätsrelevante Merkmale genetisch zu kartieren und anschließend detaillierter zu untersuchen. Die Effizienz dieses Vorgehens wurde bereits erfolgreich für die Ermittlung von QTL für die Merkmale Véraison (Initiierung der Fruchtreifung) und Linaloolgehalt (blumiges Bouquet) gezeigt und soll auf die weiteren qualitätsbestimmenden Merkmale und Metabolite ausgeweitet werden. Aus diesen Ergebnissen lassen sich genetischen Marker ableiten, die an einem breiten genetischen Hintergrund (weitere Populationen) und direkt an aktuellem Zuchtmaterial getestet werden, um ihre Nutzbarkeit und Relevanz für die Züchtung zu validieren. »SelWineQ« führt über die Identifikation von Deskriptoren bereits kurzfristig zu einem verbesserten Verständnis der Weinqualität und mittelfristig über die Entwicklung von MAS-Markern für Qualitätsmerkmale zur einer direkten Anwendung im Züchtungsprogramm. Langfristig entstehen dadurch qualitativ verbesserte und klimaangepasste Rebsorten für einen Pestizid-reduzierten und nachhaltigen Weinbau.
Bereich: Projektleitung / Rebenzüchtung
Name: Florian Schwander
Funktion: Projektleiter
Kontakt: Anfragen über JKI, Institut für Rebenzüchtung, Geilweilerhof
Institution: Julius Kühn-Institut, Institut für Rebenzüchtung
Bereich: Wissenschaftliche Mitarbeit (JKI)
Name: Prof. Dr. Reinhard Töpfer
Funktion: Beteiligter Wissenschaftler
Kontakt: k. A.
Institution: Julius Kühn-Institut, Institut für Rebenzüchtung
Bereich: Wissenschaftliche Mitarbeit (JKI)
Name: Tom Heinekamp
Funktion: Beteiligter Wissenschaftler
Kontakt: k. A.
Institution: Julius Kühn-Institut, Institut für Rebenzüchtung
Im Mittelpunkt steht die Erstellung und Weiterentwicklung einer hochdichten genetischen Karte auf Basis von Genotyping by Sequencing (GBS). Rund 80 % der Marker sind vollinfomativ und haplophasen-spezifisch (HBMs). Diese Karte wird für QTL-Analysen genutzt, um qualitätsrelevante Merkmale genetisch zu kartieren. Bereits erfolgreich kartiert wurden QTLs für die Merkmale Véraison (Reifebeginn) und Linaloolgehalt (blumiges Bouquet). Durch Einbeziehung weiterer Jahrgange und Genotypen sollen die Modelle validiert und optimiert werden.
Non-targeted Metabolomanalysen des Mostes liefern eine breite Datenbasis zur Erfassung der Genotyp-Umwelt-Interaktion. Identifizierte qualitätsrelevante Inhaltsstoffe umfassen insbesondere Aromakomponenten wie Monoterpene, C13-Norisoprenoide sowie hefestämmige Ester. Diese bilden die Grundlage für die Modellierung des MQP und für die Ableitung geeigneter Biomarker.
An einer segregierenden F1-Weißweinpopulation (150 F1-Pflanzen, »Calardis Musqué« × »Villard blanc«) werden standardisierte Mikrovinifikationsversuche an zwei Standorten durchgeführt: Geilweilerhof (Gf) und Neustadt an der Weinstraße (Nw). Die sensorische Qualitätsbewertung der Versuchsweine erfolgt nach einem angepassten Schema durch qualifizierte Testpersonen.
Aus den Modell- und QTL-Ergebnissen werden genetische Marker abgeleitet, die an einem breiten genetischen Hintergrund (weitere Populationen, aktuelles Zuchtmaterial) getestet und validiert werden. Kurzfristig verbessert »SelWineQ« das Verständnis von Weinqualität durch Identifikation relevanter Deskriptoren; mittelfristig sollen MAS-Marker für Qualitätsmerkmale direkt im Züchtungsprogramm eingesetzt werden. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung qualitativ verbesserter, klimaangepasster Rebsorten für einen nachhaltigen, pestizidreduzierten Weinbau.
Inhalte beim Julius Kühn-Institut
Beschreibung der Datenerhebung und -verarbeitung
Das Projekt erhebt Daten aus drei Ebenen: (1) Genomische Daten (GBS-Sequenzierung, SNP-Genotypisierung, genetische Kartierung), (2) Metabolomische Daten (non-targeted Metabolomanalyse von Most- und Weinproben beider Standorte über mehrere Jahrgange) sowie (3) Phänotypische Daten (Weinanalytik, standardisierte sensorische Bewertungen nach angepasstem Bewertungsschema).
Alle Versuchsansaetze, Genotypisierungsergebnisse, Metabolomprofile und sensorischen Bewertungen werden nach den Standards der guten wissenschaftlichen Praxis dokumentiert. Die Modelle und Marker werden in Fachpublikationen und projektinternen Berichten festgehalten.
Rohdaten aus GBS-Sequenzierung, Metabolomanalysen und sensorischen Tests werden qualitätsgeprueft und archiviert. Die Archivierung erfolgt nach den Richtlinien des Julius Kühn-Instituts als Bundesforschungseinrichtung sowie nach den Anforderungen des Fördergebers (BMFTR).
Eine Veröffentlichung der Projektdaten ist nach Projektabschluss (Juli 2026) vorgesehen. Genomische und metabolomische Datensätze werden voraussichtlich in einschlägigen Fachrepositorien (z. B. NCBI, MetaboLights) hinterlegt. Ergebnisse werden auf Fachtagungen (z. B. GESCO, Vitis-Symposien) und in Fachzeitschriften veröffentlicht.