200 years Mendel: the grapevine breeding perspective

Die Mendelschen Regeln blieben in der Rebenzüchtung lange in der Komplexität der Merkmale und Schwierigkeiten im Umgang mit dieser Kulturpflanze verborgen. Für einige wenige Merkmale, die für Züchter größtenteils nicht wirklich relevant sind, wurde die Genetik geklärt, wie die Beerenfarbe oder die Herbstfarbe der Blätter. Für die Züchtung waren und sind Mehltauresistenz und Weinqualität die wichtigsten Merkmale. Resistente Sorten, die in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts entwickelt wurden, konnten den Qualitätsansprüchen des Marktes nicht genügen. Seit der Jahrtausendwende existiert eine neue Generation pilzwiderstandsfähiger Neuzüchtungen in Deutschland, die dem Weinbau in Zeiten des Klimawandels und einer aufkommenden Nachhaltigkeitsdebatte Hoffnung gibt. Es bedurfte der züchterischen Anstrengung und Kontinuität von Generationen von Züchtern, schließlich weit mehr als 120 Jahre, um den Markt mit Sorten zu versorgen, die hinsichtlich ihrer Weinqualität, dem komplexesten und umstrittensten Merkmal im Weinbau, überzeugen. Aufgrund fehlender genetischer Kenntnisse erfolgte die Selektion meist ohne die systematische Anwendung der Mendelschen Regeln. Die logistischen Beschränkungen (Feld- und Gewächshausfläche, Arbeit und Zeit) in der Rebenzüchtung erfordern jedoch effiziente Selektionsschemata auf der Grundlage der Mendelschen Erkenntnisse. In der jüngeren Vergangenheit schlägt die markergestützte Selektion (MAS) ein neues Kapitel für die Rebenzüchtung auf. Für viele Resistenzloci gegen Echten und Falschen Mehltau ist heute MAS möglich. Mit diesen Werkzeugen ist eine Kombination von Resistenzgenorten gemäß den Mendelschen Regeln möglich. Das Konzept, Locus-spezifische homozygote Linien (LSH-Linien) für Resistenzen zu entwickeln und zu verwenden, erlaubt einen neuen Versuch, große Nachkommenschaften zu schaffen und diese Nachkommen auf alle anderen relevante Merkmale zu selektieren. Daher werden neue Marker und Selektionskonzepte für komplexere Merkmale (z. B. moderater Ertrag, Phänologie, Botrytis-Widerstandsfähigkeit, Qualitätsparameter) dringend benötigt. Nur solche Werkzeuge erlauben die akut notwendige Beschleunigung der Selektion im Stadium junger Sämlinge (MAS) und der daraus resultierenden Pflanzen. Zu diesem Zweck sind neu zu entwickelnde Phänotypisierungsverfahren erforderlich.Mendelian rules in grapevine breeding remained hidden for a long time in the complexity of traits and difficulties of hand­ling the crop. A few traits with minor relevance for breeders had been genetically dissected like berry color or autumn leaf color. Mildew resistance and wine quality have been and are still the most relevant traits. Resistant cultivars developed during the first half of the 20th century failed to convince the quality demand of the market. Since the turn of the millennium, a new generation of fungus-resistant new breeds in Germany gives hope to viticulture in times of climate change and a rising debate on sustainability. It took the breeding effort and continuity of generations of breeders, finally far more than 120 years, to provide the market with cultivars convincing with wine quality, the most complex and debated trait in viticulture. Due to a lack of genetic knowledge, selection in grapevine breeding was done mostly without Mendelian genetics schemes. However, the logistic restrictions (field and greenhouse space, labor, and time) in grapevine breeding require efficient selection schemes based on Mendelian traits. In the recent past, marker-assisted selection (MAS) opened a new chapter in grapevine breeding. For many powdery and downy mildew resistance loci MAS is possible today. Using these tools, stacking of resistance loci according to Mendelian rules can be achieved. The concept of developing and using – for resistances – locus-specific homozygous lines (LSH-lines) permits a new attempt to create large progenies and to select the offspring for all traits other than resistance. New markers and selection concepts for more complex traits (e.g. moderate yield, phenology, Botrytis resilience, quality para­meters) are urgently needed in practical breeding. Only such tools allow the acceleration of selection at the stage of young seedlings (MAS) and the resulting plants. To that end, newly emerging phenotyping tools are required