深圳新聞網2025年7月9日訊(記者 張玲)當基因測序遇上葡萄酒,當深圳科技遇上新西蘭葡萄園,一個全球農業可持續發展的藍本正在生成。
近日,深圳新聞網記者從華大智造了解到,華大智造聯合新西蘭林肯大學、新西蘭當地葡萄園的農場主們一起,展示了一個關于測序遇上美酒的故事,希望能為全球可持續農業種植提供一個可復制的藍本,助力全球農業的可持續發展。
說到新西蘭,最讓人上頭的就是當地的葡萄酒了。作為重要的出口產品和旅游名片,新西蘭葡萄酒憑借其獨特的風味特征和卓越的品質,在國際市場上贏得了廣泛認可。這一成就的背后,離不開當地釀酒業和葡萄種植業的發展。如今,隨著現代科技在農業領域的深度應用,新西蘭的葡萄種植業正掀起一場新的可持續發展革命。
新西蘭林肯大學的教授將目光投向基因組學,首次將測序技術引入新西蘭釀酒葡萄的育種中。他說:“華大智造讓我們實現了大規模測序。希望通過基因組學技術在農業上的應用,最終幫助國家創造收入,推動經濟發展。”
飽受白粉病困擾 葡萄種植業噴灑農藥弊端凸顯
葡萄種植是新西蘭重要的經濟收入來源,也是其第七大出口創匯產業。然而,這一支柱產業正面臨嚴峻的可持續發展挑戰。當地種植的葡萄株普遍遭受白粉病等病蟲害的侵襲,每年造成的直接經濟損失高達數千萬美元。為保障葡萄產量和品質,種植者不得不大量且頻繁噴灑廣譜農藥,這不僅增加了生產成本,也對生態環境造成壓力。
據新西蘭環境部《2021年農藥使用調查報告》(Pesticide Use Survey 2021)顯示,葡萄種植業占新西蘭全國農業用地面積的1.8%,但使用的殺蟲劑/殺菌劑卻占到全國總用量的3.9%,是所有農田類型中對農藥依賴最大的。雖然化學防治在短期內能有效控制病蟲害,但這種做法已引發嚴重的環境和健康隱患——調查顯示,當地使用的殺菌劑中,有60%被認定為潛在致癌物質。
鑒別出具抗病基因的天然植株 基因組學有望減少80%農藥使用
林肯大學葡萄酒、食品與分子生物科學系副教授Chris Winefield及其團隊發起了一項研究,首次將基因組學引入新西蘭釀酒葡萄的育種中,探索各葡萄株的真菌抗病性和土壤環境適應性等性狀。
借助基因組學和高通量測序技術,研究團隊繪制了釀酒葡萄品種的自然遺傳多樣性圖譜,并通過定位特定抗病基因,鑒別出天然具有更強抗逆性的葡萄株。這種方法不僅開辟了培育更具抗逆性葡萄品種的途徑,還能實時監測葡萄園的土壤健康狀況,從而推動更精準、更可持續、更經濟的葡萄園管理模式發展。
林肯大學葡萄酒、食品與分子生物科學系副教授Chris Winefield。
Chris Winefield認為:“初步研究結果表明,通過基于測序數據的有針對性干預,一些葡萄園的化學藥物使用量可減少80%。雖然無法完全擺脫對化學藥物的依賴,但即便減少一次季末噴灑也會產生多重效益:降低種植成本、減少葡萄酒中的化學殘留物,并減輕對土壤健康的影響和化學物排放的環境壓力。”
樣本檢測量上百倍增加 華大智造助力新西蘭葡萄育種規模化
林肯大學的研究人員正通過華大智造的高通量測序平臺擴大這項研究的規模。過去,林肯大學實驗室依靠外部測序服務每年只能檢測幾百個葡萄樣本,而現在,基于華大智造MGISEQ-2000測序儀,該實驗室每年可自行檢測多達五萬個樣本,檢測量上百倍的增加使規模化研究成為現實。Chris Winefield說:“我們現在的目標是每年測五萬個測序樣本——如果沒有華大智造的支持,我們根本無法達到這個目標。”
華大智造 MGISEQ-2000測序平臺還被用于實時監測葡萄株的病媒微生物,如白粉病和粉蚧等病原體,使葡萄蟲害的精準治理成為可能。面對日益加劇的全球氣候波動,林肯大學研究團隊還嘗試識別在惡劣環境條件中(如水分匱乏或營養不足)更具韌性的葡萄藤,以期應對未來可能更加嚴峻的農業挑戰。
華大智造澳新區域負責人楊碧澄博士表示:“這個案例充分展示了高通量測序技術如何全面支持現代農業的可持續發展。通過幫助研究人員揭示葡萄株抗病性的遺傳因子,高通量測序技術正在推動現代農業擺脫對化學藥品的依賴,使作物具備健康生長的天然韌性。”
高通量測序成為新“農具”?農業基因組學正在重塑全球農業
這項創新研究影響的不僅限于新西蘭,國際葡萄種植業同樣面臨相似挑戰,林肯大學的探索有望成為全球可持續農業種植的典范。Chris Winefield指出,新西蘭獨特的微氣候和堅實的科學基礎設施使其成為理想的試驗基地。“雖然新西蘭的糧食產量在全球占比有限,但通過輸出基因組學研究成果、尖端組學工具和抗逆作物品種,我們正在為世界農業開辟一條兼顧生產力與生態效益的新道路。”
華大智造MGISEQ-2000測序儀在林肯大學。
Chris Winefield進一步展望,未來基因組診斷將如同土壤檢測或天氣追蹤一樣,成為農業領域的常規應用。“不僅僅是葡萄藤,無論是啤酒花、獼猴桃、蘋果還是牲畜,基因數據將指導我們實現病蟲害精準防控、產量優化和資源科學配置。”
Chris Winefield的愿景并非空中樓閣。隨著全球氣候變化和環境壓力的日益加劇,全球農業研究人員愈發關注如何加速培育高產量、耐旱耐熱且低農藥依賴的作物和畜禽。近年來,農業基因組學已在多個領域得到廣泛應用,為提升作物和畜牧業的生產力及可持續性發展開辟了廣闊前景。
據悉,目前,華大智造在農業基因組學研究領域已構建一套完備的工具體系,不僅滿足種質資源存儲和管理的自動化樣本庫需求,還涵蓋種質樣本自動化處理、基因挖掘和育種的測序與分析需求,為全球可持續農業提供了一套可復制的方案。或許在不久的將來,隨著農業基因組學理論與實踐的不斷完善,每一株作物都能承載科學的饋贈,每一片土地都能煥發可持續的生命力。
(本文圖片視頻由華大智造提供)