深圳新聞網(wǎng)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(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的藍本正在生成。
近日，深圳新聞網(wǎng)記者從華大智造了解到，華大智造聯(lián)合新西蘭林肯大學(xué)、新西蘭當?shù)仄咸褕@的農(nóng)場主們一起，展示了一個關(guān)于測序遇上美酒的故事，希望能為全球可持續(xù)農(nóng)業(yè)種植提供一個可復(fù)制的藍本，助力全球農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。
說到新西蘭，最讓人上頭的就是當?shù)氐钠咸丫屏?。作為重要的出口產(chǎn)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(zhì)，在國際市場上贏得了廣泛認可。這一成就的背后，離不開當?shù)蒯劸茦I(yè)和葡萄種植業(yè)的發(fā)展。如今，隨著現(xiàn)代科技在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的深度應(yīng)用，新西蘭的葡萄種植業(yè)正掀起一場新的可持續(xù)發(fā)展革命。
新西蘭林肯大學(xué)的教授將目光投向基因組學(xué)，首次將測序技術(shù)引入新西蘭釀酒葡萄的育種中。他說：“華大智造讓我們實現(xiàn)了大規(guī)模測序。希望通過基因組學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用，最終幫助國家創(chuàng)造收入，推動經(jīng)濟發(fā)展。”
飽受白粉病困擾 葡萄種植業(yè)噴灑農(nóng)藥弊端凸顯
葡萄種植是新西蘭重要的經(jīng)濟收入來源，也是其第七大出口創(chuàng)匯產(chǎn)業(yè)。然而，這一支柱產(chǎn)業(yè)正面臨嚴峻的可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn)。當?shù)胤N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(jīng)濟損失高達數(shù)千萬美元。為保障葡萄產(chǎn)量和品質(zhì)，種植者不得不大量且頻繁噴灑廣譜農(nóng)藥，這不僅增加了生產(chǎn)成本，也對生態(tài)環(huán)境造成壓力。
據(jù)新西蘭環(huán)境部《2021年農(nóng)藥使用調(diào)查報告》（Pesticide Use Survey 2021）顯示，葡萄種植業(yè)占新西蘭全國農(nóng)業(yè)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(nóng)田類型中對農(nóng)藥依賴最大的。雖然化學(xué)防治在短期內(nèi)能有效控制病蟲害，但這種做法已引發(fā)嚴重的環(huán)境和健康隱患——調(diào)查顯示，當?shù)厥褂玫臍⒕鷦┲?，?0%被認定為潛在致癌物質(zhì)。
鑒別出具抗病基因的天然植株 基因組學(xué)有望減少80%農(nóng)藥使用
林肯大學(xué)葡萄酒、食品與分子生物科學(xué)系副教授Chris Winefield及其團隊發(fā)起了一項研究，首次將基因組學(xué)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(huán)境適應(yīng)性等性狀。
借助基因組學(xué)和高通量測序技術(shù)，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(jiān)測葡萄園的土壤健康狀況，從而推動更精準、更可持續(xù)、更經(jīng)濟的葡萄園管理模式發(fā)展。
林肯大學(xué)葡萄酒、食品與分子生物科學(xué)系副教授Chris Winefield。
Chris Winefield認為：“初步研究結(jié)果表明，通過基于測序數(shù)據(jù)的有針對性干預(yù)，一些葡萄園的化學(xué)藥物使用量可減少80%。雖然無法完全擺脫對化學(xué)藥物的依賴，但即便減少一次季末噴灑也會產(chǎn)生多重效益：降低種植成本、減少葡萄酒中的化學(xué)殘留物，并減輕對土壤健康的影響和化學(xué)物排放的環(huán)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(guī)?；?/strong>
林肯大學(xué)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(guī)模。過去，林肯大學(xué)實驗室依靠外部測序服務(wù)每年只能檢測幾百個葡萄樣本，而現(xiàn)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(guī)模化研究成為現(xiàn)實。Chris Winefield說：“我們現(xiàn)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?！?/p>
華大智造 MGISEQ-2000測序平臺還被用于實時監(jiān)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(xué)研究團隊還嘗試識別在惡劣環(huán)境條件中（如水分匱乏或營養(yǎng)不足）更具韌性的葡萄藤，以期應(yīng)對未來可能更加嚴峻的農(nóng)業(yè)挑戰(zhàn)。
華大智造澳新區(qū)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(shù)如何全面支持現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)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(shù)正在推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)擺脫對化學(xué)藥品的依賴，使作物具備健康生長的天然韌性?！?/p>
高通量測序成為新“農(nóng)具”？農(nóng)業(yè)基因組學(xué)正在重塑全球農(nóng)業(yè)
這項創(chuàng)新研究影響的不僅限于新西蘭，國際葡萄種植業(yè)同樣面臨相似挑戰(zhàn)，林肯大學(xué)的探索有望成為全球可持續(xù)農(nóng)業(yè)種植的典范。Chris Winefield指出，新西蘭獨特的微氣候和堅實的科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施使其成為理想的試驗基地?！半m然新西蘭的糧食產(chǎn)量在全球占比有限，但通過輸出基因組學(xué)研究成果、尖端組學(xué)工具和抗逆作物品種，我們正在為世界農(nóng)業(yè)開辟一條兼顧生產(chǎn)力與生態(tài)效益的新道路?！?/p>
華大智造MGISEQ-2000測序儀在林肯大學(xué)。
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(nóng)業(yè)領(lǐng)域的常規(guī)應(yīng)用?！安粌H僅是葡萄藤，無論是啤酒花、獼猴桃、蘋果還是牲畜，基因數(shù)據(jù)將指導(dǎo)我們實現(xiàn)病蟲害精準防控、產(chǎn)量優(yōu)化和資源科學(xué)配置。”
Chris Winefield的愿景并非空中樓閣。隨著全球氣候變化和環(huán)境壓力的日益加劇，全球農(nóng)業(yè)研究人員愈發(fā)關(guān)注如何加速培育高產(chǎn)量、耐旱耐熱且低農(nóng)藥依賴的作物和畜禽。近年來，農(nóng)業(yè)基因組學(xué)已在多個領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為提升作物和畜牧業(yè)的生產(chǎn)力及可持續(xù)性發(fā)展開辟了廣闊前景。
據(jù)悉，目前，華大智造在農(nóng)業(yè)基因組學(xué)研究領(lǐng)域已構(gòu)建一套完備的工具體系，不僅滿足種質(zhì)資源存儲和管理的自動化樣本庫需求，還涵蓋種質(zhì)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(xù)農(nóng)業(yè)提供了一套可復(fù)制的方案?；蛟S在不久的將來，隨著農(nóng)業(yè)基因組學(xué)理論與實踐的不斷完善，每一株作物都能承載科學(xué)的饋贈，每一片土地都能煥發(fā)可持續(xù)的生命力。
（本文圖片視頻由華大智造提供）