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葡萄微生物群落对葡萄和葡萄酒品质影响重大,但相关研究在南非受限。研究人员以南非西开普省葡萄园的霞多丽(Chardonnay)和黑皮诺(Pinot noir)为对象,用高通量扩增子测序技术研究其微生物群落。发现不同阶段群落有差异,为葡萄酒酿造提供依据。
在葡萄酒的酿造世界里,葡萄就像是神奇的魔法原料,而隐藏在葡萄表面和内部的微生物群落,则如同施展魔法的神秘力量,对葡萄酒的品质起着至关重要的作用。葡萄藤上的微生物多种多样,它们或是安静地附着在葡萄的叶片、果实表面,或是深藏在植株内部。这些微生物不仅能调节葡萄藤的生长和生产特性,还具备抵抗化学农药的能力,有望成为传统化学处理的绿色替代品。
然而,目前对于葡萄微生物群落的了解还存在诸多空白。不同葡萄园的微生物群落差异显著,受气候、栽培方式和营养物质等多种因素影响,地理区域和葡萄品种也在其中扮演着重要角色。就拿葡萄品种来说,薄皮品种和厚皮品种由于自身结构的差异,其表面的微生物群落也大不相同。此外,微生物群落从葡萄叶际、果际到葡萄汁的演变过程,以及这一过程对葡萄酒品质的具体影响,仍然是个未解之谜。
为了揭开这些神秘面纱,来自南非相关研究机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们把目光聚焦在南非西开普省的 Elgin 和 Hemel-en-Aarde 葡萄酒产区,选取了霞多丽(Chardonnay)和黑皮诺(Pinot noir)这两种广泛用于酿造优质葡萄酒的葡萄品种作为研究对象。
研究人员通过一系列严谨的实验和数据分析,得出了许多重要结论。这些结论对于深入理解葡萄微生物群落的演变规律,以及如何提升葡萄酒的品质有着不可忽视的意义。该研究成果发表在《Food Microbiology》杂志上,为该领域的进一步研究提供了宝贵的参考。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是高通量扩增子测序技术,通过对目标 ITS 序列和 16S rRNA 高变区进行扩增和测序,来识别不同样品中的微生物群落;其次是多种数据分析方法,如使用 Ion Reporter 软件和 Galaxy 网络平台处理数据,利用 MicrobiomeAnalyst 2.0 等工具进行多样性分析、主坐标分析(PCoA)等,以此深入探究微生物群落的特征和差异。
研究结果
- 高通量序列:研究共产生了 9,060,095 条 ITS 和 4,590,310 条 16S 高质量序列,真菌序列分类为 1473 个操作分类单元(OTUs),细菌序列分类为 963 个 OTUs。
- 多样性的真菌和细菌群落:真菌群落的 α 多样性在叶和果上随生长阶段变化,细菌群落 α 多样性则相对稳定。β 多样性分析显示,真菌群落不同阶段相似,细菌群落不同定植部位相似。
- 叶际微生物群落的组成:叶际和果际的真菌群落主要由担子菌门(Basidiomycota)主导,细菌群落主要由变形菌门(Proteobacteria)主导。不同品种、部位和阶段存在差异,且发现了不同丰度的真菌和细菌属。
- 葡萄汁化学特性:霞多丽葡萄汁在酵母可同化氮(YAN)和可滴定酸度(TA)上存在显著差异,黑皮诺葡萄汁则无明显差异。
研究结论和讨论
研究表明,真菌 α 多样性在不同物候期发生变化,细菌 α 多样性保持稳定。β 多样性显示真菌群落不同阶段相似,细菌群落不同定植部位相似。葡萄叶际和果际微生物群落组成有差异,但都存在有益和致病微生物。皮肤完整性可能影响微生物组成,葡萄汁微生物群落与葡萄园相关,且葡萄汁含有独特微生物。这些发现有助于深入了解葡萄微生物群落演变,为葡萄酒酿造和葡萄园管理提供理论依据,对提升葡萄酒品质具有重要意义 。