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拮抗酵母Starmerella bacillaris的多功能应用:吸引铃木氏果蝇(Drosophila suzukii)及红酒酿造中的生物保护作用
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Agriculture and Food Research 4.8
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针对铃木氏果蝇(D. suzukii)危害葡萄生产及化学杀虫剂抗性等问题,研究人员探索了拮抗酵母Starmerella bacillaris的"诱杀"策略。实验证明该酵母对D. suzukii雌虫具有显著吸引力,同时能抑制腐败酵母Hanseniaspora uvarum生长,提升葡萄酒花色苷稳定性。这项研究为葡萄园病虫害综合治理提供了兼具生物防治与酿酒工艺兼容性的创新方案。
葡萄种植业正面临双重挑战:铃木氏果蝇(Drosophila suzukii)通过刺破葡萄表皮产卵造成直接损害,其活动还会促进灰霉病(Botrytis cinerea)等真菌感染;而化学杀虫剂的过度使用又带来环境风险和抗药性问题。更棘手的是,临近采收期的防治措施可能因农药残留影响葡萄酒品质。面对这些难题,意大利都灵大学的研究团队创新性地将目光投向具有多重功能的微生物——拮抗酵母Starmerella bacillaris,相关成果发表在《Journal of Agriculture and Food Research》上。
研究人员通过多选择行为实验和双通道嗅觉仪测试,结合酿酒发酵实验,系统评估了该酵母的诱虫效果与酿酒适用性。实验采用实验室培育的D. suzukii种群,比较了五种酵母的吸引力;通过模拟田间喷洒场景,测试酵母处理葡萄的诱虫效果;并建立小规模发酵体系,分析酵母对H. uvarum的抑制能力及对葡萄酒理化指标的影响。
3.1 多选择试验中Drosophila suzukii的行为反应
在六种酵母的对比实验中,Starm. bacillaris和Metschnikowia pulcherrima表现出显著高于对照组的吸引力,选择率分别达24.4%和20.0%。值得注意的是,虽然所有测试酵母都显示出一定吸引力,但只有这两种酵母与对照组的差异具有统计学意义,这为后续应用提供了明确的选择依据。
3.2 双通道嗅觉仪生物测定
将Starm. bacillaris喷洒在"内比奥罗"葡萄上进行测试,连续两年的实验均证实处理组显著吸引雌虫。2022年的吸引力差异更为明显,可能与当年葡萄挥发性成分的变化有关。验证实验证实实验系统本身不会产生位置偏好,确保了结果的可靠性。
3.3 酒精发酵过程中的生物保护活性及葡萄酒分析
发酵动力学研究显示,Starm. bacillaris能有效抑制腐败酵母H. uvarum的生长,在接种商业酿酒酵母(S. cerevisiae)EC1118的组别中效果尤为显著。化学分析发现,Starm. bacillaris处理的葡萄酒虽然残留糖分略高(1.46-2.16 g/L),但产生了更多甘油(11.32-11.51 g/L),且不影响最终酒精度(13.01-13.14% v/v)。
颜色分析揭示了重要发现:Starm. bacillaris处理的葡萄酒表现出更好的花色苷保存能力,总花色苷含量(143.1-146.6 mg/L)显著高于多数对照组,仅略低于接种S. cerevisiae的对照组。这直接体现在葡萄酒的视觉特征上,处理组的颜色强度(4.417-4.640 AU)明显优于对照组,色调值(0.575-0.590)更偏向理想的红色调。
这项研究首次系统证实了Starm. bacillaris在葡萄园害虫综合治理中的双重价值:作为高效的D. suzukii引诱剂,其吸引力源于特定挥发性有机物(VOCs)的释放;同时作为生物防治剂,能抑制H. uvarum等腐败微生物。更难得的是,即便酵母随葡萄进入酿造环节,非但不会损害品质,反而能提升葡萄酒的颜色稳定性。这种"一石三鸟"的特性,使其特别适合有机葡萄园在采收前夕使用——既可配合短效生物农药实施诱杀策略,又能降低后续酿酒过程中二氧化硫(SO2
)的添加需求。
研究团队特别指出,Starm. bacillaris与S. cerevisiae的协同作用值得关注,两者联合使用既能控制害虫和腐败菌,又能优化发酵进程。未来研究将聚焦于田间应用方案的优化,包括喷雾浓度、时机选择以及对天敌昆虫的影响评估。这项创新为可持续葡萄栽培提供了新思路,有望实现病虫害防治与酿酒品质提升的双赢。
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