葡萄和葡萄酒的品質主要取決于產地的“風土”,風土可以理解為葡萄藤生長的整個生態系統中的各類要素。近年來微生物多樣性被認為是葡萄的重要風土因素之一,但微生物與果實品質的調控機制尚不清晰,因此探究葡萄果皮微生物群落組成,解析產地環境-微生物多樣性-果實品質三者關系,挖掘特定菌群-果實風味的調控機制具有重要意義。
基因型和環境(G×E)對果皮微生物的影響
近日,國家植物園(南園)葡萄與葡萄酒科學研發團隊聯合寧夏農林科學院園藝研究所、比利時魯汶大學、南非斯坦陵布什大學,通過整合寧夏賀蘭山東麓釀酒葡萄產區多個采樣點的赤霞珠、美樂和霞多麗三個葡萄品種的果皮微生物組、果實轉錄組、代謝組和環境因子數據,明確了果皮微生物群落組成主要受環境而非葡萄基因型的影響。
研究人員通過微生物-果實品質相關性分析,發現特定細菌可能參與調控葡萄香氣積累,其中鞘氨醇單胞菌屬的候選操作分類單元(OTU)與葡萄的C6醛類香氣具有顯著相關性。微生物-宿主基因-葡萄香氣的相關性網絡表明核心表達基因富集于脂質代謝通路,研究人員推測該通路同時參與了細菌定殖和C6醛類香氣的底物合成。最后通過接種實驗,研究人員驗證了鞘氨醇單胞菌屬特定菌株通過上調脂質代謝通路LOX等關鍵基因的表達提高了葡萄果實C6醛類香氣。
該研究表明了葡萄成熟過程中細菌對果實風味的貢獻,提供了通過操縱果皮微生物來提升果實品質的新視角,為氣候變化背景下葡萄品質改良和微生物群落調控提供理論基礎。
該研究成果于近日在線發表在國際學術期刊New Phytologist上,國家植物園(南園)博士研究生劉孟龍為第一作者,代占武研究員為通訊作者,國家植物園(南園)梁振昌研究員、寧夏農林科學院園藝研究所陳衛平研究員、比利時魯汶大學Sam Crauwels教授、南非斯坦陵布什大學Erna Blancquaert副教授等參與了研究。該研究得到基金委及科技部相關項目的資助。
葡萄與葡萄酒科學研發團隊
團隊負責人:梁振昌研究員
郵箱:zl249@ibcas.ac.cn
主要研究方向:
1. 葡萄種質資源的收集與創制;
2. 葡萄新品種選育;
3. 果樹品質與抗性遺傳調控機制解析;
4. 多年生果樹作物育種理論基礎與方法。
編輯 | 韓藝
審核 | 梁鵬鴻
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