Profilazione della comunità batterica dell'uva traminette in fermentazione durante la produzione del vino utilizzando il sequenziamento metagenomico degli ampliconi

Riepilogo

Qui, presentiamo un protocollo per descrivere la metagenomica degli ampliconi per determinare la comunità batterica dell'uva Traminette, dell'uva in fermentazione e del vino finale.

Abstract

I progressi nella tecnologia di sequenziamento e l'accesso relativamente facile all'uso di strumenti bioinformatici per profilare le strutture delle comunità microbiche hanno facilitato una migliore comprensione dei microbi coltivabili e non coltivabili nell'uva e nel vino. Durante la fermentazione industriale, i microbi, noti e sconosciuti, sono spesso responsabili dello sviluppo del prodotto e del sapore sgradevole. Pertanto, la profilazione dei batteri dall'uva al vino può consentire una facile comprensione delle dinamiche microbiche in situ . In questo studio, i batteri del mosto d'uva Traminette in fase di fermentazione e il vino finale sono stati sottoposti a estrazione di DNA che ha prodotto da 15 ng/μL a 87 ng/μL. È stato sequenziato l'amplicone 16S della regione ipervariabile della regione V4, batteri relativamente abbondanti costituiti da phyla Proteobacteria, Actinobacteriota, Firmicutes, Bacteroidota, Fusobacteriota e seguiti da Verrucomicrobiota, Halobacterota, Desulfobacterota, Myxococcota e Acidobacteriota. Un'analisi del diagramma di Venn delle unità tassonomiche operative uniche condivise (OTU) ha rivelato che 15 phyla batterici erano comuni sia al mosto d'uva, alla fase di fermentazione che al vino finale. I phyla che non erano stati segnalati in precedenza sono stati rilevati utilizzando il sequenziamento dell'amplicone 16S, così come generi come Enterobacteriaceae e Lactobacillaceae. È stata testata la variazione nell'uso di nutrienti organici nel vino e il suo impatto sui batteri; Serbatoio di Traminette R contenente Fermaid O e Traminette L stimolati con Stimula Sauvignon blanc + Fermaid O. La diversità alfa utilizzando il test di Kruskal-Wallis ha determinato il grado di uniformità. La diversità beta indicava un cambiamento nei batteri nella fase di fermentazione per i due trattamenti, e i batteri finali del vino sembravano simili. Lo studio ha confermato che il sequenziamento dell'amplicone 16S può essere utilizzato per monitorare i cambiamenti batterici durante la produzione del vino per supportare la qualità e un migliore utilizzo dei batteri dell'uva durante la produzione del vino.

Introduzione

L'uva Traminette è caratterizzata da una produzione di vino di qualità superiore, oltre che da una resa apprezzabile e da una parziale resistenza a diverse infezioni fungine ^1,2,3. La fermentazione naturale dell'uva si basa sui microrganismi associati, sull'ambiente di produzione del vino e sui recipienti di fermentazione ^4,5. Spesso, molte aziende vinicole si affidano a lieviti e batteri selvatici per la fermentazione, la produzione di alcol, esteri, aroma e sviluppo del sapore⁶.

Protocollo

1. Produzione sperimentale di vino

1. Ottenere l'uva Traminnette dal vino Dynamis Estate a Jonesville, nel vigneto della Carolina del Nord, diraspare e pigiare per rilasciare il mosto in due fermentatori separati a cielo aperto da 600 L e lasciare sulle bucce per circa 4 giorni con i coperchi.
2. Punzonare i tappi una volta al giorno per mantenere la pelle bagnata e limitare la produzione di acidi volatili (VA).
   NOTA: L'idea è che molti dei precursori aromatici (monoterpeni) si trovino nelle bucce e lascino il succo a contatto con la buccia per aumentare il potenziale aromatico del vino.
3. Dopo 4 giorni, pecare Saccharomyc....

Discussione

Il protocollo di metagenomica parte dal campionamento del mosto d'uva, e quando al mosto è stato aggiunto il lievito, il vino in fermentazione e i campioni finali di vino. Questo è stato seguito dall'estrazione del DNA duplicato che è stato estratto con successo da questi campioni. Le quantità ottenute variavano in concentrazione da 15 ng/μL a 87 ng/μL. Ciò dimostra che il protocollo di estrazione del DNA è efficace per gli studi metagenomici del vino. Sebbene la qualità del DNA in A260/A280 vari, ciò può esse.......

Materiali

Name	Company	Catalog Number	Comments
Agarose gel	Promega, Madison, WI USA	V3121	Electrophoresis
FastPrep DNA spinKit for soil	MP Biomedicals, Solon, OH USA	116560-200	DNA extraction
FastQC software	Babraham Institute, United Kingdom		Bioinformatics
Fermaid O	Scott Laboratory, Petaluma, CA USA		Fermentation
High-Fidelity PCR Master Mix	New England Biolabs, USA	F630S	Polymerase chain reaction for sequencing
NEBNext Ultra	New England Biolabs, USA	NEB #E7103	DNA Library Prep
NEBNext Ultra II DNA Library Prep Kit	Illumina, San Diego, CA  USA		DNA sequencing
NovaSeq Control Software (NVCS)	Illumina, San Diego, CA  USA		DNA sequencing
Novaseq6000 platform	Illumina, San Diego, CA  USA		DNA sequencing
QuiBit	Thermoscientific, Waltham, MA, USA		DNA quantification
Quickdrop spectrophotometer	Molecular device, San Jose, CA, USA		DNA quantification
Sodium Phosphate	Sigma Aldrich	342483	DNA extraction buffer
Stimula Sauvignon Blanc	Scott Laboratory, Petaluma, CA USA		Fermentation