יצירת פרופיל של אוכלוסיית החיידקים של תסיסה של ענבי טרמינט במהלך ייצור היין באמצעות ריצוף אמפליקון מטאגנומי

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לתיאור אמפליקון מטגנומי לקביעת אוכלוסיית החיידקים של ענבי טרמינט, ענבים מותססים ויין סופי.

Abstract

ההתקדמות בטכנולוגיית הריצוף והגישה הקלה יחסית לשימוש בכלים ביואינפורמטיים לפרופיל מבנים קהילתיים מיקרוביאליים אפשרו הבנה טובה יותר של מיקרובים הניתנים לגידול ושאינם ניתנים לגידול בענבים וביין. במהלך התסיסה התעשייתית, חיידקים, ידועים ולא ידועים, אחראים לעתים קרובות על פיתוח המוצר ועל הטעם. לכן, אפיון החיידקים מענבים ליין יכול לאפשר הבנה קלה של דינמיקה מיקרוביאלית באתר . במחקר זה, החיידקים של ענבי טרמינט חייבים לעבור תסיסה, והיין הסופי עבר מיצוי DNA שהניב 15 ננוגרם/מיקרוליטר עד 87 ננוגרם/מיקרוליטר. האמפליקון 16S של האזור ההיפר-משתנה של אזור V4 רוצף, חיידקים נפוצים יחסית המורכבים מפילה פרוטאובקטריוטה (phyla Proteobacteria), אקטינובקטריוטה (Actinobacteriota), פירמיקוטס (Firmicutes), בקטרואידוטה (Bacteroidota), פוסובקטריוטה (Fusobacteriota) ואחריו Verrucomicrobiota, הלובקטרוטה (Halobacterota), דסולפובקטרוטה (Desulfobacterota), מיקסוקוקוטה (Myxococcota) ואצידובקטריוטה (Acidobacteriota). ניתוח דיאגרמת Venn של היחידות הטקסונומיות התפעוליות הייחודיות המשותפות (OTU) גילה כי 15 חיידקי פילה היו משותפים הן לענבים, לשלב התסיסה והן ליין הסופי. פילות שלא דווחו קודם לכן זוהו באמצעות ריצוף אמפליקון 16S, כמו גם סוגים כגון Enterobacteriaceae ו- Lactobacillaceae. נבדקה שונות בשימוש התזונתי האורגני ביין והשפעתו על חיידקים; מיכל Traminette R המכיל Fermaid O ו- Traminette L מגורה עם Stimula Sauvignon blanc + Fermaid O. מגוון אלפא באמצעות מבחן Kruskal-Wallis קבע את מידת האחידות. מגוון הבטא הצביע על שינוי בחיידקים בשלב התסיסה של שני הטיפולים, וחיידקי היין הסופיים נראו דומים. המחקר אישר כי ניתן להשתמש בריצוף אמפליקון 16S כדי לעקוב אחר שינויים בחיידקים במהלך ייצור היין כדי לתמוך באיכות ובניצול טוב יותר של חיידקי ענבים במהלך ייצור היין.

Introduction

ענבי טרמינט מאופיינים בייצור באיכות יין מעולה, בנוסף ליבול ניכר ועמידות חלקית למספר זיהומים פטרייתיים ^1,2,3. התסיסה הטבעית של ענבים מסתמכת על מיקרואורגניזמים הקשורים, סביבת ייצור היין וכלי התסיסה ^4,5. לעיתים קרובות, יקבים רבים מסתמכים על שמרי בר וחיידקים לצורך תסיסה, ייצור אלכוהול, אסטרים, ארומה ופיתוח טעמים⁶.

מטרת המחקר היא לבחון את הרכב החיידקים של ענבים ולעקוב אחר הדינמיקה שלהם במהלך התסיסה. אמנם, השימוש המודרני בתרבויות ראשונות כגון Saccharomyces cerevisiae <....

Protocol

1. ייצור יין ניסיוני

1. השג ענבי טרמינט מיין Dynamis Estate בג'ונסוויל, צפון קרוליינה כרם, destem, ו למחוץ חייב לשחרר חייב לשני תסיסה נפרדת 600 L פתוח העליון ולהשאיר על הקליפות במשך כ 4 ימים עם המכסים על.
2. יש לנקב את הפקקים פעם ביום כדי לשמור על העור רטוב ולהגביל את ייצור החומצה הנדיפה (VA).

Discussion

פרוטוקול המטגנומיקה מתחיל מדגימת הענב, וכאשר מוסיפים שמרים לחובה, היין המתסיס ודגימות היין הסופיות. לאחר מכן בוצע מיצוי דנ"א כפול שהופק בהצלחה מדגימות אלה. הכמויות שהתקבלו השתנו בריכוז מ 15 ng / μL ל 87 ng / μL. זה מראה כי פרוטוקול מיצוי DNA יעיל למחקרים מטאגנומיים של יין. למרות שאיכות הדנ"א ב-A260/A280 מ.......

Materials

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