A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
יצירת פרופיל של אוכלוסיית החיידקים של תסיסה של ענבי טרמינט במהלך ייצור היין באמצעות ריצוף אמפליקון מטאגנומי
In This Article
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
- 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.
- יש לנקב את הפקקים פעם ביום כדי לשמור על העור רטוב ולהגביל את ייצור החומצה הנדיפה (VA).
Representative Results
כמות ואיכות הדנ"א המופק מענבים חייבים, יין מתסיס ויין סופי נקבעו לראשונה; ערך הכמות נע בין 15-87 ננוגרם/מיקרוליטר (טבלה 1).
ריצוף וביואינפורמטיקה
רצף התפוקה הגבוהה של Illumina יצר קובץ FASTQ שיובא ל- Nephele ונצפה בפלטפורמת QIIME 226. ראשית, תוכנת FastQC .......
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.......
Disclosures
למחברים אין ניגודי עניינים להצהיר.
Acknowledgements
מימון ממענק מועצת המחקר של אוניברסיטת מדינת האפלצ'ים (URC) ומלגת CAPES Print Travel שתמכו בביקור של ארגון המזון והחקלאות של האו"ם באוניברסיטת סאו פאולו, ריבייראו פרטו - סאו פאולו, ברזיל, זוכים להכרת תודה. מחקר זה מומן בחלקו על ידי Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Finance Code 001. ECPDM אסירת תודה על מענק CAPES Print Travel שתמך בביקורה באוניברסיטת מדינת האפלצ'ים. ECPDM הוא עמית מחקר 2 מה- Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, Brasil (CNPq).
....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 |
References
- Skinkis, P. A., Bordelon, B. P., Wood, K. V. Comparison of monoterpene constituents in traminette, gewürztraminer, and riesling winegrapes. American Journal of Enology and Viticulture. 59, 440-445 (2008).
- Bordelon, B. P., Skinkis, P. A., Howard, P. H.
Reprints and Permissions
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
ABOUT JoVE
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved