Микробиом виноградника формирует микробное сообщество винограда

В первом исследовании всего микробиома виноградной лозы учёные обнаружили, что микробы, связанные с виноградом, листьями и цветами, в основном происходят из почвенных микробов, обитающих вокруг корней растения. Результаты, опубликованные в открытом онлайн-журнале mBio Американского общества микробиологии, могут помочь понять, как микробы влияют на свойства вина, и проложить путь для биотехнологических достижений в производстве более устойчивых культур.

«Виноградари веками отбирали лучшие регионы для выращивания винограда, но наука, стоящая за этим, плохо изучена», — говорит Джек Гилберт, микробный эколог из Национальной лаборатории Аргонн в Иллинойсе. «Так же, как микробиом человека влияет на здоровье, бактерии имеют сложные связи с растениями, которые влияют на устойчивость к болезням, стрессоустойчивость и продуктивность».

Мерло, по словам Гилберта, — это не только виноград для вкусного вина, но и очень хорошо контролируемая и изученная сельскохозяйственная система. Он и его коллеги хотели понять, как разные бактерии колонизируют эти растения и как эти микробы могут в конечном итоге влиять на сенсорные свойства вина. Другими словами, они хотели выяснить, существует ли микробиологический компонент терруара — свойств вина, обусловленных почвой, на которой выращен его виноград.

Команда исследователей, в которую входил винодел Жиль Мартен, изучила четыре близкородственных лозы Мерло, растущих в пяти разных виноградниках на двухмильном участке региона Норт-Форк на Лонг-Айленде, Нью-Йорк. Для каждого места они отбирали пробы почвы, корней, листьев, цветов и винограда в течение вегетационного сезона. Затем команда использовала метагеномное секвенирование по методу дробовика (shotgun metagenomic sequencing), чтобы охарактеризовать все виды бактерий, обнаруженных на каждой части лозы. Команда обнаружила, что всё дело в местоположении.

«Место, где вы выращиваете конкретную виноградную лозу, — это самый важный фактор, определяющий, какие бактерии будут колонизировать растение», — говорит Гилберт. Большинство видов бактерий, обнаруженных в растении, также присутствовали в почве, в которой оно росло. Некоторые редкие виды, обнаруженные в почве, были обогащены в надземных частях — винограде и листьях. Это указывает на то, что почва служит резервуаром для большинства бактерий, колонизирующих структуры растений.

Далее команда сравнила микробиом нью-йоркского винограда с микробиомами, связанными с виноградом Мерло из Бордо (Франция) и измельчённым виноградом Мерло из Калифорнии. Во всех трёх случаях присутствовали схожие виды бактерий. «Независимо от того, где в мире вы находитесь, типы бактерий, растущих на винограде Мерло или внутри него, довольно похожи», — говорит Гилберт.

Существует огромный коммерческий интерес в поиске специфических бактерий, которые могли бы принести пользу сельскохозяйственным культурам, например, повысить устойчивость к засухе и вредителям. Но результаты также могут указать на новые, бактериальные способы корректировки характеристик вина.

«С точки зрения винодельческой промышленности, терруар происходит от физиологии растения, химической природы винограда и дрожжей, которые выполняют работу по ферментации», — говорит Гилберт. Исходя из этого исследования, Гилберт утверждает, что микробы, присутствующие в почве, а не её физические характеристики, могут играть большую роль в формировании терруара.

«У нас нет доказательств того, что бактерии напрямую влияют на терруар, но наш следующий шаг — выяснить, как эти бактерии влияют на химию растения».