葡萄和葡萄酒的品質(zhì)主要取決于產(chǎn)地的“風土”，風土可以理解為葡萄藤生長的整個生態(tài)系統(tǒng)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(zhì)的調(diào)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(chǎn)地環(huán)境-微生物多樣性-果實品質(zhì)三者關(guān)系，挖掘特定菌群-果實風味的調(diào)控機制具有重要意義。

基因型和環(huán)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(fā)團隊聯(lián)合寧夏農(nóng)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(chǎn)區(qū)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(zhuǎn)錄組、代謝組和環(huán)境因子數(shù)據(jù)，明確了果皮微生物群落組成主要受環(huán)境而非葡萄基因型的影響。

研究人員通過微生物-果實品質(zhì)相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)特定細菌可能參與調(diào)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(guān)性。微生物-宿主基因-葡萄香氣的相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)表明核心表達基因富集于脂質(zhì)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(diào)脂質(zhì)代謝通路LOX等關(guān)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(zhì)的新視角，為氣候變化背景下葡萄品質(zhì)改良和微生物群落調(diào)控提供理論基礎(chǔ)。

該研究成果于近日在線發(fā)表在國際學術(shù)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(nóng)林科學院園藝研究所陳衛(wèi)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(guān)項目的資助。

論文鏈接：

葡萄與葡萄酒科學研發(fā)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(zhì)資源的收集與創(chuàng)制；

2. 葡萄新品種選育；

3. 果樹品質(zhì)與抗性遺傳調(diào)控機制解析；

4. 多年生果樹作物育種理論基礎(chǔ)與方法。

編輯 | 韓藝

審核 | 梁鵬鴻