Center za raziskave vina

Z4-7189

  • Postdoc Research Project / Podoktorski Raziskovalni Projekt Z4-7189: Facilitating green care in viticulture by means of metabolomic-based front line conception / Utiranje poti zeleni zaščiti vinograda s pomočjo naprednega metabolomskega pristopa (2016-2017) (Financed by: ARRS – Slovenian Research Agency / Financiranje: ARRS – Agencija za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije)
    Vodja projekta in kontaktna oseba: melita.sternad.lemut@ung.si
    Reference vodje projekta: bibliografija

POVZETEK PROJEKTA: Naraščajoče zahteve kupcev po bolj varnih in okolju prijaznih živilih so že prisilile mnoge vinarje, da so omejili vnos sintetičnih fungicidov na zgodnji del sezone v želji, da bi zmanjšali tveganje pojavljanja ostankov pesticidov v vinih. Glavno tveganje za okužbo z Botrytis cinerea pa se praviloma pojavi v kasnejši sezoni in brez ustrezne zaščite lahko pride do resnih posledic za kakovost in količino pridelka.
Da bi podprli možne izboljšave na področju zelene zaščite pred Botritis Cinerea okužbo, smo preučevali potencial kvasovk kot biokontrolno sredstvo. Izbor kvasovk smo testirali na prisotnost sideroforov, hidrolitičnih encimov, občutljivost na nekatere fungicide, učinkovitost inhibicije rasti/kalitve fitopatogene glive ob prisotnosti antagonistične kvasovk ter uvedli testiranja na tkivnih kulturah vinske trte. Nato smo zastavili poskus v vinogradih sort Modri in Sivi pinot in preučevali različne kombinacije optimiziranih tehnik manipulacije z mikroklimo v grmu vinske trte ter vnos PBP (potencialni biokontrolni pripravek). V ekperimetalnih pogojih smo preverili sposobnost PBP za ohranjanje primerne gostote populacije za zaščito pred boleznijo in spremljali kakovostne ter količinske parametre grozdja. Da pa bi pridobili podatke tudi o vplivu na končni produkt–vino, smo izvedli mikovinifikacije in vina kemično ter senzorično ovrednotili. V študijo smo vključili analitski pristop metabolomike v cilju, da nadgradimo razumevanje povzročenih sprememb v metabolizmu trte ter izpostavimo najpomembnejše metabolite, odvisne od preučevanih abiotskuh/biotskih faktorjev. Poleg kakovostnega in trajnostnega vidika smo preverili še stroškovno plat preučevanih vinogradniških strategij.
Na podlagi testiranj smo izbrali biokontrolno kvasovko P. guilliermondii ZIM 624, njeno populacijo smo po aplikaciji v vinogradu v primerni gostoti zaznali na grozdju še v času trgatve, medtem ko jo v končnih vinih nismo zaznali. V primeru izvajanja defoliacije pred cvetenjem smo pri obeh sortah potrdili trend k manjši zbitosti grozdov (manjše tveganje za razvoj bolezni), manjšo težo grozdov in nižji pridelek, kar lahko eliminira potrebo po redčenju grozdja (in zniža stroške). Med osnovnimi kakovostnimi parametri grozdja smo z optimiziranimi tehnikami pozitivno vplivali predvsem na vsebnost sladkorjev in parametre barve, nepričakovano pa smo pri tretitanjih z vnosom kvasovk zaznali višje kisline pri sorti Sivi pinot, kar je potrdila tudi senzorična analiza. S pomočjo metabolomike smo potrdili signifikantne vplive manipulacije z mikroklimo na številne opazovane metabolite (z določenimi razlikami med opazovanima sortama), med njimi mnogo do danes slabo preučenih. Tudi vnos PBP (potencialni biokontrolni pripravek) je v manjši meri nakazal nekatere vplive na biosintetsko obnašanje vinske trte, a razlik v vsebnostih teh metabolitov v primerjavi s kontrolo v vinih nismo več zaznali z izjemo predvsem nekaterih flavonolov, stilbenov in flavan-3-olov. Rezultati so odprli mnoga nova vprašanja in raziskovalne poti.

CILJI PROJEKTA:
(1) Raziskati obstoječe zbirke kvasovk. Cilj: testirati obetavne kvasovke (na podlagi literature in predhodnih rezultatov) na zmožnost inhibicije B. cinerea sevov
(2) Zasnovati terenski poskus s kombinacijo optimiziranih tehnik upravljanja z mikroklimo
grma vinske trte in PBP. Cilj: opazovati sposobnost PBP za ohranitev primerne populacije za nadzor bolezni v vinogradniškem okolju. Dodaten cilj: spremljati kakovost grozdja v odvisnosti od tretiranj (povezano z naslednjima ciljema)
(3) Vključiti metabolomiko v raziskavo. Cilj:opredelitev pomembnih metabolitov (potencialnih biomarkerjev), ki sodelujejo pri odpornosti na biotski/abiotski stres oz. spoznati biokemične odzive trte na nove “zelene” prakse
(4) Ocena kakovosti in stroškov novih praks
(5) Mikrovinificiranje za pridobitev rezultatov v verigi grozdje-vino
(6) Oblikovanje novih strategij upravljanja vinogradov s pomočjo v projektu pridobljenega
znanja in predstavitev obetavnih rezultatov vinarjem in znanstveni javnosti

FAZE PROJEKTA:
– Pregled literature in izbor metodologije testiranja kvasovk (zaključeno)
– Delo na izolaciji patogena B. cinerea, ter pripravi grozdenega soka za delo v realnem mediju (zaključeno)
– Delo na postavitvi metod za testiranje kvasovk (zaključeno)
– Zastavitev kriterijev, izbor kvasovk in preliminarna testiranja (zaključeno)
– Delo na preučevanju novih vinogradniških tehnik v cilju zmanjšanja tveganja za pojav mikrobnih bolezni, sezona 2016, (zaključeno)
– Analitsko delo (UHPLC-QqQ-MS/MS tarčna metabolomika) in delo na obdelavi podatkov (zaključeno)
– Ocena kakovosti in stroškov preučevanih praks, opredelitev najbolj obetavnih strategij (zaključeno)
– Priprava tkivnih kultur vinske trte (V. vinifera) za nadaljna testiranja potencialnih PBP kvasovk (zaključeno)
– Ekperimentalno terensko delo na preizkušanju inovativnih trajnostno naravnanih ampelotehnik v kombinaciji z apikacijo izbrane kvasovke PBA, sezona 2017 (zaključeno)
– Mikrovinifikacija eksperimentalnega grozdja (zaključeno)
– Analitsko delo (osnovni količinski in kakovostni parametri grozdja, metabolomika, senzorika) in delo na obdelavi podatkov (zaključeno)
– Ocena kakovosti in stroškov preučevanih praks, opredelitev najbolj obetavnih strategij (zaključeno)

PROJEKTNE BIBLIOGRAFSKE REFERENCE:
1. STERNAD LEMUT, Melita, ROWLAND, A., BUTINAR, Lorena. Yeasts as promising biological control agents (BCAs) against phytopathogenic fungi in viticulture. V: BIERE, Arjen (ur.), et al. Book of abstracts, (Cost action FA1405, CAMo (Crop-Arthropod Microbe) interactions). Ljubljana: National Institute of Biology: Faculty of Computer and Informations Science, 2017, str. 34. [COBISS.SI-ID 4709371]
2. STERNAD LEMUT, Melita, SIVILOTTI, Paolo, BUTINAR, Lorena, LAGANIS, Jana, VRHOVŠEK, Urška. Alternativne vinogradniške in vinarske tehnologije : kakovostni, trajnostni in senzorični potencial = Alternative viticulture and winemaking tehniques : potential in terms of quality, sustainability and sensory. V: ŠUKLJE, Katja (ur.). 1. Mednarodni viti-eno dan Univerze v Novi Gorici – IVED [tudi] Slovensko-francoski enološki dan, Vipava, 23. maj 2017. Nova Gorica: Univerza. 2017, str. [13-16]. [COBISS.SI-ID 4833019]
3. STERNAD LEMUT, Melita, ROWLAND, Adesida, ČESNIK, Urban, BUTINAR, Lorena. Study of yeast biodiversity potential in the development of biological control agents against phytopathogenic fungi in viticulture. V: Book of abstracts, VII International Conference on Environmental Industrial and Applied Microbiology [also] BMW2017 [also] BioMicroWorld2017 Conference, Madrid (Spain), 18-20 October 2017. [Badajoz]: Formatex Research Center. 2017, str. 20. [COBISS.SI-ID4950267]
4. STERNAD LEMUT, Melita, ROWLAND, Adesida, LEMUT, Ajda, ČESNIK, Urban, BUTINAR, Lorena. Preučevanje potenciala biotske raznovrstnosti kvasovk za razvoj alternativnih biofungicidov v vinogradništvu. V: VODOVNIK, Maša (ur.), KUŠAR, Darja (ur.), MARINŠEK-LOGAR, Romana (ur.). Knjiga povzetkov, 7. kongres Slovenskega mikrobiološkega društva, 20.-22. september 2017, Bled, Slovenija. Ljubljana: Slovensko mikrobiološko društvo. 2017, str. 64. [COBISS.SI-ID 4924155]
5. STERNAD LEMUT, Melita, SIVILOTTI, Paolo, BUTINAR, Lorena, LEMUT, Ajda, VRHOVŠEK, Urška. Study of grapevine early leaf removal sustainability potential by means of targeted metabolomic approach. V: KAUČIČ, Venčeslav (ur.). Zbornik referatov in povzetkov, Slovenski kemijski dnevi 2017, 20.-22. september 2017, Portorož. Ljubljana: Slovensko kemijsko društvo. 2017, str. 1. [COBISS.SI-ID 4918523]
6. SIVILOTTI, Paolo, ŠKVARČ, Branka, BUTINAR, Lorena, STERNAD LEMUT, Melita, LISJAK, Klemen, VANZO, Andreja, et al. Combined effects of early season leaf removal and climatic conditions on aroma precursors in Sauvignon blanc grapes. Journal of agricultural and food chemistry, ISSN 0021-8561, 2017, vol. 65, no. 38, str. 8426-8434, ilustr., doi: 10.1021/acs.jafc.7b03508. [COBISS.SI-ID 4892155]
7. Poročilo o delu Univerze v Novi Gorici v letu 2017: http://www.ung.si/media/storage/cms/attachments/2018/03/13/10/34/45/letno-ung-2017.pdf (CRV; str. 48, 49).

ZAHVALA
Zahvaljujemo se ARRS – Agenciji za raziskovalno dejavnost Republike Slovenije za financiranje na tej spletni strani opisanega Podoktorskega Raziskovalnega Projekta Z4-7189: Facilitating green care in viticulture by means of metabolomic-based front line conception / Utiranje poti zeleni zaščiti vinograda s pomočjo naprednega metabolomskega pristopa.