Invoering:

Druiven, bekend om hun verrukkelijke smaak en uiteenlopende aromaprofielen, zijn een boeiend onderwerp van onderzoek op het gebied van de wijnbouw en de sensorische wetenschap. Onder de vele verbindingen die bijdragen aan het druivenaroma vallen terpenen op als essentiële bijdragers aan de onderscheidende sensorische kenmerken van verschillende druivensoorten. Deze vluchtige verbindingen omvatten een breed scala aan aroma's, van de verfrissende citrusnoten van limoneen tot de bloemige nuances van linalool. Het begrijpen van de genetische mechanismen die ten grondslag liggen aan de biosynthese van terpeen in druiven is cruciaal voor het verbeteren van de aromakwaliteit en het ontwikkelen van nieuwe druivenvariëteiten met gewenste eigenschappen.

In deze studie concentreren we ons op een sleutelgen dat is geïdentificeerd als een potentiële modulator van het terpeenaroma in druiven. Door een combinatie van genetische analyse, biochemische tests en sensorische evaluaties willen we de rol van dit gen bij het reguleren van de biosynthese van terpeen en de impact ervan op de aromaprofielen van druiven ophelderen.

Materialen en methoden:

Selectie en bemonstering van druivenranken:

We hebben wijnstokken geselecteerd van verschillende druivensoorten waarvan bekend is dat ze verschillende terpeenaromaprofielen vertonen. Er werden druivenmonsters verzameld in verschillende rijpingsstadia om de dynamische veranderingen in de terpeensamenstelling tijdens de ontwikkeling van de druif vast te leggen.

Analyse van genexpressie:

Totaal RNA werd geëxtraheerd uit wijnbladeren en bessen, en genexpressieanalyse werd uitgevoerd met behulp van kwantitatieve real-time PCR (qPCR). De expressieniveaus van het belangrijkste terpeengerelateerde gen werden gekwantificeerd en vergeleken tussen verschillende druivensoorten en ontwikkelingsstadia.

Biochemische tests:

Om de impact van het sleutelgen op de biosynthese van terpeen te beoordelen, werden enzymactiviteitstesten uitgevoerd met behulp van eiwitextracten uit wijnstokweefsel. De activiteiten van de belangrijkste enzymen die betrokken zijn bij het terpeenmetabolisme werden gemeten, wat inzicht gaf in de biochemische mechanismen die door het gen worden gereguleerd.

Terpeenprofilering:

Gaschromatografie-massaspectrometrie (GC-MS)-analyse werd gebruikt om terpenen in druivenmonsters te identificeren en te kwantificeren. De vluchtige verbindingen werden geëxtraheerd met behulp van vaste fase micro-extractie (SPME) en vervolgens geanalyseerd om een ​​uitgebreid terpeenprofiel te verkrijgen voor elke druivensoort en ontwikkelingsfase.

Sensorische evaluatie:

Om de sensorische impact van het sleutelgen op het druivenaroma te evalueren, werden sensorische panels uitgevoerd met getrainde panelleden. Er werden druivenmonsters aan de panelleden gepresenteerd en hen werd gevraagd verschillende aromakenmerken te beoordelen met behulp van beschrijvende sensorische analyse.

Statistische analyse:

Er werden statistische analyses uitgevoerd om significante verschillen in genexpressieniveaus, enzymactiviteiten, terpeenconcentraties en sensorische eigenschappen tussen verschillende druivensoorten en ontwikkelingsstadia vast te stellen. Er werd een correlatieanalyse uitgevoerd om de relaties tussen genexpressie, biochemische parameters en sensorische kenmerken te onderzoeken.

Resultaten en discussie:

Genexpressiepatronen:

De expressie van het belangrijkste terpeengerelateerde gen vertoonde aanzienlijke verschillen tussen druivenvariëteiten en ontwikkelingsstadia. Er werden hogere expressieniveaus waargenomen bij variëteiten die bekend staan ​​om hun uitgesproken terpeenaroma's, wat wijst op de potentiële rol van het gen bij het reguleren van de biosynthese van terpeen.

Biochemische veranderingen:

Enzymactiviteitstesten onthulden overeenkomstige veranderingen in de activiteiten van belangrijke biosynthetische terpeen-enzymen, correlerend met de genexpressiepatronen. Deze bevindingen wezen op de invloed van het gen op de biochemische routes die verantwoordelijk zijn voor de productie van terpeen.

Terpeenprofielen:

Met GC-MS-analyse werd een breed scala aan terpenen in druivenmonsters geïdentificeerd en gekwantificeerd. Rassenverschillen en ontwikkelingsveranderingen waren duidelijk zichtbaar in de terpeenprofielen, waarbij hogere terpeenconcentraties werden waargenomen in variëteiten met hogere genexpressieniveaus.

Sensorische kenmerken:

Sensorische evaluaties bevestigden de impact van het sleutelgen op het druivenaroma. Panelleden merkten significante verschillen op in terpeengerelateerde aromaattributen, zoals citrus-, bloemige en fruitige tonen, tussen druivenvariëteiten en ontwikkelingsstadia, die aansluiten bij de genexpressiepatronen en terpeenprofielen.

Conclusie:

Samenvattend levert ons onderzoek overtuigend bewijs dat het onderzochte sleutelgen een cruciale rol speelt bij het moduleren van het terpeenaroma in druiven. De expressieniveaus van het gen beïnvloeden de activiteiten van belangrijke biosynthetische terpeen-enzymen, wat leidt tot variaties in terpeenprofielen en uiteindelijk de sensorische kenmerken van verschillende druivensoorten vormgeeft. Dit onderzoek draagt ​​bij aan ons begrip van de genetische basis van druivenaroma en opent nieuwe wegen voor aromaverbetering in druivenveredelingsprogramma's en wijnbouwpraktijken.