Živilstvo

Sodelujoče RO

• Kmetijski inštitut Slovenije
• Institut Jožef Stefan

Vsebinski opis projekta

Hitro spreminjanje podnebja, uničevanje naravnih habitatov in obsežna uporaba kemikalij v agroživilstvu predstavljajo veliko nevarnost za globalno biotsko raznovrstnost. Tako kot rastline ali živali izumirajo, lahko tudi mikrobna vrsta izumre zaradi podnebnih sprememb ali kot posledica naseljevanja invazivnih tujih vrst. Vinarstvo je slovenska tradicionalna fermentacijska tehnologija, ki temelji na prisotnosti kompleksnih mikrobnih združb na površinah grozdnih jagod. Prevladujoče kvasovke mikrobnih združb na grozdnih jagodah so vinske kvasovke rodu Hanseniaspora, ki med fermentacijo proizvajajo aromatične spojine in s tem močno vplivajo na kakovost vina, ter so obenem pomembne v prehranski ekologiji vinskih mušic v vinogradu. Kot posledica globalnega segrevanja in svetovne trgovine se je v slovenske vinograde naselila tujerodna invazivna plodova vinska mušica Drosophila suzukii. Obenem smo zaznali tudi pojav do nedavno nepoznane vrste v slovenskih vinogradih, kvasovke Hanseniaspora opuntiae. Iz genomskih podatkov je sedaj mogoče razbrati vplive okolja in evolucijskih gonilnih sil na vrste, ki jih poznamo danes in s tem razumeti način prilagajanja novih, invazivnih vrst v človekov ekosistem. Cilj predlaganega projekta je določiti populacijsko strukturo invazivnih v primerjavi z avtohtonimi vinskimi kvasovkami in osvetliti simbiontski odnos med novimi populacijami kvasovk s pojavom invazivne sadne muhe D. suzukii. Znak prilagajanja na okoljske spremembe v umetnih ekosistemih, je pridobljena odpornost na stresne pogoje vinogradniškega okolja na katere se morajo nove tujerodnih kvasovke prilagoditi, kar bomo povezali z njihovo genetsko in fenotipsko plastičnostjo. Na koncu, bomo z orodji eksperimentalne adaptivne evolucije rekonstruirali procese prilagoditve invazivnih vrst na nova okolja v laboratoriju. Tako sočasna uporaba podrobnih znotrajvrstnih sprememb na genomski in fenotipski ravni predstavlja nov pristop na področju vinarstva in bo omogočil edinstven vpogled v vpliv podnebnih sprememb na vinski terrior.

Faze projekta in njihova realizacija

DS1     Ocena stopnje zamenjave avtohtonih vrst vinskih kvasovk s termotolerantnimi kvasovkami v slovenskih vinogradih zaradi invazivne vinske mušice

Mejniki: Rezultat delovnega sklopa bo zbirka reprezentativnih avtohtonih in tujerodnih sevov kvasovk iz slovenskih vinogradov, na podlagi katerih bomo lahko opredelili stopnjo zamenjave avtohtonih vinskih kvasovk s tujerodnimi vrstami ter določili njun način širjenja in simbiontski odnos.

DS2      Populacijska genomika za določanje prilagoditve kvasovk na vinorodno okolje

Mejniki: Cilj je ustvariti kromosomsko knjižnico referenčnih sevov, določiti populacijsko strukturo invazivnih in avtohtonih sevov in identificirati genetske posebnosti, ki ločijo izolate, prilagojene spremembam okolja, ki jih je povzročil človek, od avtohtonih sevov. Poleg tega  nameravamo narediti celovit pregled fenotipskih lastnosti, povezanih z uspešno prilagoditvijo spremembam okolja.

DS3     Rekonstrukcija adaptivne evolucije v laboratorijskihi pogojih

Mejniki: Model mehanizmov prilagajanja vinskih kvasovk na enostavne pritiske, ki bo dal splošen vpogled na nove mikrobne vrste, ki vdirajo v tradicionalne tehnologije zaradi podnebnih sprememb.

DS4     Vpliv tujerodnih vinskih kvasovk na vinski terrior

Mejniki: Ocena sprememb mikrobiote vinskih kvasovk v slovenskih vinogradih na vinski terroir.