Genetic diversity in V. vinifera and its impact on hosted microbiota

Abstract

Η καλλιέργεια του αμπελιού είναι μια από τις οικονομικά πιο πολύτιμες καλλιέργειες φρούτων στον κόσμο. Η διάκριση μεταξύ των ποικιλιών αμπέλου με βάση τα αγρονομικά τους χαρακτηριστικά και η διερεύνηση του ρόλου του γενοτύπου, του περιβάλλοντος και της αγρονομικής διαχείρισης στη σύνθεση των βακτηριακών κοινοτήτων που φιλοξενούνται από το αμπέλι είναι εξαιρετικά σημαντικά σε σχέση με την απόδοση και την ποιότητα. Ο προσδιορισμός των ποικιλιών αμπέλου με βάση αγρονομικά χαρακτηριστικά είναι απαραίτητος τόσο για την καλλιέργεια όσο και σε προγράμματα βελτίωσης. Αυτά τα χαρακτηριστικά βρίσκονται υπό τον πολύπλοκο γενετικό έλεγχο για τον οποίο έχουν προηγουμένως ταυτοποιηθεί διαφορετικοί δείκτες SSR. Αυτοί οι δείκτες σε συνδυασμό με την ανάλυση καμπυλών τήξης υψηλής διάκρισης (HRM) χρησιμοποιήθηκαν για να εξετάσουν, να αξιολογήσουν και να συγκρίνουν την ενδοποικιλιακή παραλλακτικότητα μεταξύ μιας μεγάλης συλλογής ποικιλιών αμπέλου. Οι δείκτες που μελετήθηκαν ήταν πολυμορφικοί, εμφανίζοντας μοναδικές καμπύλες τήξης για ασυνήθιστα πολλά δείγματα από ό, τι αναμενόταν στην συνηθισμένη ανάλυση SSR. Επιπλέον, η HRM αποδείχθηκε ισχυρή για τη διάκριση των γενότυπων SSR. Τα αποτελέσματα επιτρέπουν την καλύτερη κατανόηση της παραλλακτικότητας και των σχέσεων μεταξύ των ποικιλιών που μελετήθηκαν βάσει των δεικτών αγρονομικών χαρακτηριστικών και θα μπορούσαν να παρέχουν μια πολύτιμη αναφορά για προγράμματα βελτίωσης που στοχεύουν αυτά τα χαρακτηριστικά. Το μικροβίωμα στα αμπέλια αναφέρθηκε πρόσφατα ότι επηρεάζεται από τις καλλιεργητικές και αγρονομικές πρακτικές του Vitis. Η επίδραση των ποικιλιών Vitis, του περιβάλλοντος και της αγρονομικής διαχείρισης του μικροβιώματος που κατοικούν σε αυτές τις ποικιλίες πραγματοποιήθηκε χρησιμοποιώντας αλληλουχία επόμενης γενιάς (NGS) σε μια προσέγγιση μεταγονιδιωματικής που στοχεύει το γονίδιο 16SrRNA. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι τα αμπέλια φιλοξενούν πλούσιο μικροβίωμα και παρουσιάζουν υψηλή βιοποικιλότητα. Τα πρωτεοβακτήρια, τα βακτηριοειδή και τα ακτινοβακτήρια ήταν τα κυρίαρχα είδη. Σημαντικές διαφορές στην ποικιλομορφία μεταξύ των αμπέλων που μελετήθηκαν κάτω από τις ίδιες συνθήκες υποδηλώνουν ότι η ποικιλία ασκεί επιλεκτική πίεση στη βακτηριακή ποικιλομορφία. Από την άλλη πλευρά, διαφορετικά περιβάλλοντα και αγρονομική διαχείριση σχετίζονται με σημαντικές διαφορές στην βακτηριακή κοινότητα μιας μόνο ποικιλίας. Τα μεταγονιδιωματικά ευρήματα παρέχουν υποστηρικτικά στοιχεία για τους σημαντικούς ρόλους της ποικιλίας, του περιβάλλοντοςκαι της διαχείρισης των αμπελώνων στη διαφοροποίηση των μικροβίων που σχετίζονται με την άμπελο.