Was genau ist ein Mikrobiom?

Die Begriffe „Mikrobiom“ und „Mikrobiota“ werden oft synonym verwendet, beziehen sich jedoch auf verschiedene Aspekte mikrobieller Gemeinschaften in einem bestimmten Umfeld, wie dem menschlichen Körper oder dem Boden eines Weinbergs.

Mikrobiota bezieht sich auf die Gesamtheit der Mikroorganismen, einschließlich Bakterien, Pilze, Hefen und Viren, die eine bestimmte ökologische Nische bewohnen. Es konzentriert sich auf die Organismen selbst und nicht auf ihr genetisches Material.

Mikrobiom hingegen bezieht sich auf das kollektive genetische Material aller Mikroorganismen in einem bestimmten Umfeld. Es umfasst nicht nur die Mikroorganismen selbst, sondern auch deren Gene und ihre Interaktionen miteinander in ihrer Wirtsumgebung. Das Mikrobiom bietet einen umfassenderen Blick auf mikrobielle Gemeinschaften, indem es deren genetische Vielfalt und ökologische Funktionen einbezieht.

Mikrobiomik ist die Wissenschaft, die sich mit der kollektiven Charakterisierung und Quantifizierung von Molekülen befasst, die für die Struktur, Funktion und Dynamik einer mikrobiellen Gemeinschaft verantwortlich sind. Sie nutzt verschiedene Techniken, darunter Hochdurchsatz-Sequenzierung, Bioinformatik und systembiologische Ansätze, um mikrobielle Gemeinschaften und ihre Interaktionen mit ihren Wirten und Umgebungen zu untersuchen. Das Feld hat breite Anwendungen in der menschlichen Gesundheit, Landwirtschaft, Umweltwissenschaften, Biotechnologie und darüber hinaus und hat es Auswirkungen auf das Verständnis von Krankheitsmechanismen und Ökosystemdynamiken sowie die Entwicklung neuer Therapien und Interventionen.

Wie hängt das mit Wein zusammen?

Das Mikrobiom des Weinbergs spielt eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der einzigartigen Eigenschaften von Weinen. Das Mikrobiom des Bodens, der Rebe und der Trauben beeinflusst die Gesundheit und das Wachstum der Rebe sowie die Zusammensetzung der Trauben. Das Traubenmikrobiom bestimmt das Fermentationsmikrobiom (wenn keine kommerzielle Hefezugabe erfolgt) und den Charakter dessen, was schließlich in Ihrem Glas landet.

Weinbergböden, die Grundlage des Weincharakter
Böden beherbergen einige der vielfältigsten Mikrobiome der Erde. Studien zeigen, dass unterschiedliche Mikrobiome in Weinbergböden zu Variationen in der Zusammensetzung von Trauben und Wein und dem Terroir des Weins beitragen können. Dies geschieht durch die Reaktion der Reben auf das Bodenmikrobiom oder durch das Bodenmikrobiom, das das Traubenmikrobiom und somit die Fermentation beeinflusst. Ein Beispiel ist eine australische Studie, die zeigte, dass deutliche Unterschiede in den bakteriellen und pilzlichen Gemeinschaften in verschiedenen Zonen desselben Weinbergs mit hohen und niedrigen Rotundon-Konzentrationen in Traubenbeeren verbunden sind. Rotundon ist eine Aromaverbindung mit einem „pfeffrigen Charakter“, die häufig in kühlem Klima bei Shiraz aus Australien vorkommt.

Verschiedene abiotische Faktoren wie geografische Herkunft, klimatische Bedingungen, Bodenbeschaffenheit und Anbaumethoden können das Mikrobiom des Weinbergbodens beeinflussen. Interessanterweise können auch biotische Faktoren eine bedeutende Rolle spielen, wobei bestimmte Bodenpilze durch die Produktion antimikrobieller (antibiotischer) Verbindungen eine starke Selektion auf Bakterien ausüben können.

Die Gesundheit des Bodens ist von größter Bedeutung, nicht nur für den Weinbau, sondern für alle landwirtschaftlichen Systeme. Das Mikrobiom des Bodens bildet eine kritische Komponente der Bodengesundheit. Das Verständnis, wie landwirtschaftliche Systeme, einschließlich des Weinbaus, das Bodenmikrobiom beeinflussen, ist entscheidend für eine nachhaltigere Landwirtschaft und Nahrungsmittelproduktion für zukünftige Generationen.

Reben, die Hüter des Weincharakters

Verschiedene Faktoren können das Mikrobiom der Reben beeinflussen. Standort des Weinbergs, Anbausysteme (konventionell, biologisch und biodynamisch), weinbauliche Praktiken und die Rebsorte gehören zu diesen Faktoren. Eine Studie über Cabernet Sauvignon-Trauben in vier Ländern mit unterschiedlichen Klimaten und weinbaulichen Traditionen unter Verwendung desselben Versuchsaufbaus deutete darauf hin, dass Rebsorten einzigartige mikrobielle Fingerabdrücke haben können. Die verschiedenen Teile der Rebe können verschiedene pathogene und nützliche Mikroorganismen beherbergen. Nützliche Mikroorganismen können die Gesundheit der Reben fördern, indem sie das Wachstum pathogener Organismen unterdrücken und die Resistenz der Pflanze gegen Krankheiten erhöhen. Die Untersuchung dieser Interaktionen kann den Weg für eine umweltfreundliche biologische Kontrolle von Rebenkrankheiten anstelle chemischer Kontrolle ebnen.

Studium des Mikrobioms in Weinbergen

Die Untersuchung des Trauben- und Fermentationsmikrobioms und der Faktoren, die es beeinflussen, kann Winzern die Werkzeuge geben, um die Fermentation in eine positive Richtung für die Weinqualität zu lenken. Es kann auch helfen, Gärungsprobleme wie stockende Gärungen und die Bildung von Fehlgerüchen zu verhindern.

Biodiversität für eine nachhaltige Zukunft

In den kommenden Jahrzehnten wird der Agrarsektor vor großen Herausforderungen stehen, die wachsende Weltbevölkerung zu ernähren, aber intensive Anbausysteme, die auf Mineraldüngern und Agrochemikalien basieren, werden weiterhin die Biodiversität und Ökosysteme negativ beeinflussen. Die Weinproduktion bildet hier keine Ausnahme. Die Untersuchung von Mikroorganismen in Weinbergen und der Weinproduktion offenbart den wesentlichen Beitrag dieser unsichtbaren Gemeinschaften zur Funktion und Nachhaltigkeit weinbaulicher Systeme. Mikroorganismen sind entscheidende Akteure für optimale Ergebnisse mit vielfältigen Einflüssen, von der Bodengesundheit und Rebenvitalität bis hin zur Fermentation und dem sensorischen Profil eines Weins. Ihr komplexes und symbiotisches Zusammenspiel mit der weinbaulichen Umgebung löst eine Reihe von Vorteilen aus, einschließlich der Verbesserung der Endproduktqualität und der Widerstandsfähigkeit des Weinbergs gegenüber widrigen Faktoren. Das Verständnis der Faktoren, die die Verteilung von Mikrobiomen und die mikrobielle Vielfalt beeinflussen, ist entscheidend, um natürliche Ökosysteme besser für die Qualitätsweinproduktion zu nutzen.

Von  Karien O’Kennedy