Estudio de la diversidad y evaluación de las relaciones fenotipo-genotipo para la búsqueda de cepas malolácticas de Oenococcus oeni

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Publication date
2015
Reading date
23-03-2015
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El vino es una bebida obtenida por fermentación del mosto de uva. Durante la fermentación participan las levaduras y las bacterias lácticas que son responsables de la fermentación alcohólica y maloláctica, respectivamente. La fermentación alcohólica consiste fundamentalmente en la transformación de los azúcares del mosto en etanol y CO2, mientras que la fermentación maloláctica consiste en la conversión de ácido málico, propio del mosto, en ácido láctico y CO2. De todas las especies de bacterias lácticas relacionadas con la vinificación, Oenococcus oeni es la responsable generalmente de la FML, ello se debe a que es la que mejor tolera las condiciones estresantes del vino. Por esta razón, es la especie que más se utiliza para la fabricación de cultivos malolácticos. Los objetivos de esta tesis han sido estimar la diversidad intraespecífica de la especie O. oeni, determinar si existen o no diferencias entre aislados procedentes de mosto y vino, evaluar la existencia de relaciones entre características fenotípicas/tecnológicas y genómicas, seleccionar adecuadas cepas malolácticas y determinar el comportamiento de diferentes tipos de cepas frente al estrés. Para ello, se han evaluado las capacidades de 104 aislados para fermentar diferentes carbohidratos, hidrolizar la arginina, producir exopolisacáridos, degradar ácidos orgánicos, producir aminas biógenas, y se ha determinado la existencia de enzimas como β glicosidasas, β-glucanasas, celulasas, esterasas, lipasas y tanasas en los mismos. También se han estudiado sus capacidades tecnológicas mediante la evaluación del crecimiento en vino tinto natural y en vino sintético a diferentes valores de pH, diferentes concentraciones de etanol y de SO2. A nivel molecular se han tipificado los aislados mediante RAPD y VNTR, se han secuenciado parcialmente sus genes rpoB y rpoC y se ha investigado la presencia/ausencia de 16 marcadores moleculares en los mismos. A nivel transcriptómico se han estimado los niveles de expresión de los genes cfa, clpP, ctsR, hsp18, rmlbB y txrA, que se han descrito relacionados con la respuesta al estrés frente al pH, etanol y SO2. Cuando se consideran las características fenotípicas, tecnológicas y genómicas conjuntamente, se observa que los 104 aislados constituyen 104 cepas diferentes y que el índice de diversidad D encontrado en este conjunto de cepas es de 1, el máximo posible. Se ha observado que a nivel fenotípico existen diferencias importantes entre cepas aisladas de mosto y de vino, pero sobre todo a nivel tecnológico. No se han encontrado relaciones claras entre las características fenotípicas/tecnológicas y genómicas, aunque si se observan ciertas tendencias entre la presencia de algunas características genómicas y el origen de las cepas (mosto o vino), así como entre esto último y la presencia de ciertas actividades enzimáticas. De un total de 104 aislados se han seleccionado las cepas 205A, 229 y 504 como las más adecuadas para ser utilizadas como cultivos malolácticos, ya que son capaces de sobrevivir y crecer en vino tinto, degradan eficaz y rápidamente el ácido málico, estas cepas son incapaces de producir aminas biógenas y presentan actividades enzimáticas de interés, tales como β glicosidasa, β glucanasa y celulasa; además la cepa 504 es capaz de resistir a valores bajos de (pH 2.9) y altos niveles de etanol (15 %) y SO2 (60 mg/L), mientras que las otras dos muestran resistencias intermedias a estos últimas características. Se han observado diferentes comportamientos en la expresión de genes de estrés entre cepas aisladas de diferentes momentos de la vinificación, y entre cepas resistentes y sensibles. El único gen que se sobreexpresa significativamente, es el hsp18 en condiciones de estrés por etanol y por bajo pH.
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