Publication: A global microbiome survey of vineyard soils highlights the microbial dimension of viticultural terroirs
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2022-03-18
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Nature Research
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Abstract
The microbial biodiversity found in different vitivinicultural regions is an important determinant of wine terroir. It should be studied and preserved, although it may, in the future, be subjected to manipulation by precision agriculture and oenology. Here, we conducted a global survey of vineyards’ soil microbial communities. We analysed soil samples from 200 vineyards on four continents to establish the basis for the development of a vineyard soil microbiome’s map, representing microbial biogeographical patterns on a global scale. This study describes vineyard microbial communities worldwide and establishes links between vineyard locations and microbial biodiversity on different scales: between continents, countries, and between different regions within the same country. Climate data correlates with fungal alpha diversity but not with prokaryotes alpha diversity, while spatial distance, on a global and national scale, is the main variable explaining beta-diversity in fungal and prokaryotes communities. Proteobacteria, Actinobacteria and Acidobacteria phyla, and Archaea genus Nitrososphaera dominate prokaryotic communities in soil samples while the overall fungal community is dominated by the genera Solicoccozyma, Mortierella and Alternaria. Finally, we used microbiome data to develop a predictive model based on random forest analyses to discriminate between microbial patterns and to predict the geographical source of the samples with reasonable precision.
La biodiversidad microbiana que se encuentra en las diferentes regiones vitivinícolas es un determinante importante de las características del ‘terroir’ vitivinícola. Como cualquier aspecto referente a la biodiversidad, debe ser estudiado y conservado, aunque en un futuro puede ser objeto de manipulaciones a través de técnicas de agricultura de precisión. En este trabajo, fruto de la colaboración entre las Universidades de Copenhague y Complutense de Madrid (grupo de ecología e interacciones microbianas; minelab.bioucm.es), y la compañía Biome Makers Inc, realizamos un estudio global de caracterización de la composición y estructura de las comunidades microbianas del suelo de los viñedos. Analizamos muestras de suelo de 200 viñedos en cuatro continentes para establecer la base para el desarrollo de un mapa del microbioma del suelo de un viñedo, que representa patrones biogeográficos microbianos a escala global. Este estudio describe las comunidades microbianas de los viñedos en todo el mundo y establece vínculos entre las ubicaciones de los viñedos y la biodiversidad microbiana en diferentes escalas: entre continentes, países y entre diferentes regiones dentro de un mismo país. Parámetros climáticos (temperatura y pluviometría), tanto en el corto como en el largo plazo, parecen influir en la diversidad alfa de hongos, no así, de forma clara, en la de procariotas; mientras que la distancia espacial, a escala global y nacional, es la principal variable que explica la diversidad beta en las comunidades de hongos y procariotas. Los filos Proteobacteria, Actinobacteria y Acidobacteria, y el género de arquea Nitrososphaera dominan las comunidades procarióticas en las muestras de suelo, mientras que la comunidad fúngica general está dominada por los géneros Solicoccozyma, Mortierella y Alternaria. Los patrones biogeográficos que determinan la composición de las comunidades microbianas de suelos de viñedos son tan fuertes que permiten el desarrollo de modelos predictivos del origen geográfico de nuevas muestras de suelo a partir de la composición de las comunidades microbianas procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (hongos).
La biodiversidad microbiana que se encuentra en las diferentes regiones vitivinícolas es un determinante importante de las características del ‘terroir’ vitivinícola. Como cualquier aspecto referente a la biodiversidad, debe ser estudiado y conservado, aunque en un futuro puede ser objeto de manipulaciones a través de técnicas de agricultura de precisión. En este trabajo, fruto de la colaboración entre las Universidades de Copenhague y Complutense de Madrid (grupo de ecología e interacciones microbianas; minelab.bioucm.es), y la compañía Biome Makers Inc, realizamos un estudio global de caracterización de la composición y estructura de las comunidades microbianas del suelo de los viñedos. Analizamos muestras de suelo de 200 viñedos en cuatro continentes para establecer la base para el desarrollo de un mapa del microbioma del suelo de un viñedo, que representa patrones biogeográficos microbianos a escala global. Este estudio describe las comunidades microbianas de los viñedos en todo el mundo y establece vínculos entre las ubicaciones de los viñedos y la biodiversidad microbiana en diferentes escalas: entre continentes, países y entre diferentes regiones dentro de un mismo país. Parámetros climáticos (temperatura y pluviometría), tanto en el corto como en el largo plazo, parecen influir en la diversidad alfa de hongos, no así, de forma clara, en la de procariotas; mientras que la distancia espacial, a escala global y nacional, es la principal variable que explica la diversidad beta en las comunidades de hongos y procariotas. Los filos Proteobacteria, Actinobacteria y Acidobacteria, y el género de arquea Nitrososphaera dominan las comunidades procarióticas en las muestras de suelo, mientras que la comunidad fúngica general está dominada por los géneros Solicoccozyma, Mortierella y Alternaria. Los patrones biogeográficos que determinan la composición de las comunidades microbianas de suelos de viñedos son tan fuertes que permiten el desarrollo de modelos predictivos del origen geográfico de nuevas muestras de suelo a partir de la composición de las comunidades microbianas procariotas (bacterias y arqueas) y eucariotas (hongos).