06/A432

Estudio del papel de la radiación UV-B y las bajas temperaturas en el metabolismo de terpenos responsables del aroma y de los mecanismos de protección a factores ambientales adversos en vides destinadas a vinificación.
Studies on the role of UV-B radiation and low temperatures on the metabolism of terpenes responsible of aroma and the mechanisms of protection towards adverse environmental factors in grapes for winemaking.

Director: PICCOLI, Patricia Noemí
Correo Electrónico: ppiccoli79@hotmail.com

Co-Director: PONTIN, Mariela

Integrantes: BERLI, Federico; BOCCALANDRO, Hernán Esteban; BOTTINI, Rubén; COHEN, Ana; DOMINGUEZ, Joahna; GIL, Mariana; LIJAVETZKY, Diego ;LONGO, Ana Clara; SAEZ, Juan Pablo; SALOMON, María Victoria; MORENO, Daniela; BOLCATO, Leonardo.

Resumen Técnico: Este proyecto se propone estudiar las vías metabólicas de los terpenos relacionados con la producción de aromas y los mecanismos de protección a la exposición de radiación ultravioleta B (UV-B) y a las bajas temperaturas en flores y bayas de vid (Vitis vinifera L.) cv. Malbec. La propuesta intenta aportar información básica relativa al papel de los terpenos en la producción de compuestos aromáticos y en los mecanismos de protección de la planta frente a condiciones ambientales, radiación UV-B y bajas temperaturas, con la finalidad de maximizar calidad en la materia prima para vinos tintos de alta gama. En vitivinicultura la calidad del producto se asocia con factores de estrés, y la pregunta que se intenta responder es si alterando las condiciones de radiación y temperatura se modifican las vías alternativas de síntesis y producción de terpenos y si es posible así manipular estas variables para obtener algún beneficio en la producción de vinos (aumento de monoterpenos y sesquiterpenos relacionados con aroma o bien sesquiterpenos, triterpenos y derivados relacionados con mecanismos de protección de la planta ya sea por producción de metabolitos tipo fitoalexinas o bien por producción de antioxidantes como tocoferol y taraxasterol) sin las desventajas (baja producción y deterioro de las plantas). Se diseñarán experimentos a campo y en condiciones controladas ante los factores de estrés, radiación UV-B y disminución de temperatura. Para estudiar el efecto de la radiación UV-B, tanto en condiciones de invernáculo como a campo, las plantas recibirán dos tratamientos, uno de exclusión de UV-B (control PAR) mediante la utilización de láminas de poliéster cristal colocados sobre toda la canopia que filtran la radiación UV-B sin afectar otras longitudes de onda del espectro lumínico, y otro suplementando UV-B (PAR + UV-B) mediante la utilización de tubos fluorescentes específicos de UV-B, en el caso particular de invernáculo. Para analizar si las bajas temperaturas nocturnas regulan el metabolismo de los terpenos y sus derivados modulando las vías MAV y MEP como parte de los mecanismos de respuesta de aclimatación al frío, se realizarán los correspondientes ensayos en el mismo viñedo comercial cv. Malbec, mediante dispositivos especiales (caloventores) y sensores en los racimos los cuales proveerán calor mediante la circulación de aire caliente, hasta que la temperatura de los racimos aumente 5 °C la temperatura ambiental nocturna. En el caso de los racimos control (bajas temperaturas), éstos recibirán la misma corriente de aire emitida pero sin modificar la temperatura ambiental nocturna. Para la purificación de los extractos de bayas y flores se emplearán cartuchos de extracción en fase sólida de octadecil silano y alúmina eluídos con diferentes sistemas de solventes de acuerdo a las instrucciones de los fabricantes, de modo de separar los metabolitos terpénicos de los contaminantes, especialmente azúcares y taninos. Para su posterior caracterización y cuantificación de los compuestos candidatos de flores y bayas expuestos a luz UV-B y a bajas temperaturas, se empleará cromatografía de gases capilar acoplada a espectrometría de masas por impacto de electrones (GC-EIMS) y estándares deuterados de laboratorios colaboradores, comerciales y de la biblioteca de espectros de la National Institute of Standards and Technology (NIST). Para la determinación de hormonas ABA y GAs, se utilizarán flores y bayas que se procesaran con las técnicas de extracción y purificación desarrolladas por el grupo de Piccoli (Cohen et al. 2008, Berli et al. 2009) con el agregado de estándares deuterados para su mejor identificación y posterior cuantificación.

Summary: This project aims to study the metabolic pathways of terpenes related to the production of aromas and mechanisms of protection from exposure to ultraviolet B radiation (UV-B) and low temperatures in flowers and berries of grapevine (Vitis vinifera L.) cv. Malbec. The proposal seeks to provide basic information on the role of terpenes in the production of aromatic compounds and the mechanisms of plant protection against environmental conditions, UV-B radiation and low temperatures, aiming to maximize quality in the raw for high-end red wines. In winemaking product quality is associated with stress factors, and the question they are trying to answer is whether altering the conditions of temperature and radiation are alternative ways of modifying the synthesis and production of terpenes and if possible to manipulate these variables to obtain some benefit in the production of wine (up Sesquiterpenes and monoterpenes associated with aroma or Sesquiterpenes, triterpenes and derivatives related to protection mechanisms of the plant either by production of metabolites phytoalexins type or production of antioxidants such as tocopherol and taraxasterol) without the drawbacks (low production and decay of plants). Field experiments were designed under controlled conditions and to stress factors, UV-B radiation and decreased temperatures. To study the effect of UV-B, both in terms of greenhouse and field, the plants will receive two treatments, an exclusion of UV-B (control PAR) through the use of layers of polyester glass placed over the entire canopy that filter UV-B without affecting other wavelengths of the light spectrum, and UV-B supplement (PAR + UV-B) using specific fluorescent UV-B, in the case of greenhouse. To analyze whether the low night temperatures regulate the metabolism of terpenes and their derivatives modulating pathways MAV and MEP as part of the response mechanisms of acclimation to cold, the relevant tests will be conducted in the same commercial vineyard cv. Malbec, using special devices and sensors in the clusters which will provide heat by circulating hot air until the temperature of the clusters increase 5 ° C ambient temperature at night. For the control clusters (low temperatures), they receive the same stream of air but does not change the temperature at night. For the purification of the extracts of berries and flowers are used cartridge solid phase extraction octadecyl sylane and alumina eluted with different solvent systems according to the manufacturers' instructions, so as to separate the metabolites terpenoic of pollutants, especially sugars and tannins. For further characterization and quantification of candidate compounds of flowers and berries exposed to UV-B and low temperatures are used capillary gas chromatography coupled to mass spectrometry by electron impact (GC-EIMS) and deuterium standards of collaborating laboratories, commercial and library spectra of the National Institute of Standards and Technology (NIST). For hormones determination of ABA and GAs flowers and berries will be processed with the extraction and purification performed according by Piccoli (Cohen et al. 2008, Berli et al. 2009) with the addition of deuterium standards for better identification and subsequent quantification.