Etude de la diversité des souches d’Oenococcus oeni responsables de la fermentation malolactique des vins dans différentes régions vitivinicoles

Oenococcus oeni is the main species of lactic acid bacteria of oenological interest, it performs most of malolactic fermentation. O. oeni strains have often been studied to select malolactic starters. These strains have various genetic and phenotypic characteristics. However, the use of different typing methods failed so far to obtain a complete picture of the enological diversity of this species. The growing interest of winegrowers to better control the spontaneous requires a better knowledge of this diversity.The population of indigenous O. oeni strains present during MLF in different regions has been studied in an attempt to obtain a more complete picture of the diversity of the species and to know whether it would be appropriate to select strains of regions or wineries. The analysis of a large number of wines showed the presence of strains specific to wineproducing areas, different kind of wines, and wineries. SNP Genotyping allowed us to classify these strains in the already known genetic groups and confirmed the existence of specific groups to a specific kind of product. Some of these strains belonging to the same specific genetic groups showed similar behavior and technological properties. In addition to the diversity analysis, trials of production of strains and use of lees to ameliorate the MLF have been done to improve the achievement of spontaneous MLF. Taken together, these studies emphasize the high genetic diversity of the species O. oeni, the study of specific strains of type of wine could help understand the adaptation of this species to this environment.Oenococcus oeni est la principale espèce de bactérie lactique d’intérêt oenologique, elle réalise la plupart des fermentations malolactiques. Les souches d’O. oeni ont souvent été étudiées dans le but de sélectionner des levains malolactiques. Ces souches possèdent des caractéristiques génétiques, et phénotypiques variées. Néanmoins, l’utilisation de différentes méthodes de typage n’a pas permis à ce jour d’obtenir une image exhaustive de la diversité oenologique de cette espèce. L’intérêt grandissant des viticulteurs pour mieux maitriser les FML spontanées nécessite de mieux connaitre cette diversité.La population de souches indigènes d’O. oeni présentes dans les FML de différentes régions a été étudiée, pour tenter d’obtenir une image plus complète de la diversité de cette espèce et savoir s’il serait pertinent de sélectionner des souches de régions ou d’exploitations. L’analyse d’un très grand nombre de vins a mis en évidence la présence de souches spécifiques aux régions, appellations, produits et exploitations étudiées. Un génotypage à l’aide de SNP a permis de les classer dans les groupes génétiques déjà connu et a confirmé l’existence de groupes spécifiques à un type de produit. Certaines de ces groupes rassemblent des souches présentant des comportements phénotypiques et des capacités fermentaires similaires. En complément de l’analyse de diversité, des essais ont été menés pour proposer des protocoles de production de souches et d’utilisation de lies pour améliorer la réalisation des FML spontanées. L’ensemble de ces travaux soulignent la grande diversité génétique de l’espèce O. oeni, l’étude des souches spécifiques de type de vin pourrait aider à comprendre son adaptation à cet environnement

Isolation, selection, and characterization of highly ethanol-tolerant strains of Oenococcus oeni from south Catalonia

Twenty-one strains of Oenococcus oeni were isolated during the malolactic fermentation of wines from south Catalonia. Due to their high ethanol tolerance (14 %, or more), these strains may serve as promising starters. The strains were screened by assays in a wine-like medium and by their co-inoculation in wine, resulting in the selection of well-performing strains, subsequently shown not to produce the main biogenic amines and lacking the genes involved in their synthesis. The genetic diversity of the isolates was studied by multilocus sequence typing (MLST), in which seven housekeeping genes were sequenced. Although the concatenated allelic profi le of some strains was the same, the profi les obtained by random amplifi cation of polymorphic DNA together with the variable number of tandem repeats at several loci showed that none of the strains were identical. A phylogenetic tree was constructed based on MLST with the seven genes and clearly showed two phylogroups, in accordance with previous studies. The best-performing strains occurred in members of both subgroups, suggesting that the grouping of housekeeping genes is not directly related to adaptation and ethanol tolerance. [Int Microbiol 2013; 16(2):113-123]Keywords: Oenococcus oeni; malolactic fermentation; wine production; multilocus sequence typing (MLST);strain selectio

Selection and characterization of autochthonous strains of Oenococcus oeni for vinification in Priorat (Catalonia, Spain)

The use of autochthonous strains of Oenococcus oeni for inducing malolactic fermentation (MLF) in wines is increasing because they are well adapted to the conditions of a specific area. The main aim of this work was to select O. oeni strains from Priorat (Catalonia, Spain) wines that would be able to carry out the MLF while maintaining the characteristics of the wine. Forty-five autochthonous strains were selected based on their degradation of L-malic acid, resistance to low pH and high ethanol, and the absence of biogenic amine genes. The three strains with the best characteristics were inoculated and MLF was carried out successfully with the final wines showing good characteristics. One of the inoculated O. oeni strains would be a good candidate to study as possible starter culture. It shows that autochthonous O. oeni strains, once selected, have the potential to be used as an inoculum for wines.Multi-strain indigenous Yeast and Bacterial starters for ‘Wild-ferment’ Wine productio

Appl Environ Microbiol

Understanding the mechanisms behind the typicity of regional wines inevitably brings attention to microorganisms associated with their production. Oenococcus oeni is the main bacterial species involved in wine and cider making. It develops after the yeast-driven alcoholic fermentation and performs the malolactic fermentation, which improves the taste and aromatic complexity of most wines. Here, we have evaluated the diversity and specificity of O. oeni strains in six regions. A total of 235 wines and ciders were collected during spontaneous malolactic fermentations and used to isolate 3,212 bacterial colonies. They were typed by multilocus variable analysis, which disclosed a total of 514 O. oeni strains. Their phylogenetic relationships were evaluated by a second typing method based on single nucleotide polymorphism (SNP) analysis. Taken together, the results indicate that each region holds a high diversity of strains that constitute a unique population. However, strains present in each region belong to diverse phylogenetic groups, and the same groups can be detected in different regions, indicating that strains are not genetically adapted to regions. In contrast, greater strain identity was seen for cider, white wine, or red wine of Burgundy, suggesting that genetic adaptation to these products occurred. This study reports the isolation, genotyping, and geographic distribution analysis of the largest collection of O. oeni strains performed to date. It reveals that there is very high diversity of strains in each region, the majority of them being detected in a single region. The study also reports the development of an SNP genotyping method that is useful for analyzing the distribution of O. oeni phylogroups. The results show that strains are not genetically adapted to regions but to specific types of wines. They reveal new phylogroups of strains, particularly two phylogroups associated with white wines and red wines of Burgundy. Taken together, the results shed light on the diversity and specificity of wild strains of O. oeni, which is crucial for understanding their real contribution to the unique properties of wines.Multi-strain indigenous Yeast and Bacterial starters for ‘Wild-ferment’ Wine productio

Two different Oenococcus oeni lineages are associated to either red or white wines in Burgundy: genomics and metabolomics insights

Oenococcus oeni is the bacterium most often associated with spontaneous malolactic fermentation (MLF) of wine. During MLF, malic acid is transformed into lactic acid and several metabolites are modified, modulating wine’s total acidity and improving its sensory properties. Previous works have suggested that certain genetic groups of O. oeni strains are associated to different kinds of products. In the present study we have spotted two groups of strains isolated mainly from Burgundy wines, one associated to red wines and the other to white wines. Sequencing 14 genomes of red and white wine strains revealed that they share a common ancestor that probably colonised two different substrates –red and white wine-associated environments–, diverging over time and disseminating to various regions. Their capacity to perform MLF and modify the volatile profile of wine was determined by fermenting a chardonnay wine and analysing its volatile fraction with a non-targeted metabolomics approach by GC-MS. The strains had a different impact on the volatile composition depending on their group of origin. These results show for the first time a correspondence between the product of origin of the strains and the volatile profile of the wines they produce. Furthermore, the genetic features that might be implied in these different phenotypes are examined

Study of the diversity of Oenococcus oeni strains responsible for malolactic fermentation of wine in different winemaking regions

Oenococcus oeni est la principale espèce de bactérie lactique d’intérêt oenologique, elle réalise la plupart des fermentations malolactiques. Les souches d’O. oeni ont souvent été étudiées dans le but de sélectionner des levains malolactiques. Ces souches possèdent des caractéristiques génétiques, et phénotypiques variées. Néanmoins, l’utilisation de différentes méthodes de typage n’a pas permis à ce jour d’obtenir une image exhaustive de la diversité oenologique de cette espèce. L’intérêt grandissant des viticulteurs pour mieux maitriser les FML spontanées nécessite de mieux connaitre cette diversité.La population de souches indigènes d’O. oeni présentes dans les FML de différentes régions a été étudiée, pour tenter d’obtenir une image plus complète de la diversité de cette espèce et savoir s’il serait pertinent de sélectionner des souches de régions ou d’exploitations. L’analyse d’un très grand nombre de vins a mis en évidence la présence de souches spécifiques aux régions, appellations, produits et exploitations étudiées. Un génotypage à l’aide de SNP a permis de les classer dans les groupes génétiques déjà connu et a confirmé l’existence de groupes spécifiques à un type de produit. Certaines de ces groupes rassemblent des souches présentant des comportements phénotypiques et des capacités fermentaires similaires. En complément de l’analyse de diversité, des essais ont été menés pour proposer des protocoles de production de souches et d’utilisation de lies pour améliorer la réalisation des FML spontanées. L’ensemble de ces travaux soulignent la grande diversité génétique de l’espèce O. oeni, l’étude des souches spécifiques de type de vin pourrait aider à comprendre son adaptation à cet environnement.Oenococcus oeni is the main species of lactic acid bacteria of oenological interest, it performs most of malolactic fermentation. O. oeni strains have often been studied to select malolactic starters. These strains have various genetic and phenotypic characteristics. However, the use of different typing methods failed so far to obtain a complete picture of the enological diversity of this species. The growing interest of winegrowers to better control the spontaneous requires a better knowledge of this diversity.The population of indigenous O. oeni strains present during MLF in different regions has been studied in an attempt to obtain a more complete picture of the diversity of the species and to know whether it would be appropriate to select strains of regions or wineries. The analysis of a large number of wines showed the presence of strains specific to wineproducing areas, different kind of wines, and wineries. SNP Genotyping allowed us to classify these strains in the already known genetic groups and confirmed the existence of specific groups to a specific kind of product. Some of these strains belonging to the same specific genetic groups showed similar behavior and technological properties. In addition to the diversity analysis, trials of production of strains and use of lees to ameliorate the MLF have been done to improve the achievement of spontaneous MLF. Taken together, these studies emphasize the high genetic diversity of the species O. oeni, the study of specific strains of type of wine could help understand the adaptation of this species to this environment

Le Challenge ROSE : évaluation itérative d'approches de recherche parallèles pour le désherbage intra-rang

National audienceEn 2017, les ministères chargés de l'agriculture et de la transition écologique ont lancé, en partenariat avec le ministère chargé de la recherche et l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), un appel à projets « Challenge ROSE ». Il s'agit de susciter la mise au point de solutions technologiques innovantes permettant de contribuer à atteindre les objectifs du plan Ecophyto II : réduire l'utilisation des produits phytopharmaceutiques, garantir une meilleure maîtrise de l'ensemble des risques et diminuer la dépendance de l'agriculture à ces produits. Les équipes de recherche des projets retenus vont se focaliser sur le désherbage de l'intra-rang (espacement entre plants sur une même rangée) en cultures légumières de plein champ et en grandes cultures à fort écartement. L'ensemble de la chaîne d'intervention sera pris en compte (observation et détection des cultures et des mauvaises herbes, interprétation, action de désherbage) grâce à des avancées scientifiques dans plusieurs domaines : les capteurs, la modélisation, la robotique et leur combinaison. Les équipes de recherche disposeront d'une parcelle de l'AgroTechnoPôle sur le site de l'Irstea à Montoldre dans l'Allier. Durant quatre ans, ces équipes vont se confronter chaque année à des épreuves réelles de terrain. L'efficacité du désherbage, dans le respect des cultures en place, sera l'objet des campagnes d'évaluation annuelles menées par le LNE et Irstea, avec la participation de VetAgro Sup

La fermentation malolactique dans les vins de base de cognac : Une étape peu suivie mais très fréquente

Article de revue professionnelleLes données sur la fermentation malolactique (FML) des vins de base de cognac (VDB) sont aujourd’hui encore très fragmentaires et rares. Son effet sur la qualité des eaux-de-vie est flou. Le seul fait bien établi est la diminution de la teneur en éthanal. On ignore sa fréquence, car les vins ne sont pas analysés pour la contrôler ; mais généralement on admet qu’elle est inhabituelle. Pourtant elle peut se dérouler rapidement après la fermentation alcoolique, ou jamais. Dans ce travail, les populations de levures et de bactéries indigènes ont été étudiées depuis le début de la vinification jusqu’à la distillation du VDB. Les dynamiques sont différentes selon les chais et les pratiques mises en œuvre pour les fermentations alcooliques. Le fait marquant et inattendu est que la FML s’est achevée dans la majorité des cas, malgré les conditions très variables des chais. Par ailleurs, cette étude fournit des données sur les cinétiques fermentaires, sur les espèces microbiennes (levures et bactéries). Des souches d’O. oeni ont été typées. Ces résultats démontrent l’intérêt d’une étude approfondie de la FML et de son impact sur le cognac

Le Challenge ROSE (2018–2021) : évaluation itérative d’approches de recherche parallèles pour le désherbage intra-rang.

En 2017, les ministères chargés de l’agriculture et de la transition écologique ont lancé, en partenariat avec le ministère chargé de la recherche et l’Agence Nationale de la Recherche (ANR), un appel à projets «Challenge ROSE». Il s’agit de susciter la mise au point de solutions technologiques innovantes permettant de contribuer à atteindre les objectifs du plan Ecophyto II : réduire l’utilisation des produits phytopharmaceutiques, garantir une meilleure maîtrise de l’ensemble des risques et diminuer la dépendance de l’agriculture à ces produits. Les projets retenus sont focalisés sur le désherbage de l’intra-rang (espacement entre plants sur une même rangée) en cultures légumières de plein champ et en grandes cultures à fort écartement. L’ensemble de la chaîne d’intervention est pris en compte (observation et détection des cultures et des mauvaises herbes, interprétation, action de désherbage) grâce à des avancées scientifiques dans plusieurs domaines : les capteurs, la modélisation, la robotique et leur combinaison. Les équipes participantes disposent d’une parcelle de l’AgroTechnoPôle sur le site de l’Irstea à Montoldre dans l’Allier. Durant quatre ans, ces équipes vont se confronter chaque année à des épreuves réelles de terrain. L’efficacité du désherbage, dans le respect des cultures en place, sera l’objet des campagnes d’évaluation annuelles menées par le LNE et Irstea, avec la participation de VetAgro Sup.In 2017, the Ministries of agriculture and ecological transition launched, in partnership with the Ministry of Research and the French National Research Agency (ANR), the call for research proposals “ROSE Challenge”. The aim is to encourage the development of innovative technological solutions to help achieve the objectives of the Ecophyto II plan: reducing the use of plant protection products at least by half, ensuring better control of all risks and reducing agriculture’s dependence on chemicals. The research teams of the selected projects will focus on intra-row weeding (intra row: spacing between plants in the same row) in field vegetable crops and wide-spaced field crops (i.e. maize, sunflower).[br/] The entire chain of action will be taken into account (observation and detection of crops and weeds, interpretation, weeding) thanks to scientific advances in several fields: sensors, modelling, robotics and their combination. The research teams will have a plot of land belonging to the AgroTechnoPôle at the Irstea site in Montoldre, France. For 4 years, these teams will be confronted with real field events. The effectiveness of weeding, while respecting existing crops, will be the subject of annual evaluation campaigns conducted by the LNE and Irstea, with the participation of VetAgro Sup

Biogeography of Oenococcus oeni reveals distinctive but nonspecific populations in wine-producing regions

Understanding the mechanisms behind the typicity of regional wines inevitably brings attention to microorganisms associated with their production. Oenococcus oeni is the main bacterial species involved in wine and cider making. It develops after the yeast-driven alcoholic fermentation and performs the malolactic fermentation, which improves the taste and aromatic complexity of most wines. Here, we have evaluated the diversity and specificity of O. oeni strains in six regions. A total of 235 wines and ciders were collected during spontaneous malolactic fermentations and used to isolate 3,212 bacterial colonies. They were typed by multilocus variable analysis, which disclosed a total of 514 O. oeni strains. Their phylogenetic relationships were evaluated by a second typing method based on single nucleotide polymorphism (SNP) analysis. Taken together, the results indicate that each region holds a high diversity of strains that constitute a unique population. However, strains present in each region belong to diverse phylogenetic groups, and the same groups can be detected in different regions, indicating that strains are not genetically adapted to regions. In contrast, greater strain identity was seen for cider, white wine, or red wine of Burgundy, suggesting that genetic adaptation to these products occurred.IMPORTANCE This study reports the isolation, genotyping, and geographic distribution analysis of the largest collection of O. oeni strains performed to date. It reveals that there is very high diversity of strains in each region, the majority of them being detected in a single region. The study also reports the development of an SNP genotyping method that is useful for analyzing the distribution of O. oeni phylogroups. The results show that strains are not genetically adapted to regions but to specific types of wines. They reveal new phylogroups of strains, particularly two phylogroups associated with white wines and red wines of Burgundy. Taken together, the results shed light on the diversity and specificity of wild strains of O. oeni, which is crucial for understanding their real contribution to the unique properties of wines