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Le Processus Complexe de Maturation du Raisin

Un aperçu de comment les raisins murissent et des facteurs qui influencent leur maturation.

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Table des matières

Le processus de maturation des raisins est un voyage complexe qui implique plein de changements dans la structure et la chimie du fruit. Comprendre comment ces changements se produisent est important pour améliorer la qualité et le rendement des raisins. Les raisins, surtout la variété Syrah, sont super importants pour produire du vin rouge. Cet article vise à simplifier les mécanismes de la maturation des raisins et les facteurs qui influencent ce processus.

Stades de développement des raisins

Les raisins passent par plusieurs stades, de la floraison à la maturité. Au début, le raisin commence comme une petite baie verte, et sa croissance peut être divisée en phases distinctes : le stade vert, la phase de latence, le ramollissement, la maturation, et finalement, la surmaturation. Chaque stade est marqué par des changements spécifiques de taille, de couleur et de composition.

Au stade vert, les baies sont petites et dures. Elles commencent à accumuler des ACIDES organiques, qui sont essentiels pour leur goût et leur texture. La phase suivante, la phase de latence, c'est quand la croissance ralentit, et les baies commencent à se préparer à la maturation. Ensuite, au ramollissement, les raisins perdent leur fermeté et commencent à devenir sucrés. La maturation suit, où les SUCRES s'accumulent énormément, tandis que les acides commencent à se décomposer. Enfin, au stade de surmaturation, le fruit commence à se ratatiner, marquant la fin de son cycle de vie.

Changements de taille et de composition des baies

Les raisins affichent un motif de croissance en double sigmoïde, ce qui signifie qu'ils croissent par deux grands pics. Au début, il y a une expansion lente suivie d'une phase de croissance rapide. Sur une période de trois mois, les baies individuelles peuvent augmenter considérablement en volume. Ce modèle de croissance est crucial pour comprendre comment les raisins se développent et mûrissent.

Pendant les stades précoces, des acides organiques comme l'acide tartrique et l'acide malique s'accumulent. L'acide tartrique est présent dès le début, tandis que l'acide malique commence à s'accumuler un peu plus tard. L'équilibre entre ces acides joue un rôle important dans la détermination du goût des raisins. À mesure que le raisin mûrit, les niveaux d'acide malique diminuent tandis que les niveaux de sucre augmentent.

Accumulation de sucres et d'acides

L'augmentation du niveau de sucre pendant la maturation est essentielle pour la douceur du raisin. Les sucres comme le glucose et le fructose sont les formes principales de sucre trouvées dans les raisins mûrs. Ces sucres agissent comme une source d'énergie pour la plante, et leur accumulation est influencée par différents facteurs internes et externes.

Au début, le niveau de glucose est plus élevé que celui du fructose, ce qui fait que le raisin a un goût moins sucré. Cependant, à mesure que la maturation progresse, la douceur augmente considérablement. Un point clé se produit lorsque la concentration de sucre atteint un certain niveau, à ce moment-là, la baie va ramollir, et les modèles de croissance changent.

Comprendre la relation entre l'accumulation de sucre et la dégradation des acides est essentiel. À mesure que les sucres augmentent, les processus métaboliques responsables de la dégradation des acides commencent. Ce équilibre entre acides et sucres est crucial pour créer le profil de goût désiré dans la production de vin.

Hormones et leur rôle dans la maturation

Les hormones jouent un rôle important dans le guidage du processus de maturation des raisins. L'éthylène, une hormone souvent associée à la maturation des fruits climactériques, est présente en plus petites quantités dans des fruits non climactériques comme les raisins. Lorsque les raisins passent à la phase de maturation, il y a une légère augmentation des niveaux d'éthylène, signalant le début de la maturation.

L'acide abscissique (ABA) joue aussi un rôle crucial dans ce processus. Il agit pour favoriser la maturation en influençant la synthèse des sucres et des acides, ainsi qu'en améliorant la réponse de la baie aux facteurs environnementaux.

L'importance du Mouvement de l'eau

Le mouvement de l'eau est un élément essentiel de la croissance des baies. Les raisins absorbent l'eau par leurs racines, ce qui est crucial pour maintenir la pression de turgescence des cellules et faciliter la croissance. La capacité des raisins à prendre de l'eau est liée à l'expression de certains gènes qui régulent le transport de l'eau à travers les membranes cellulaires.

Pendant le stade vert, diverses aquaporines, qui sont des protéines spécialisées facilitant le transport de l'eau, sont principalement exprimées. À mesure que le raisin mûrit, les types d'aquaporines exprimés changent, indiquant une adaptation aux différents besoins en eau pendant les différentes phases de croissance.

Transport membranaire et chargement de sucres

Lorsque les raisins passent de la croissance à la maturation, le transport de sucres dans la baie devient crucial. Des protéines transporteuses spécifiques sont responsables du mouvement des sucres des tissus environnants vers les cellules de la baie. L'expression de ces transporteurs augmente considérablement pendant la maturation.

Le rôle des pompes à protons est aussi important dans ce processus. Ces pompes aident à maintenir l'acidité du vacuole, permettant un transport efficace des sucres. Un échange dynamique se produit entre les acides dans le vacuole et les sucres transportés dans la baie, permettant une accumulation rapide de saveurs sucrées tout en contrôlant les niveaux d'acidité.

Changements dans l'expression des gènes pendant la maturation

Avec le début de la maturation, l'expression de divers gènes régulant la croissance et le métabolisme change considérablement. Ces gènes sont responsables de la production de protéines impliquées dans le transport des sucres, la synthèse des acides, et les processus métaboliques globaux se déroulant dans la baie. Ce réseau complexe d'expression génique aide à coordonner les changements qui se produisent pendant la maturation.

Par exemple, de nombreux gènes liés à la synthèse des acides organiques sont très actifs pendant les premiers stades de développement de la baie, mais seront régulés à la baisse à mesure que la maturation progresse. À l'inverse, les gènes impliqués dans le métabolisme des sucres deviennent plus actifs, mettant en lumière le changement d'accent de l'accumulation d'acides vers la accumulation de sucres.

Proanthocyanidines et leur rôle

Les proanthocyanidines, un type de composé flavonoïde, jouent un rôle important dans le développement de la couleur et du goût des raisins. Ces composés sont présents et s'accumulent pendant les premiers stades de développement des baies, contribuant à l'astringence et à l'amertume des jeunes raisins.

À mesure que les raisins mûrissent, les niveaux de proanthocyanidines continuent de changer. L'interaction entre ces composés et les niveaux de sucre impacte le goût et la qualité globale du vin qui en résulte. Comprendre comment ces composés sont synthétisés et régulés pendant la maturation aide les vignerons à adapter leur approche de la culture et de la récolte des raisins.

Phases finales de la maturation

Vers la fin du processus de maturation, les raisins commencent à montrer des signes de surmaturation, où ils commencent à se ratatiner et à perdre de l'eau. Cette phase est cruciale pour la production de certains vins de dessert, où des sucres et des saveurs concentrés sont souhaités.

À ce stade, l'équilibre entre sucres et acides atteint un point critique. À mesure que les acides diminuent et que les sucres atteignent un pic, le profil de goût du raisin devient plus prononcé. Ce juste équilibre est essentiel pour créer des vins de haute qualité qui plaisent aux consommateurs.

Conclusion

La maturation des raisins est un processus complexe et fascinant influencé par divers facteurs, y compris les stades de croissance, les niveaux d'hormones, le mouvement de l'eau et l'expression des gènes. Comprendre ces éléments aide à cultiver de meilleurs raisins et à produire des vins de meilleure qualité. Alors que les chercheurs continuent d'explorer les nombreuses subtilités de la maturation des raisins, ils découvrent des informations précieuses qui peuvent être utilisées pour améliorer les pratiques viticoles. Ce savoir profite non seulement aux vignerons mais ajoute aussi à l'appréciation de ce fruit bien-aimé et des vins qui en découlent.

Source originale

Titre: Time-resolved transcriptomic of single V. vinifera fruits: membrane transports as switches of the double sigmoidal growth

Résumé: By revealing that the grape berry loses one H+ per accumulated sucrose at the inception of ripening, adopting a single fruit paradigm elucidates the fundamentals of the malate-sugar nexus, previously obscured by asynchrony in population-based models of ripening. More broadly, the development of the individual fruit was revisited from scratch to capture the simultaneous changes in gene expression and metabolic fluxes in a kinetically relevant way from flowering to overripening. Dynamics in water, tartrate, malate, hexoses, and K+ fluxes obtained by combining individual single fruit growth and concentration data allowed to define eleven sub-phases in fruit development, which distributed on a rigorous curve in RNAseq PCA. WGCNA achieved unprecedented time resolutions in exploring transcript level-metabolic rate associations. A comprehensive set of membrane transporters was found specifically expressed during the first growth phase related to vacuolar over-acidification. Unlike in slightly more acidic citrus, H+ V-PPase transcripts were predominantly expressed, followed by V-ATPase and PH5, clarifying the thermodynamic limit beyond which replacement by the PH1/PH5 complex turns compulsory. Puzzlingly, bona fide ALMT kept a low profile at this stage, possibly replaced by a predominating uncharacterized anion channel. Then, the switch role of HT6 in sugar accumulation was confirmed, electroneutralized by malate vacuolar leakage and H+ pumps activation. HighlightsTo alleviate asynchronicity biases, transcripts showing strict coincidental timing with pericarp physiological phases were disentangled on single berries, enlightening the tight multifaceted membrane developmental control of sugar and acid fluxes.

Auteurs: Stefania Savoi, Mengyao Shi, Gautier Sarah, Audrey Weber, Laurent Torregrosa, Charles Romieu

Dernière mise à jour: 2024-09-28 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.615328

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.27.615328.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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