stringtranslate.com

Сахаромицеты пасторианские

Saccharomyces pastorianus — это дрожжи , используемые в промышленности для производства светлого пива , и названные в честь Луи Пастера немцем Максом Риссом в 1870 году. [1] Сложный геном этих дрожжей,по-видимому, является результатом гибридизации двух чистых видов в Комплекс видов Saccharomyces - фактор, который привел к трудностям в установлении правильной систематики вида.

Ныне несуществующий синоним Saccharomyces carlsbergensis использовался и продолжает использоваться в научной литературе, но является недействительным, поскольку название Saccharomyces Pastorianus (Reess 1870) имеет таксономический приоритет. Название S. carlsbergensis обычно приписывают Эмилю Кристиану Хансену в то время, когда он работал на датской пивоварне Carlsberg в 1883 году [2] , но на самом деле Хансен официально не описывал его как отдельный вид [3] до 1908 года, а также с другим синонимом, Saccharomyces monacensis. [4] Типовые штаммы обоих синонимов в настоящее время хранятся в банках дрожжей под таксономическим названием S. пасторианус. [5]

История

Так называемые штаммы пивных дрожжей низового брожения были описаны еще в 14 веке в Нюрнберге [6] и до наших дней остаются неотъемлемой частью франконской и баварской пивоваренной культуры на юге Германии. [7] [8] Во время бурного развития научных микологических исследований в 19 веке, дрожжи, ответственные за производство так называемого «низового брожения», наконец получили таксономическую классификацию Saccharomyces Pastorianus немцем Максом Риссом в 1870 году . [ 9]

В 1883 году датчанин Эмиль Хансен опубликовал результаты своего исследования на пивоварне Carlsberg в Копенгагене и описал выделение благоприятной чистой культуры дрожжей, которую он назвал «Unterhefe Nr. I» (дрожжи низового брожения № 1) [10]. культура, которую он определил как идентичную образцу, первоначально подаренному Carlsberg в 1845 году мюнхенской пивоварней Spaten . [11] Эти дрожжи вскоре начали промышленное производство в Копенгагене в 1884 году под названием Carlsberg дрожжи №. 1. [12]

В 1904 году Хансен опубликовал важную работу, в которой он реклассифицировал отдельные дрожжи, с которыми он работал, с точки зрения видов, а не рас или штаммов одного и того же вида, как он это делал ранее. [13] Здесь Хансен классифицировал отдельный вид дрожжей, выделенный на пивоварне Carlsberg, как S. Pastorianus , название, полученное от Reess 1870 и приписываемое ему. Этот штамм был принят в Центральное бюро voor Schimmelculturals (CBS) в 1935 году как штамм CBS 1538, Saccharomyces Pastorianus Reess ex Hansen 1904. В следующей публикации в 1908 году Хансен реклассифицировал исходный «Unterhefe Nr. I» как новый вид Saccharomyces carlsbergensis , а другие дрожжи «Unterhefe Nr. II» — как новый вид Saccharomyces monacensis . [14] Таксономия была приписана Хансену 1908 [15] , а дрожжи были внесены в Центральное бюро шиммелькультур в 1947 году как CBS 1513 и CBS 1503 соответственно.

С начала 1900-х годов штаммы пивных дрожжей низового брожения в научной литературе обычно классифицировались как S. carlsbergensis , а более раннее действительное название, присвоенное Риссом дрожжам низового брожения Риссом в 1870 году, было отвергнуто безосновательно. Эта ситуация была исправлена ​​с использованием методов перераспределения ДНК-ДНК в 1985 году, когда Воан-Мартини и Курцман вернули название вида S. пасторианусу под типовым штаммом CBS 1538 и понизили категорию двух прежних видов, присвоенных Хансеном в 1908 году: S. carlsbergensis CBS 1513 и S. monacensis CBS 1503, [16] к статусу синонимов. Эти эксперименты также впервые ясно выявили гибридную природу видов лагерных пивоваренных дрожжей, хотя один из родительских видов ретроспективно был неправильно классифицирован. [17] Тем не менее, в последние десятилетия 20-го века в научной литературе продолжались дебаты относительно правильного таксона, причем авторы использовали оба названия как синонимы для описания лагерных дрожжей.

Геномика

Известно, что лагерные дрожжи Saccharomyces Pastorianus представляют собой межвидовой гибрид между Saccharomyces cerevisiae и другими дрожжами Saccharomyces , по крайней мере, с 1985 года [18] , но точная природа их родителей и их правильная таксономия продолжали оставаться предметом многочисленных споров. Были предложены различные кандидаты на роль родителя, не относящегося к cerevisiae , такие как CBS 1503 (ранее известный как S. monacensis ) [19] [20] и CBS 395 (также известный как S. bayanus bayanus или S. uvarum ), штамм, таксономия которого также горячо обсуждается. [21] [22] Чаще всего штамм CBS 380 ( S. bayanus ) считается вторым родителем, но также было убедительно продемонстрировано, что он обладает собственным гибридным генотипом. [23]

В 2011 году было высказано предположение, что неопознанная последовательность генома принадлежит еще не классифицированному природному виду. [24] Это было подтверждено вскоре после открытия в Аргентине нового вида Saccharomyces eubayanus , геном которого на 99% идентичен не-cerevisiae части генома S. Pastorianus , что неопровержимо подтверждает, что он является вторым родительским видом. [25] С тех пор S. eubayanus был обнаружен в Китае, Тибете и Монголии, что еще раз подтвердило как существование этого вида, так и его 99%-ное сходство генома с родителем, не относящимся к cerevisiae . [26]

По состоянию на 2014 год большинство авторитетных источников согласились с тем, что дрожжи низового брожения S. Pastorianus были созданы в результате межвидовой гибридизации между S. eubayanus и S. cerevisiae , но не пришли к единому мнению относительно того, произошло ли событие спаривания в Азии или Европе. . [27]

Будущая работа над геномом

Дебаты по поводу таксономии, похоже, завершились, поэтому новые исследования теперь сосредоточены на вариациях, наблюдаемых у представителей собственно S. Pastorianus . Анализ лагерных пивоваренных дрожжей показал, что их можно разделить на две группы в зависимости от структуры ДНК: тип Фроберга и тип Сааза. [28] [29] В 2008 году был сделан дальнейший вывод, что эти две группы возникли в результате двух отдельных событий гибридизации с родительским S. cerevisiae , происходящим из разных пивоваренных предприятий. [30]

По состоянию на 2014 год две группы лагерных пивных дрожжей классифицируются как тип I: тип Сааз, аллотриплоидные штаммы, которые, по-видимому, потеряли большую часть своего генома S. cerevisiae . К ним относятся штаммы CBS 1513 (ранее классифицированные как S. carlsbergensis ) и CBS 1503 (ранее классифицированные как S. monacensis ) или тип 2: тип Фроберга, аллотетраплоидные штаммы, которые содержат почти полные наборы геномов от обоих родителей. К ним относится штамм Weihenstephan WS 34/70, который считается близким к типовому штамму S. Pastorianus CBS 1538. [31] [32]

В 2015 году исследователям удалось создать новые лагерные пивоваренные дрожжи путем гибридизации избранных штаммов S. cerevisiae с S. eubayanus . [33] Эти новые гибридные дрожжи унаследовали полезные свойства от обоих родительских штаммов (например, использование мальтотриозы, холодоустойчивость и флокуляция ) и превзошли их во время ферментации (более быстрая ферментация и более высокий выход спирта). Ожидается, что в будущем разнообразие штаммов лагерных дрожжей значительно увеличится.

Продолжаются исследования в области внутривидовой гибридизации сахаромицетов. В одной статье были созданы новые гибриды S. cerevisiae и S. arboricola. Их результаты были типичными для аналогичных исследований: показатели ферментации были более устойчивыми, а потомство/гибриды образовывали мозаику летучих сенсорных химических веществ. [34]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Рисс, М. 1870. Botanische Untersuchungen über die Alkoholgährungspilze. стр. 29-30
  2. ^ Хансен ЕС. 1883. Undersøgelser над Alkoholgjærsvampenes Fysiologi og Morfologi. II. Om Askosporedannelsen hos Slægten Saccharomyces. Meddelelser из Carlsberg Laboratoriet 2: 29–102.
  3. ^ "Saccharomyces carlsbergensis" .
  4. ^ .Хансен, EC 1908. Исследования по физиологии и морфологии алкогольных ферментов. XIII. Nouvelles Etudes sur des levures de Brasserie и бас-брожение. ЧР Трав. Лаборатория, Карлсберг 7:179-217.
  5. ^ "Cbs 1513" .
  6. ^ Спротте, Дж. (2005) Von 1303/1305 bis zum Jahre 2005. 700 Jahre Nürnberger Bier, в Jahrbuch der Gesellschaft für Geschichte des Brauwesens 2005, Institut für Gärungsgewerbe Berlin, стр. 87–131.
  7. ^ Отто Пухнер и Рудольф Мук. (1950) Die Frühesten Verordnungen über das Brauwesen в Der Freien Reichsstadt Nürnberg, Insbesondere Das Gebot, Nur Gerste Zum Bierbrauen Zu Verwenden Und Der übergang Zur Untergärung, IN: Deutsche Brauwirts 59, S. 367-36- 367-36- 367-36-3855.
  8. ^ Хакель-Стер, К. (1987) Das Brauwesen в Баварии, Vom 14. bis 16. Jahrhundert. Insbesondere die Entstehung und Entwicklung des Reinheitsgebotes (1516 г.). Инаугурационная диссертация, Технический университет, Берлин.
  9. ^ Рисс, М. 1870. Botanische Untersuruchungen über die Alkoholgährungspilze . стр. 29-30
  10. ^ Хансен ЕС. 1883. Undersøgelser над Alkoholgjærsvampenes Fysiologi og Morfologi. II. Om Askosporedannelsen hos Slægten Saccharomyces. Meddelelser из Carlsberg Laboratoriet 2: 29–102.
  11. ^ Мейсдорффер, Франц Г. «Всесторонняя история пивоварения». Справочник пивоварения: процессы, технологии, рынки (2009): 1-42.
  12. ^ Бултон, Кристофер и Дэвид Куэйн. Пивные дрожжи и брожение . Джон Уайли и сыновья, 2008.
  13. ^ Хансен, EC 1904. Grundlinien zur Systematik der Saccharomyceten. Zentralblatt für Bakteriologie und Parasitenkunde Abteilung 2. 12:529-538
  14. ^ Хансен, EC 1908. Исследования по физиологии и морфологии алкогольных ферментов. XIII. Nouvelles Etudes sur des levures de Brasserie и бас-брожение. ЧР Трав. Лаборатория, Карлсберг 7:179-217
  15. ^ Хансен, EC 1908. Исследования по физиологии и морфологии алкогольных ферментов. XIII. Nouvelles Etudes sur des levures de Brasserie и бас-брожение. ЧР Трав. Лаборатория, Карлсберг 7:179-217
  16. ^ "База данных CBS".
  17. ^ ВОАН-МАРТИНИ, ЭНН и КЛЕТУС П. КУРТЦМАН. «Родство дезоксирибонуклеиновой кислоты между видами рода Saccharomyces sensu stricto». Международный журнал систематической бактериологии 35.4 (1985): 508-511.
  18. ^ МАРТИНИ, ЭНН ВОАН и КЛЕТУС П. КУРТЦМАН. «Сродство дезоксирибонуклеиновой кислоты среди видов рода Saccharomyces sensu stricto». International Journal of Systematic Bacteriology 35.4 (1985): 508-511.
  19. ^ Борстинг С., Хаммел Р., Шульц Э.Р. и др. 1997. Saccharomyces carlsbergensis содержит два функциональных гена, кодирующих белок, связывающий ацил-КоА: один похож на ген ACB1 из S. cerevisiae, а другой идентичен гену ACB1 из S. monacensis. Дрожжи 13: 1409–1421.
  20. ^ Касарегола, Серж и др. «Анализ строения генома пивных дрожжей с помощью ПЦР, секвенирования и гибридизации субтеломерных последовательностей». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии 51.4 (2001): 1607-1618.
  21. ^ Воан-Мартини А, Мартини А (2011) Глава 61 - Saccharomyces Meyen ex Reess (1870). В: Дрожжи (пятое издание). Лондон: Эльзевир. стр. 733–746.
  22. ^ Перес-Травес, Лаура и др. «О сложности таксона Saccharomyces bayanus: гибридизация и потенциальное гибридное видообразование». PLoS ONE 9.4 (2014 г.): e93729.
  23. ^ Воан-Мартини А, Мартини А (2011) Глава 61 - Saccharomyces Meyen ex Reess (1870). В: Дрожжи (пятое издание). Лондон: Эльзевир. стр. 733–746.
  24. ^ Нгуен, Хуу-Ванг и др. «Расшифровка истории гибридизации, ведущей к лагерной линии, на основе мозаичных геномов штаммов Saccharomyces bayanus NBRC1948 и CBS380T». PLoS ONE 6.10 (2011): e25821
  25. ^ Либкинд, Диего и др. «Одомашнивание микробов и идентификация дикого генетического фонда лагерных дрожжей». Труды Национальной академии наук 108.35 (2011): 14539-14544.
  26. ^ Бинг, Цзянь и др. «Доказательства дальневосточно-азиатского происхождения дрожжей для лагерного пива». Current Biology 24.10 (2014): R380-R381.
  27. ^ Бойнтон, Примроуз Дж. и Дункан Грейг. «Экология и эволюция неодомашненных видов Saccharomyces». Дрожжи (2014).
  28. ^ Рейньери С. и др. Чистые и смешанные генетические линии Saccharomyces bayanus и Saccharomyces Pastorianus и их вклад в геном штаммов для пивоварения лагеров. Appl Environ Microbiol. Июнь 2006 г.;72(6):3968-74
  29. ^ Вальтер, Андреа, Ана Хессельбарт и Юрген Вендланд. «Последовательность генома Saccharomyces carlsbergensis, первых в мире лагерных дрожжей чистой культуры». G3: Гены | Геномы| Генетика 4.5 (2014): 783-793.
  30. ^ Данн, Барбара и Гэвин Шерлок. «Реконструкция происхождения генома и эволюция гибридных лагерных дрожжей Saccharomyces Pastorianus». Геномные исследования 18.10 (2008): 1610-1623.
  31. ^ Гибсон, Брайан Р. и др. «Сравнительная физиология и характеристики ферментации лагерных штаммов дрожжей Saaz и Frohberg и родительских видов Saccharomyces eubayanus». Дрожжи 30.7 (2013): 255-266.
  32. ^ Вальтер, Андреа, Ана Хессельбарт и Юрген Вендланд. «Последовательность генома Saccharomyces carlsbergensis, первых в мире лагерных дрожжей чистой культуры». G3: Гены | Геномы| Генетика 4.5 (2014): 783-793.
  33. ^ Крогерус, Кристоффер и др. «Новые штаммы лагерных дрожжей, созданные путем межвидовой гибридизации». Журнал промышленной микробиологии 42 (2015): 769-778.
  34. ^ Винанс, Мэтью Дж.; Ямамото, Юки; Фуджимару, Юки; Кусаба, Юки; Галлахер, Дженнифер Э.Г.; Китагаки, Хироши (2020). «Склонность Saccharomyces arboricola и ее гибридов к производству саке: межвидовые гибриды демонстрируют повышенную ферментационную способность и мозаичный метаболический профиль». Ферментация . 6:14 . дои : 10.3390/ферментация6010014 .