WikiDer > Saccharomyces pastorianus

Saccharomyces pastorianus

Saccharomyces pastorianus
Научная классификация редактировать
Королевство:Грибы
Разделение:Аскомикота
Учебный класс:Сахаромицеты
Заказ:Saccharomycetales
Семья:Saccharomycetaceae
Род:Сахаромицеты
Разновидность:
S. pastorianus
Биномиальное имя
Saccharomyces pastorianus
Нгуен и Гайлардин экс. Бейеринк
Синонимы

Saccharomyces carlsbergensis

Saccharomyces pastorianus это дрожжи промышленно используется для производства лагер пиво, и был назван в честь Луи Пастер немец Макса Ресса в 1870 году.[1] Это сложные дрожжи геном кажется результатом гибридизация между двумя чистыми видами в Сахаромицеты видовой комплекс, фактор, который привел к трудностям в установлении надлежащей систематики этого вида.

Ныне несуществующий синоним Saccharomyces carlsbergensis было и продолжает использоваться в научной литературе, но недействительно, так как название Saccharomyces pastorianus (Reess 1870) имеет таксономический приоритет. Название С. carlsbergensis обычно приписывается Эмиль Кристиан Хансен с тех времен, когда он работал на Датский пивоварня Carlsberg в 1883 г.,[2] но на самом деле это не было официально описано Хансеном как отдельный вид[3] до 1908 г., вместе с другим синонимом, Saccharomyces monacensis.[4] Типовые штаммы обоих синонимов в настоящее время хранятся в дрожжевых банках под таксономическим названием S. pastorianus.[5]

История

Так называемые штаммы пивоваренных дрожжей низового брожения были описаны еще в 14 веке в Нюрнберге.[6] и остаются неотъемлемой частью как франконской, так и баварской пивоваренной культуры на юге Германии до наших дней.[7][8] Во время бурного роста научных микологических исследований в 19 веке дрожжам, ответственным за производство этих так называемых «низовых ферментаций», наконец была дана таксономическая классификация: Saccharomyces pastorianus, немец Макс Ресс в 1870 году.[9]

В 1883 году датчанин Эмиль Хансен опубликовал результаты своего исследования на пивоварне Carlsberg в Копенгагене и описал выделение благоприятной чистой дрожжевой культуры, которую он назвал «Unterhefe Nr. I »(дрожжи низового брожения № 1),[10] культура, которую он идентифицировал как идентичную образцу, первоначально подаренному Карлсбергу в 1845 г. Шпатен пивоварня Мюнхена.[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 делал ранее.[13] Здесь Хансен классифицировал отдельные виды дрожжей, выделенных из пивоварни Carlsberg, как S. pastorianus, название, производное от Reess 1870 и приписываемое ему. Этот штамм был допущен к Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS) в 1935 г. как штамм CBS 1538, Saccharomyces pastorianus Reess ex Hansen 1904. В следующей публикации в 1908 году Хансен реклассифицировал оригинальное «Unterhefe Nr. Я »как новый вид Saccharomyces carlsbergensis и другие дрожжи «Unterhefe Nr. II »как новый вид Saccharomyces monacensis.[14] Таксономия была приписана Хансену 1908 г.[15] и дрожжи поступили в Centraalbureau voor Schimmelcultures в 1947 году как CBS 1513 и CBS 1503 соответственно.

С начала 1900-х годов штаммы пивоваренных дрожжей низового брожения обычно классифицируются как С. carlsbergensis в научной литературе, и более раннее допустимое название, присвоенное Рессом дрожжам низового брожения в 1870 году, было отвергнуто без всяких оснований. Эта ситуация была исправлена ​​с помощью методов перераспределения ДНК-ДНК в 1985 году, когда Воан-Мартини и Курцман вернули название вида S. pastorianus под типовым штаммом CBS 1538 и отнесены к двум прежним видам, присвоенным Хансеном в 1908 году, С. carlsbergensis CBS 1513 и С. monacensis CBS 1503,[16] статусу синонимов. Эти эксперименты также впервые четко выявили гибридную природу пивоваренных дрожжей для лагеров, хотя один из родительских видов был неправильно классифицирован в ретроспективе.[17] Тем не менее, в последние десятилетия 20-го века в научной литературе продолжались дискуссии о правильном таксоне, причем авторы использовали оба названия как синонимы для описания лагерных дрожжей.

Геномика

Лагерные дрожжи Saccharomyces pastorianus был известен как межвидовой гибрид между Saccharomyces cerevisiae и другой Сахаромицеты дрожжи с 1985 года,[18] но точная природа его родителей и его надлежащая систематика продолжали оставаться предметом многочисленных споров. Различные кандидаты в не-cerevisiae родительского, например CBS 1503 (ранее известный как С. monacensis)[19][20] и CBS 395 (также известный как S. bayanus bayanus или же S. uvarum) штамм, таксономия которого также вызывает жаркие споры.[21][22] Чаще всего штамм CBS 380 (Saccharomyces 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 подтвердилось вскоре после открытия в Аргентине нового вида, Saccharomyces eubayanus, с геномом, на 99% идентичным не-cerevisiae часть S. pastorianus геном, неопровержимо подтверждая, что это второй родительский вид.[25] S. eubayanus с тех пор был обнаружен в Китае, Тибете и Монголии, что еще раз подтвердило как существование этого вида, так и его геномное сходство на 99% с не-cerevisiae родитель.[26]

По состоянию на 2014 год большинство официальных органов согласились с тем, что дрожжи низового брожения S. pastorianus был создан межвидовой гибридизацией между S. eubayanus и С. cerevisiae, но не пришли к единому мнению, произошло ли спаривание в Азии или Европе.[27]

Будущая работа над геномом

Дебаты по таксономии, похоже, завершились, поэтому новое исследование теперь сосредоточено на вариациях, наблюдаемых внутри S. pastorianus правильный. Анализ пивных дрожжей для лагеров показал, что их можно разделить на две группы в зависимости от структуры ДНК: типа Фробберга и типа Saaz.[28][29] В 2008 году был также сделан вывод, что две группы были результатом двух отдельных событий гибридизации с родительским С. cerevisiae происходящий из особого пивоваренного происхождения.[30]

По состоянию на 2014 год две группы пивоваренных дрожжей для лагера классифицируются как тип I: тип Saaz, аллотриплоидные штаммы, которые, по-видимому, потеряли большую часть своих С. cerevisiae геном. К ним относятся штаммы CBS 1513 (ранее классифицированные как С. carlsbergensis) и CBS 1503 (ранее классифицировался как С. monacensis) или тип 2: аллотетраплоидные штаммы типа Фроберга, содержащие почти полные наборы геномов обоих родителей. К ним относится штамм Weihenstephan WS 34/70, который считается близким к типу штамма S. pastorianus КОС 1538.[31][32]

В 2015 году исследователям удалось создать новые пивные дрожжи для лагеров путем гибридизации отобранных штаммов С. cerevisiae с S. eubayanus.[33] Эти новые гибридные дрожжи унаследовали полезные свойства от обоих родительских штаммов (например, использование мальтотриозы, устойчивость к холоду и флокуляция) и превзошел их во время ферментации (более быстрое брожение и более высокий выход спирта). Ожидается, что в будущем разнообразие лагерных штаммов дрожжей значительно увеличится.

В настоящее время проводятся исследования в области внутривидовой гибридизации Saccharomyces. В одной статье были созданы новые гибриды из S. cerevisiae и S. arboricola. Их результаты были типичными для подобных исследований, ферментация была более устойчивой, а потомство / гибриды образовали мозаику летучих сенсорных химических веществ.[34].

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Reess, M. 1870. Botanische Untersuchungen über die Alkoholgährungspilze. стр. 29-30
  2. ^ Hansen EC. 1883. Undersøgelser над Alkoholgjærsvampenes Fysiologi og Morfologi. II. Ом Askosporedannelsen hos Slægten Saccharomyces. Meddelelser из Carlsberg Laboratoriet 2: 29–102.
  3. ^ "Saccharomyces carlsbergensis".
  4. ^ .Hansen, E. C. 1908. Исследования по физиологии и морфологии спиртовых ферментов. XIII. Nouvelles etudes sur des levures de brasserie - брожение. C. R. Trav. Лаборатория, Carlsberg 7: 179-217.
  5. ^ "CBS 1513".
  6. ^ Sprotte, J. (2005) Von 1303/1305 bis zum Jahre 2005. 700 Jahre Nürnberger Bier, in 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 in der freien Reichsstadt Nürnberg, insbesondere das Gebot, nur Gerste zum Bierbrauen zu verwenden und der Übergang zur Untergärung, in: Deutsche Brauwirtschaft 59, S. 382-369.
  8. ^ Hackel-Stehr, K. (1987) Das Brauwesen in Bayern, Vom 14. bis 16. Jahrhundert. Insbesondere die Entstehung und Entwicklung des Reinheitsgebotes (1516). Вступительная диссертация, Технический университет, Берлин.
  9. ^ Reess, M. 1870. Botanische Untersuchungen über die Alkoholgährungspilze. стр. 29-30
  10. ^ Hansen EC. 1883. Undersøgelser над Alkoholgjærsvampenes Fysiologi og Morfologi. II. Ом Askosporedannelsen hos Slægten Saccharomyces. Meddelelser из Carlsberg Laboratoriet 2: 29–102
  11. ^ Meussdoerffer, Franz G. «Всеобъемлющая история пивоварения». Справочник пивоварения: процессы, технологии, рынки (2009): 1-42.
  12. ^ Бултон, Кристофер и Дэвид Куэйн. Пивные дрожжи и брожение. Джон Вили и сыновья, 2008.
  13. ^ Hansen, E.C.1904. Grundlinien zur Systematik der Saccharomyceten. Zentralblatt für Bakteriologie und Parasitenkunde Abteilung 2. 12: 529-538
  14. ^ Хансен, Э. С. 1908. Исследование физиологии и морфологии спиртовых ферментов. XIII. Nouvelles etudes sur des levures de brasserie - брожение. C. R. Trav. Лаборатория, Carlsberg 7: 179-217.
  15. ^ Хансен, Э. С. 1908. Исследование физиологии и морфологии спиртовых ферментов. XIII. Nouvelles etudes sur des levures de brasserie - брожение. C. R. Trav. Лаборатория, Carlsberg 7: 179-217.
  16. ^ «База данных CBS».
  17. ^ VAUGHAN-MARTINI, ANN, and CLETUS P. KURTZMAN. «Родство дезоксирибонуклеиновой кислоты среди видов рода Saccharomyces sensu stricto». Международный журнал систематической бактериологии 35.4 (1985): 508-511
  18. ^ МАРТИНИ, ЭНН ВОГАН и КЛЕТУС П. КУРЦМАН. «Родство дезоксирибонуклеиновой кислоты среди видов рода Saccharomyces sensu stricto». Международный журнал систематической бактериологии 35.4 (1985): 508-511
  19. ^ Borsting C, Hummel R., Schultz ER, et al. 1997. Saccharomyces carlsbergensis содержит два функциональных гена, кодирующих связывающий ацил-КоА белок, один подобен гену 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: Эльзевьер. С. 733–746.
  22. ^ Перес-Травес, Лаура и др. «О сложности таксона Saccharomyces bayanus: гибридизация и потенциальное гибридное видообразование». PLoS ONE 9.4 (2014): e93729.
  23. ^ Воан-Мартини А, Мартини А (2011) Глава 61 - Saccharomyces Meyen ex Reess (1870). В: Дрожжи (пятое издание). Лондон: Эльзевьер. С. 733–746.
  24. ^ Нгуен, Хуу-Ван и др. «Расшифровка истории гибридизации, ведущей к поколению лагеров, на основе мозаичных геномов штаммов Saccharomyces bayanus NBRC1948 и CBS380T». PLoS ONE 6.10 (2011 г.): e25821
  25. ^ Либкинд, Диего и др. «Одомашнивание микробов и идентификация дикого генетического материала дрожжей для пивоварения лагеров». Труды Национальной академии наук 108.35 (2011): 14539-14544.
  26. ^ Бинг, Цзянь и др. «Доказательства происхождения дрожжей для лагерного пива из Дальнего Востока в Азии». Current Biology 24.10 (2014): R380-R381
  27. ^ Бойнтон, Примроуз Дж. И Дункан Грейг. «Экология и эволюция не одомашненных видов Saccharomyces». Дрожжи (2014).
  28. ^ Rainieri S, et al. Чистые и смешанные генетические линии Saccharomyces bayanus и Saccharomyces pastorianus и их вклад в геном штамма для пивоварения лагера. Appl Environ Microbiol. 2006 июнь; 72 (6): 3968-74
  29. ^ Вальтер, Андреа, Ана Хессельбарт и Юрген Вендланд. "Последовательность генома Saccharomyces carlsbergensis, первых в мире светлых дрожжей чистой культуры". G3: Гены | Геномы | Генетика 4.5 (2014): 783-793.
  30. ^ Данн, Барбара и Гэвин Шерлок. «Реконструкция генома и эволюция гибридных лагерных дрожжей Saccharomyces pastorianus». Геномное исследование 18.10 (2008): 1610-1623.
  31. ^ Гибсон, Брайан Р. и др. «Сравнительная физиология и эффективность брожения лагерных 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 светлых дрожжей чистой культуры". G3: Гены | Геномы | Генетика 4.5 (2014): 783-793.
  33. ^ Крогерус, Кристоффер и др. «Новые штаммы лагерных дрожжей, полученные в результате межвидовой гибридизации». Журнал промышленной микробиологии 42 (2015): 769-778.
  34. ^ Winans, M.J .; Yamamoto, Y .; Fujimaru, Y .; Kusaba, Y .; Gallagher, J.E .; Китагаки, Х. Склонность Saccharomyces Arboricola и ее гибридов к производству саке: межвидовые гибриды обнаруживают повышенную ферментационную способность и мозаичный метаболический профиль. Препринты 2019, 2019120109 (doi: 10.20944 / preprints201912.0109.v1).