作者:赵熙熙 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/9/14 19:57:02
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科学家摸清啤酒酵母进化史
测序200菌株揭示人类驯化过程

 

比利时勒芬大学的研究人员图片来源:JustinJin

遗传学家们一直在追踪啤酒最重要的成分——酵母的历史。通过对啤酒酵母近200个现代菌株的基因组进行测序,相关研究揭示了数百年来,人类如何将野生真菌——酿酒酵母转化成各种各样的酿酒菌株。

通过将糖发酵为乙醇和二氧化碳,酵母赋予了啤酒酒香和泡沫,但它同时也产生了数百种使一种酒具有味道的化学物质。酿酒酵母不同,使得它们产生的代谢产物和其他性状——如对酒精的耐受性——也存在差异。

为了搞清这些差异背后的机制,由比利时勒芬大学和佛兰德斯生物技术研究所遗传学家KevinVerstrepen率领的研究团队,测序了用于制造麦芽酒和其他发酵食品——包括红酒、日本清酒和面包——的157个酿酒酵母菌株。研究人员在9月8日出版的《细胞》期刊上报告了这一研究成果。

酵母菌株的进化树揭示了用于制造红酒、日本清酒、面包和麦芽酒酵母的两个“远亲”的不同酵母家族,其中包括来自比利时、德国、英国和美国的菌株。

美国威斯康星大学进化遗传学家ChrisHittinger表示:“这是啤酒酵母的一本基因组百科全书,研究人员未来将能够用得上它。”与此同时,Verstrepen的研究团队正在利用基因组大量炮制啤酒酵母的新菌株。

啤酒是一种最古老的“醉人”文明。一块有着5000年历史的苏美尔石碑描述了一次古老的饮酒盛会,而来自伊朗西部和中国北方的同时代的容器中则依然残留着啤酒的成分,包括大麦和发酵的副产品。在这样的历史背景下,Verstrepen推测现代酿酒酵母的祖先可以追溯到几千年前。

他的研究团队转而分析了人类在16世纪晚期和17世纪早期驯化的啤酒酵母菌株。Verstrepe表示,这与当时的欧洲历史相符合——此时啤酒制造逐渐从家庭向小酒馆和修道院转移。他怀疑,早期的专业酿酒人在他们转战欧洲甚至前往新大陆的时候都带着这些酵母——例如,美国的啤酒酵母菌株就与英国的啤酒酵母菌株非常接近。

Verstrepen推测,酿酒人直到很久以后的19世纪晚期才分离出第一个啤酒酵母菌株,但他们可能通过在上一批的渣滓上酿造新一批啤酒,从而在无意中塑造了啤酒酵母的基因组。通过这种做法,酿酒人可能会慢慢选择表现良好并且生产出令人满意味道的啤酒酵母菌株。

在对28种啤酒酵母菌株进行测序后,由葡萄牙新里斯本大学进化遗传学家JosePauloSampaio率领的一个独立研究团队得出了许多与Verstrepen的团队类似的结论,包括人类如何塑造啤酒酵母。这项研究成果将刊登在10月份出版的《当代生物学》期刊上。

 
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