Saccharomyces pastorianus - это дрожжи, используемые в промышленности для производства светлого пива , ив 1870 году онбыл назван в честь Луи Пастера немцем Максом Рессом. [1] Сложный геном этих дрожжей, по-видимому, является результатом гибридизации двух чистых видов вКомплекс видов Saccharomyces , фактор, который привел к трудностям в установлении надлежащей систематики этого вида.
Saccharomyces pastorianus | |
---|---|
Научная классификация | |
Королевство: | Грибы |
Разделение: | Аскомикота |
Класс: | Сахаромицеты |
Заказ: | Saccharomycetales |
Семья: | Saccharomycetaceae |
Род: | Сахаромицеты |
Разновидность: | S. pastorianus |
Биномиальное имя | |
Saccharomyces pastorianus Нгуен и Гайлардин экс. Бейеринк | |
Синонимы | |
Saccharomyces carlsbergensis |
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 приписывается Эмилю Кристиану Хансену с той эпохи, когда он работал на датской пивоварне Carlsberg в 1883 г. [2], но на самом деле он не был официально описан Хансеном как отдельный вид [3] до 1908 г., наряду с 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 до наших дней оставались неотъемлемой частью как франконской, так и баварской пивоваренной культуры на юге Германии. [7] [8] Во время взрыва научных микологического исследований в 19 - м веке, дрожжи ответственны за производство этих так называемых «нижних брожение» был , наконец , дали таксономическую классификацию, Saccharomyces pastorianus , Немецким Макс Reess в 1870. [ 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 Carlsberg в 1845 году пивоварней Spaten в Мюнхене. [11] Эти дрожжи вскоре вошли в 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 отдельный вид дрожжей, выделенных из пивоварни Carlsberg, как S. pastorianus , название, полученное и приписываемое Reess 1870. Этот штамм был принят в Centraalbureau voor Schimmelcultures (CBS) в 1935 году как штамм CBS 1538, Saccharomyces pastorianus Reess ex Hansen 1904. В следующей публикации в 1908 году Хансен реклассифицировал исходную «Unterhefe Nr. I »как новый вид Saccharomyces carlsbergensis и еще один дрожжевой гриб« Unterhefe Nr. II »как новый вид Saccharomyces monacensis . [14] Таксономия была приписана Хансену 1908 [15], а дрожжи вошли в Centraalbureau voor Schimmelcultures в 1947 году как CBS 1513 и CBS 1503 соответственно.
С начала 1900-х годов штаммы пивоваренных дрожжей низового брожения в научной литературе обычно классифицируются как S. carlsbergensis , и ранее действительное 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 низложили два прежних вида, присвоенных Хансеном в 1908 году, S. carlsbergensis CBS 1513 и S. monacensis CBS 1503, [16] до статуса синонимов. Эти эксперименты также впервые ясно показали 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
Известно, что лагерные дрожжи Saccharomyces pastorianus являются межвидовым гибридом между Saccharomyces cerevisiae и другими дрожжами Saccharomyces, по крайней мере, с 1985 года [18], но точная природа его родителей и его надлежащая систематика продолжали оставаться предметом многочисленных споров. Были предложены различные кандидаты на роль родителя, отличного от 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 ( Saccharomyces bayanus ) считается вторым родителем, но также было убедительно продемонстрировано, что он обладает собственным гибридным генотипом. [23]
В 2011 году было высказано предположение, что неустановленная последовательность генома принадлежит еще не классифицированному природному виду. [24] Это было подтверждено вскоре после того, с открытием в Аргентине новых видов, Saccharomyces eubayanus , с геном 99% идентичной не- CEREVISIAE части S. pastorianus генома, неопровержимо подтверждающие это , чтобы быть второй родительских видов. [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 родителем, не являющимся цервизией . [26]
По состоянию на 2014 год большинство авторитетов 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 о том, произошло ли спаривание в Азии или Европе. . [27]
Будущая работа над геномом
Споры по поводу таксономии, похоже, завершились, и теперь новое исследование сосредоточено на вариациях, наблюдаемых у представителей собственно S. pastorianus . Анализ пивных дрожжей для лагеров показал, что их можно разделить на две группы в зависимости от их структуры ДНК: типа Фроберга и типа Saaz. [28] [29] В 2008 году был также сделан вывод, что две группы были результатом двух отдельных событий гибридизации с родительским S. cerevisiae, происходящим из разных источников пивоварения. [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 своего генома S. cerevisiae . К ним относятся штаммы CBS 1513 (ранее классифицированные как S. carlsbergensis ) и CBS 1503 (ранее классифицированные как S. monacensis ) или штаммы типа 2: тип Frohberg, аллотетраплоидные штаммы, которые содержат почти полные наборы геномов от обоих родителей. К ним относятся штамм Weihenstephan WS 34/70, который считается близким к типу штамма S. pastorianus CBS 1538. [31] [32]
В 2015 году исследователям удалось создать новые пивные дрожжи для лагеров путем гибридизации выбранных штаммов S. 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 превзошли 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 ведутся исследования в области внутривидовой гибридизации Saccharomyces. В одной статье были созданы новые гибриды из S. cerevisiae и S. arboricola. Их результаты были типичными для аналогичных исследований, ферментация была более устойчивой, а потомство / гибриды образовали мозаику летучих сенсорных химических веществ. [34]
Смотрите также
- Дрожжи низового и верхового брожения
- Пивоварение
- Центр селекции дрожжей Гейзенхайма
- Лагер
- Дрожжи
- Дрожжи в виноделии
Рекомендации
- ^ Reess, М. 1870. Botanische Untersuchungen über умереть Alkoholgährungspilze. стр. 29-30
- ^ Хансен EC. 1883. Undersøgelser над Alkoholgjærsvampenes Fysiologi og Morfologi. II. Ом Askosporedannelsen hos Slægten Saccharomyces. Meddelelser из Carlsberg Laboratoriet 2: 29–102.
- ^ "Saccharomyces carlsbergensis" .
- ^ .Hansen, EC 1908. Исследования по физиологии и морфологии спиртовых ферментов. XIII. Nouvelles etudes sur des levures de brasserie - брожение. CR Trav. Лаборатория, Carlsberg 7: 179-217.
- ^ «Cbs 1513» .
- ^ Sprotte, J. (2005) Фон 1303/1305 бис Цум Jahre 2005. 700 Jahre Нюрнбергер Bier, в Jahrbuch дер Gesellschaft für Geschichte де Brauwesens 2005, Institut für Gärungsgewerbe Берлин, стр. 87-131.
- ^ Отто Пухнер унд 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.
- ^ Hackel-Стер, К. (1987) Das Brauwesen в Баварии, ВОМ 14. бис 16. Jahrhundert. Insbesondere die Entstehung und Entwicklung des Reinheitsgebotes (1516). Вступительная диссертация, Технический университет, Берлин.
- ^ Reess, М. 1870. Botanische Untersuchungen über умереть Alkoholgährungspilze. стр. 29-30
- ^ Хансен EC. 1883. Undersøgelser над Alkoholgjærsvampenes Fysiologi og Morfologi. II. Ом Askosporedannelsen hos Slægten Saccharomyces. Meddelelser из Carlsberg Laboratoriet 2: 29–102
- ^ Meussdoerffer, Франц Г. "Всеобъемлющая история пивоварения". Справочник пивоварения: процессы, технологии, рынки (2009): 1-42.
- ↑ Бултон, Кристофер и Дэвид Куэйн. Пивные дрожжи и брожение. Джон Вили и сыновья, 2008.
- ↑ Hansen, EC 1904. Grundlinien zur Systematik der Saccharomyceten. Zentralblatt für Bakteriologie und Parasitenkunde Abteilung 2. 12: 529-538
- ^ Хансен, EC 1908. Исследования по физиологии и морфологии спиртовых ферментов. XIII. Nouvelles etudes sur des levures de brasserie - брожение. CR Trav. Лаборатория, Carlsberg 7: 179-217.
- ^ Хансен, EC 1908. Исследования по физиологии и морфологии спиртовых ферментов. XIII. Nouvelles etudes sur des levures de brasserie - брожение. CR Trav. Лаборатория, Carlsberg 7: 179-217.
- ^ «База данных CBS» .
- ^ VAUGHAN-MARTINI, ANN, и Клетуса П. Kurtzman. «Родство дезоксирибонуклеиновой кислоты среди видов рода Saccharomyces sensu stricto». Международный журнал систематической бактериологии, 35.4 (1985): 508-511
- ^ 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
- ^ Borsting C, Hummel R, Schultz ER и др. 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
- ^ 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
- ↑ Vaughan-Martini A, Martini A (2011) Глава 61 - Saccharomyces Meyen ex Reess (1870). В: Дрожжи (пятое издание). Лондон: Эльзевир. С. 733–746.
- ^ Перес-Травес, Лаура и др. «О сложности таксона Saccharomyces bayanus: гибридизация и потенциальное гибридное видообразование». PLoS ONE 9.4 (2014): e93729.
- ↑ Vaughan-Martini A, Martini A (2011) Глава 61 - Saccharomyces Meyen ex Reess (1870). В: Дрожжи (пятое издание). Лондон: Эльзевир. С. 733–746.
- ^ 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
- ^ Либкинд, Диего и др. «Одомашнивание микробов и определение дикого генетического материала дрожжей для пивоварения лагеров» Труды Национальной академии наук 108.35 (2011): 14539-14544.
- ^ Бинг, Цзянь и др. «Доказательства происхождения дрожжей для лагерного пива из Дальнего Востока в Азии». Current Biology 24.10 (2014): R380-R381
- ^ Бойнтон, Примроуз Дж. И Дункан Грейг. «Экология и эволюция не одомашненных видов Saccharomyces». Дрожжи (2014).
- ^ 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
- ^ Walther, Андреа, Ана Hesselbart, и Юрген Wendland. «Последовательность генома Saccharomyces carlsbergensis, первых в мире светлых дрожжей чистой культуры». G3: Гены | Геномы | Генетика 4.5 (2014): 783-793.
- ↑ Данн, Барбара и Гэвин Шерлок. «Реконструкция генома и эволюция гибридных лагерных дрожжей Saccharomyces pastorianus». Геномное исследование 18.10 (2008): 1610-1623.
- ^ Гибсон, Брайан Р. и др. «Сравнительная физиология и эффективность брожения лагерных штаммов дрожжей Saaz и Frohberg и родительских видов Saccharomyces eubayanus». Дрожжи 30.7 (2013): 255-266.
- ^ Walther, Андреа, Ана Hesselbart, и Юрген Wendland. «Последовательность генома Saccharomyces carlsbergensis, первых в мире светлых дрожжей чистой культуры». G3: Гены | Геномы | Генетика 4.5 (2014): 783-793.
- ^ Крогерус, Кристоффер и др. «Новые штаммы лагерных дрожжей, полученные в результате межвидовой гибридизации». Журнал промышленной микробиологии 42 (2015): 769-778.
- ^ Winans, MJ; Yamamoto, Y .; Fujimaru, Y .; Kusaba, Y .; Gallagher, JE; 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).