Izvorni znanstveni članak

Generacija novih genotipskih i fenotipskih svojstava prirodnih i umjetnih hibrida kvasaca

Walter P. Pfliegler ; Department of Genetics and Applied Microbiology, University of Debrecen, Egyetem tér 1, H-4032 Debrecen, Hungary
Lea Atanasova ; Research Area Biotechnology and Microbiology, Institute of Chemical Engineering, Vienna University of Technology, Gumpendorferstrasse 1a, A-1060 Vienna, Austria
Edina Karanyicz ; Department of Genetics and Applied Microbiology, University of Debrecen, Egyetem tér 1, H-4032 Debrecen, Hungary
Matthias Sipiczki ; Department of Genetics and Applied Microbiology, University of Debrecen, Egyetem tér 1, H-4032 Debrecen, Hungary
Ursula Bond ; The School of Genetics and Microbiology, Trinity College, College Green, Dublin 2, Ireland
Irina S. Druzhinina ; Research Area Biotechnology and Microbiology, Institute of Chemical Engineering, Vienna University of Technology, Gumpendorferstrasse 1a, A-1060 Vienna, Austria
Katja Sterflinger ; VIBT-BOKU, University of Natural Resources and Applied Life Sciences, Department of Biotechnology, Muthgasse 11, A-1190 Vienna, Austria
Ksenija Lopandic orcid.org/0000-0003-2674-2849

Sažetak

Evolucija i stabilizacija genoma kvasca uglavnom se proučavaju s pomoću interspecijskih hibrida roda Saccharomyces, izoliranih iz prirodnih staništa ili tijekom alkoholnih fermentacija. Njihova genetska i fenotipska svojstva obično se uspoređuju sa svojstvima laboratorijskih i referentnih sojeva, budući da su izvorni roditeljski sojevi prirodnih hibrida kvasaca nepoznati. Na ovaj je način teško u potpunosti razumjeti utjecaj različitih roditeljskih frakcija na organizaciju genoma ili metaboličku aktivnost hibrida kvasaca. U ovom je radu proučena evolucija genotipskih i fenotipskih svojstava interspecijskih hibrida, nastalih križanjem kvasca S. cerevisiae s auksotrofnim mutantima kvasaca S. uvarum i S. kudriavzevii. Naša je hipoteza bila da bi genomske promjene nastale u hibridima S. cerevisiae × S. uvarum i S. cerevisiae × S. kudriavzevii trebale na različite načine utjecati na fiziologiju njihovih F1 segreganata. Rezultati dobiveni genotipizacijom, tj. analizom polimorfizma duljine umnoženih fragmenata (engl. amplified fragment length polymorphism - AFLP) i kariotipizacijom pokazuju da su oba subgenoma hibrida S. cerevisiae × S. uvarum i S. cerevisiae × S. kudriavzevii izmjenjena. Međutim, promjene genoma segreganata F1 hibrida S. cerevisiae × S. kudriavzevii bile su znatnije od onih segreganata hibrida S. cerevisiae × S. uvarum. Novi su genotipovi utjecali na fiziološke značajke hibrida te nastanak novih fenotipova. Bitna je razlika među hibridima S. cerevisiae × S. uvarum i S. cerevisiae × S. kudriavzevii opažena u potrošnji šećera i različitoj dinamici rasta kod povećanih koncentracija natrijevog klorida, uree i mikonazola. Roditeljski su sojevi različito utjecali na konačnu metaboličku sliku hibrida kvasaca. Usporedbom genotipskih svojstava umjetnih hibrida s nekoliko hibrida izoliranih iz prirodnih staništa (vinograda i otpadnih voda) utvrđena je veća genetska raznolikost hibrida S. cerevisiae × S. kudriavzevii. Umjetni i prirodni hibridi Saccharomyces cerevisiae × S. uvarum bili su različito osjetljivi prema osmolitima i mikonazolu, dok su se hibridi S. cerevisiae × S. kudriavzevii razlikovali i u potrošnji maltotrioze. Iz dobivenih se rezultata može zaključiti da kromosomalna rekombinacija i genomska reorganizacija kao post-hibridizacijski procesi mogu značajno utjecati na fenotipska svojstva hibridnih potomaka. U usporedbi s roditeljskim sojevima, segreganti F1 mogu generirati različite fenotipove, što upućuje na zaključak da su specifični uvjeti rasta kvasaca uzrokovali nastanak novih evolucijskih tokova.

Ključne riječi

Saccharomyces cerevisiae; S. uvarum, S. kudriavzevii; interspecijski hibridi kvasca; AFLP, kariotipizacija

Hrčak ID:

118539

URI

https://hrcak.srce.hr/118539

Datum izdavanja:

17.3.2014.

Podaci na drugim jezicima: engleski

Posjeta: 1.610 *