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http://hdl.handle.net/1843/72651
Type: | Artigo de Periódico |
Title: | Multiple rounds of artificial selection promote microbe secondary domestication — the case of cachaça yeasts |
Authors: | Raquel Barbosa Ana Pontes Renata O. Santos Gabriela G. Montandon Camila Munique Paula Baltar Silva de Ponzzes Gomes Paula B. Morais Paula Gonçalves Carlos Augusto Rosa José Paulo Sampaio |
Abstract: | The study of microbe domestication has witnessed major advances that contribute to a better understanding of the emergence of artificially selected phenotypes and set the foundations of their rational improvement for biotechnology. Several features make Saccharomyces cerevisiae an ideal model for such a study, notably the availability of a catalogue of signatures of artificial selection and the extensive knowledge available on its biological processes. Here, we investigate with population and comparative genomics a set of strains used for cachaça fermentation, a Brazilian beverage based on the fermentation of sugar cane juice. We ask if the selective pressures posed by this fermentation have given rise to a domesticated lineage distinct from the ones already known, like wine, beer, bread, and sake yeasts. Our results show that cachaça yeasts derive from wine yeasts that have undergone an additional round of domestication, which we define as secondary domestication. As a consequence, cachaça strains combine features of wine yeasts, such as the presence of genes relevant for wine fermentation and advantageous gene inactivations, with features of beer yeasts like resistance to the effects of inhibitory compounds present in molasses. For other markers like those related to sulfite resistance and biotin metabolism our analyses revealed distributions more complex than previously reported that support the secondary domestication hypothesis. We propose a multilayered microbe domestication model encompassing not only transitions from wild to primarily domesticated populations, as in the case of wine yeasts, but also secondary domestications like those of cachaça yeasts. |
Abstract: | O estudo da domesticação de micróbios tem testemunhado grandes avanços que contribuem para uma melhor compreensão do surgimento de fenótipos selecionados artificialmente e estabelecem as bases do seu melhoramento racional para a biotecnologia. Diversas características fazem da Saccharomyces cerevisiae um modelo ideal para tal estudo, notadamente a disponibilidade de um catálogo de assinaturas de seleção artificial e o amplo conhecimento disponível sobre seus processos biológicos. Aqui, investigamos com genômica populacional e comparativa um conjunto de cepas utilizadas para fermentação de cachaça, uma bebida brasileira baseada na fermentação do caldo de cana-de-açúcar. Perguntamos se as pressões seletivas impostas por esta fermentação deram origem a uma linhagem domesticada distinta das já conhecidas, como as leveduras de vinho, cerveja, pão e saquê. Nossos resultados mostram que as leveduras de cachaça derivam de leveduras de vinho que passaram por uma rodada adicional de domesticação, que definimos como domesticação secundária. Como consequência, as cepas de cachaça combinam características das leveduras de vinho, como a presença de genes relevantes para a fermentação do vinho e inativações genéticas vantajosas, com características das leveduras de cerveja, como a resistência aos efeitos de compostos inibitórios presentes no melaço. Para outros marcadores como aqueles relacionados à resistência ao sulfito e ao metabolismo da biotina, nossas análises revelaram distribuições mais complexas do que as relatadas anteriormente, o que apoia a hipótese de domesticação secundária. Propomos um modelo de domesticação de micróbios em múltiplas camadas, abrangendo não apenas transições de populações selvagens para populações principalmente domesticadas, como no caso das leveduras de vinho, mas também domesticações secundárias, como as das leveduras de cachaça. |
Subject: | Genoma microbiano Microorganismos Leveduras (Fungos) Cachaça |
language: | eng |
metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
Publisher Initials: | UFMG |
metadata.dc.publisher.department: | ICB - DEPARTAMENTO DE BOTÂNICA ICB - DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGIA |
Rights: | Acesso Aberto |
metadata.dc.identifier.doi: | https://doi.org/10.1093/gbe/evy132 |
URI: | http://hdl.handle.net/1843/72651 |
Issue Date: | 2018 |
metadata.dc.url.externa: | https://academic.oup.com/gbe/article/10/8/1939/5047776?login=true |
metadata.dc.relation.ispartof: | Genome Biology and Evolution |
Appears in Collections: | Artigo de Periódico |
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