Ruiz J, de Celis M, Martín-Santamaría M, Benito-Vázquez I, Pontes A, Lanza VF, Sampaio JP, Santos A, Belda I.
Global distribution of IRC7 alleles in Saccharomyces cerevisiae populations: a genomic and phenotypic survey within the wine clade.
Environ Microbiol. 2021 May 10.
DOI: 10.1111/1462-2920.15540
RESUMEN
La levadura Saccharomyces cerevisiae es uno de los microorganismos mejor estudiados por su importancia biotecnológica e industrial. Por ello, además, es un interesante modelo de estudio de los efectos de la domesticación en los microrganismos a nivel genómico, fenotípico y ecológico. Durante el proceso de domesticación a ambientes antrópicos, las cepas salvajes de S. cerevisiae han evolucionado hasta cepas altamente especializadas y adaptadas a las condiciones estresantes del contexto industrial que habitan, cambiando drásticamente su estilo de vida. En el caso del vino, las cepas de S. cerevisiae han acumulado gran cantidad de marcadores genómicos de domesticación, que les confieren ventajas fenotípicas que les permiten sobrevivir y desarrollarse eficientemente en el ambiente vínico. En este trabajo, realizado en el laboratorio de Ecología e interacciones microbianas (minelab.bioucm.es) de la Universidad Complutense de Madrid, con la colaboración de la Universidad Nova de Lisboa y el Instituto Ramón y Cajal de Investigación Sanitaria, exploramos la paradójica distribución de los alelos del gen IRC7 - codificante para una enzima β-liasa responsable de la producción de aromas frutales en el vino- en poblaciones salvajes y domesticadas de S. cerevisiae. Curiosamente, el alelo IRC7S, portador de una deleción y, por tanto, codificante para una enzima Irc7p menos funcional, se encuentra fijado en la población de cepas vínicas de S. cerevisiae. Estudiando la distribución global de este alelo en los diferentes linajes filogenéticos de S. cerevisiae confirmamos que, a pesar de su alta prevalencia en el linaje vínico, este alelo delecionado presenta una prevalencia minoritaria en otros linajes domesticados (cerveza o pan) y se encuentra completamente ausente en todos los linajes salvajes. A través de un fenotipado a gran escala demostramos que las cepas portadoras del alelo IRC7S presentan un patrón fenotípico específico, mostrando un mejor fitness, tanto a nivel de parámetros de crecimiento (menor fase de latencia y mayor tasa de crecimiento) como a nivel de capacidad competitiva. Por último, el estudio genómico permitió identificar una serie de variantes de secuencia con patrones de co-ocurrencia significativos con el alelo IRC7S, que podrían contribuir al fenotipo ventajoso y, por tanto, a la mayor prevalencia de las cepas portadoras de este alelo delecionado en el ambiente vínico; a pesar de que su presencia en homocigosis anula la capacidad de estas levaduras para liberar aromas tiólicos varietales, muy apreciados en vinos blancos.
