台灣發現 121 種野生釀酒酵母 多樣性為世界最高 或為其中一個起源地

釀酒酵母 (Saccharomyces cerevisiae) ,是被人類廣泛利用的一種重要微生物,釀酒、做麵包等都會用到,也是科研界應用最多的模式物種之一。不過到底釀酒酵母起源地在哪裡呢?

2018 年,曾有兩團隊同時發現東亞地區可能是釀酒酵母的發源地,但其馴化前之演化歷史、生物地理關係跟生態角色還有待探索。

最新刊於《基因體研究》的研究則指出,台灣的釀酒酵母多樣性為世界最高,可能是其中一個接近人類首度將釀酒酵母馴化的起源。

有關酵母

酵母泛指能發酵糖類的各種單細胞微生物,廣泛生活於潮濕且富含糖分的物體表層,例如果皮表層、土壤、植物表面、植物分泌物。這些微生物一般可進行無性生殖,但也可以通過形成孢子的形式進行有性生殖。酵母經常被用於酒精釀造或者麵包烘焙。目前已知有 1,500 多種酵母。

該個由台灣中央研究院生物多樣性研究中心演化生物學家蔡怡陞領導的團隊,早在 2016 年開始於台灣全島採集逾 2,000 項自然環境樣本,是目前針對野生酵母調查中最詳細的報告。這些樣本均來自不同植物的樹葉、樹幹、果實、地面等環境,但是在大部份環境中僅佔約 0.012% 表面,換言之是存在感很低,但無所不在。

團隊最終從這些樣本分離出 121 個來自 9 個演化支的釀酒酵母株, 3 個支為台灣獨有,其餘 6 支則廣泛遍佈於亞洲。更重要是中國是迄今已知全球釀酒酵母多樣性最高的地方,被認為極可能是發源地,可是台灣的多樣性竟然也差不多,而台灣發現的部份演化支譜系分化的時間點,反映在更新世晚期台灣海峽消失形成陸橋促進遷徙的事件。

圖:中央研究院生物多樣性研究中心

雖然研究無確認台灣是釀酒酵母的發源地,但無疑增加了證據證明釀酒酵母發跡於東亞——台灣位於東亞各國交流範圍,逐漸分家的釀酒酵母可能不斷隨移民進入台灣,並以此作為其中一個跳板到達其他地區。

此外,團隊在距離非常近的採樣地點,竟然同時含有遺傳差異極大的酵母譜系。相反在中國的研究顯示,不同譜系酵母不會密集式棲息,這很可能屬台灣獨有特色。

蔡怡陞在新聞稿強調,是次研究排序出的百多個酵母株皆沒有被人類馴化過,將成為國際實驗並應用的重要生物資源,團隊也會開放是次發現的數據,提供給全球團隊作研究之用。

未來,研究團隊將進一步探討這些野生的釀酒酵母族群在基因體結構與表現型上的特異性,以及在生態中所扮演的角色。

圖:ELEVATE

來源:

中央研究院生物多樣性研究中心 — 臺灣是釀酒酵母的家鄉:在發源地追溯釀酒酵母被馴化前的自然史
https://www.biodiv.tw/zh_research-20220516133934

報告:

Lee, T.J.Y., Liu, Y.C., Liu, W.A. & et al. (2022). Extensive sampling of Saccharomyces cerevisiae in Taiwan reveals ecology and evolution of predomesticated lineages. Genome Res. 2022. 32: 864-877. doi: 10.1101/gr.276286.121

文/AC、 審/WL

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