Natural allelic variations of Saccharomyces cerevisiae impact stuck fermentation due to the combined effect of ethanol and temperature; a QTL-mapping study

Autor: Marullo, Philippe, Durrens, Pascal, Peltier, Emilien, Bernard, Margaux, Mansour, Chantal, Dubourdieu, Denis
Přispěvatelé: Faculté d'Oenologie [Bordeaux II], Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV), BioLaffort [Floirac], Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, from patterns to models in computational biodiversity and biotechnology (PLEIADE), Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Laboratoire Bordelais de Recherche en Informatique (LaBRI), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Université Bordeaux Segalen - Bordeaux 2, Unité de Recherche Oenologie [Villenave d'Ornon], Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV)-Université de Bordeaux (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Philippe Marullo received 2 grants from Conseil Regional d’Aquitaine (SAGESSE forgenome sequencing, and QTL2 for genotyping). The funders had no role in study design, data collection and analysis, decision to publish, or preparation of the manuscript., Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Bordeaux (UB)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Biodiversité, Gènes & Communautés (BioGeCo), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Unité de Recherche Oenologie [Villenave d'Ornon] (OENO), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Bordeaux (UB)-Institut des Sciences de la Vigne et du Vin (ISVV), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB), Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Université de Bordeaux (UB)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale Supérieure d'Électronique, Informatique et Radiocommunications de Bordeaux (ENSEIRB)-Inria Bordeaux - Sud-Ouest
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: BMC Genomics
BMC Genomics, BioMed Central, 2019, 20 (1), ⟨10.1186/s12864-019-5959-8⟩
BMC Genomics, 2019, 20 (1), pp.1-17. ⟨10.1186/s12864-019-5959-8⟩
BMC Genomics 1 (20), 1-17. (2019)
BMC Genomics, BioMed Central, 2019, 20 (1), pp.1-17. ⟨10.1186/s12864-019-5959-8⟩
BMC Genomics, Vol 20, Iss 1, Pp 1-17 (2019)
ISSN: 1471-2164
DOI: 10.1186/s12864-019-5959-8⟩
Popis: Background Fermentation completion is a major prerequisite in many industrial processes involving the bakery yeast Saccharomyces cerevisiae. Stuck fermentations can be due to the combination of many environmental stresses. Among them, high temperature and ethanol content are particularly deleterious especially in bioethanol and red wine production. Although the genetic causes of temperature and/or ethanol tolerance were widely investigated in laboratory conditions, few studies investigated natural genetic variations related to stuck fermentations in high gravity matrixes. Results In this study, three QTLs linked to stuck fermentation in winemaking conditions were identified by using a selective genotyping strategy carried out on a backcrossed population. The precision of mapping allows the identification of two causative genes VHS1 and OYE2 characterized by stop-codon insertion. The phenotypic effect of these allelic variations was validated by Reciprocal Hemyzygous Assay in high gravity fermentations (> 240 g/L of sugar) carried out at high temperatures (> 28 °C). Phenotypes impacted were mostly related to the late stage of alcoholic fermentation during the stationary growth phase of yeast. Conclusions Our findings illustrate the complex genetic determinism of stuck fermentation and open new avenues for better understanding yeast resistance mechanisms involved in high gravity fermentations. Electronic supplementary material The online version of this article (10.1186/s12864-019-5959-8) contains supplementary material, which is available to authorized users.
Databáze: OpenAIRE
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