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Brettanomyces bruxellensis 是一种与多种发酵环境相关的酵母，其特征是具有广泛的遗传多样性，包括由独立杂交事件产生的二倍体、同源三倍体和异源三倍体谱系。这些谱系与不同的生态位相关，并为研究复杂基因组中的代谢性状演化提供了框架。硝酸盐同化是酵母中相对少见的一种性状，已有研究在 B. bruxellensis 中报道了该性状，但其在该物种内的分布及进化历史仍缺乏深入了解。在本研究中，我们结合对151株菌株的表型表征和对946个全基因组序列的基因组分析，对硝酸盐同化进行了研究。生长实验表明，硝酸盐同化在不同遗传谱系中广泛存在，但分布并不均匀：部分群体基本保留了这一性状，而另一些群体则频繁丧失该性状。基因组分析鉴定出影响硝酸盐同化基因簇的大量变异，该基因簇由 YNR1、YNI1 和 YNT1 组成。硝酸盐同化与基因拷贝数和预测的基因功能密切相关；能够同化硝酸盐的菌株通常携带更多具有功能的该基因簇拷贝。借助该物种复杂的基因组结构，我们在异源三倍体谱系中分别对初始基因组和获得基因组进行了分析，并揭示了杂交后的不同进化轨迹。尽管硝酸盐同化基因通常在初始基因组中得以保留，但获得基因组中基因丧失和预测的功能丧失变异发生率更高，揭示了不同亚基因组之间的不对称演化动态。总体而言，我们的结果表明，硝酸盐同化是一种祖先性状，其在 B. bruxellensis 各谱系中的维持程度存在差异，这一过程受到拷贝数变异、基因退化以及基因组特异性进化动态的共同影响。这些发现为理解基因组结构和多倍体演化如何塑造工业相关酵母物种中代谢性状的维持与丧失提供了新的见解。
布鲁塞尔酒香酵母（*Brettanomyces bruxellensis*）是一种与多种发酵环境相关的酵母物种，具有广泛的遗传多样性，包括由独立杂交事件产生的二倍体、自源三倍体和异源三倍体谱系。这些谱系分别与不同的生态位相关，并为研究复杂基因组中代谢性状的演化提供了框架。硝酸盐同化是酵母中相对少见的一种性状，已有研究在布鲁塞尔酒香酵母中报道了该性状，但其在该物种内的分布及演化历史仍缺乏深入认识。在本研究中，我们结合对151株菌株的表型鉴定和对946条全基因组序列的基因组分析，探究了硝酸盐同化特性。生长实验表明，硝酸盐同化在不同遗传谱系中广泛存在，但分布并不均匀：部分群体基本保留了该性状，而另一些群体则频繁丧失该性状。基因组分析发现，硝酸盐同化基因簇——由YNR1、YNI1和YNT1组成——存在广泛变异。硝酸盐同化与基因拷贝数和预测的基因功能完整性均呈现强关联，能够同化硝酸盐的菌株通常携带更多具有功能的该基因簇拷贝。借助该物种复杂的基因组结构，我们对异源三倍体谱系中的初始基因组和获得基因组分别进行了独立分析，并揭示了杂交后的不同演化轨迹。硝酸盐同化基因通常在初始基因组中得以保留，而获得基因组则表现出更高频率的基因丢失和预测的功能丧失变异，揭示了不同亚基因组之间的不对称演化动态。总体而言，我们的结果表明，硝酸盐同化是一种祖先性状，其在布鲁塞尔酒香酵母不同谱系中的维持存在差异，这一过程由拷贝数变异、基因退化以及基因组特异性的演化动态共同驱动。这些发现进一步揭示了基因组结构和多倍体演化如何塑造工业相关酵母物种中代谢性状的维持与丧失。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.31.748220v1?rss=1
🏷️ 布鲁塞尔酒香酵母 硝酸盐同化 多倍体进化 基因拷贝数变异 基因组退化 亚基因组演化