真菌学国家重点实验室揭示拉格啤酒酵母菌的真正起源

     根据发酵工艺和所用菌种的不同可将啤酒分为两大类，即爱尔(ale)啤酒和拉格(lager)啤酒。前者使用酿酒酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)在相对较高的温度下发酵，酵母菌往往浮在上层，故又称上层发酵啤酒。后者在低温(10°C左右)条件下发酵，酵母菌往往沉于底层，故又称下层发酵啤酒。人类最开始酿造的是爱尔啤酒，已有数千年的历史。拉格啤酒一般认为最早于15世纪出现在德国巴伐利亚，以后很快流行开来，逐步取代爱尔啤酒成为全球生产和消费量最大的酒精饮料。我国生产的啤酒基本上都属于拉格啤酒。

     拉格啤酒发酵菌种称为巴斯德酵母(S. pastorianus)，研究显示该种酵母菌是一个杂合种，是由爱尔啤酒发酵菌种S. cerevisiae与另一种酵母菌杂交而形成。后者赋予了拉格啤酒酵母的低温发酵能力，但其来源一直是个待解之谜。由美国、阿根廷和葡萄牙研究者组成的联合研究组最近在阿根廷巴塔哥尼亚(Patagonia)高原地区发现了一种酿酒酵母属新种，命名为真贝氏酵母(S. eubayanus)。比较基因组学研究发现这种酵母菌与拉格啤酒酵母菌基因组中的非S. cerevisiae部分具有99.56%的序列相似性，是已发现的与拉格啤酒酵母最接近的野生酵母菌种。故上述国际研究团队认为S. eubayanus是拉格啤酒酵母的野生亲本，提出了拉格啤酒酵母的巴塔哥尼亚起源说(PNAS, 2011)。

     中科院微生物研究所真菌学国家重点实验室的白逢彦研究组，近年对青藏高原和相邻地区的酵母菌多样性进行了系统研究，发现这一地区酿酒酵母属的物种多样性远高于世界其他地区，显示青藏高原或相邻地区可能是该类酵母菌的多样性中心或起源中心。从该地区分离的S. eubayanus菌株的遗传多样性也远远高于美洲。青藏高原S. eubayanus已分化出3个遗传差异显著的谱系，即华西、西藏和四川谱系，而美洲S. eubayanus属于其中的一个谱系，即西藏谱系。说明青藏高原才是S. eubayanus的真正起源地。单基因和多基因序列分析都证明，与巴塔哥尼亚群体相比，S. eubayanus的一个西藏群体与拉格啤酒酵母的相应基因具有更高的相似性，许多基因序列甚至完全相同。全基因组序列分析显示，S. eubayanus的西藏菌株与拉格啤酒酵母基因组的非S. cerevisiae部分具有99.82%的序列相似性。上述结果明确显示，西藏S. eubayanus菌株才是拉格啤酒酵母真正的野生亲本，拉格啤酒酵母可能起源于中国或东亚。因亚洲和欧洲同处于一块大陆上，通过丝绸之路开展的中欧贸易也比美欧跨大西洋贸易至少早1500多年，这些地理和历史事实也说明拉格啤酒酵母的中国或东亚起源说比巴塔哥尼亚说更合理。

     这一研究结果已以快讯形式发表于Current Biology期刊上(http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822(14)00469-2)。

     该项研究得到了国家自然科学基金重大研究计划项目和科技部基础性工作专项的支持。