驯服野生奶酪真菌

2019-11-21 260霉菌

发酵食品的味道很大程度上是由生长在其上的真菌形成的,但这些真菌的进化起源还不清楚。本周发表在mBio上的实验发现为微生物学家提供了一种新的观点,驯服野生奶酪真菌即这些霉菌是如何从野生菌株进化成用于食品生产的驯化菌株的。

在这篇论文中,微生物学家报告说,野生型的青霉霉菌可以迅速进化,驯服野生奶酪真菌,几周后,这些菌株就会与它们驯化的表亲——卡蒙贝蒂青霉菌非常相似,而正是这种霉菌赋予了卡蒙伯特奶酪独特的风味。这项研究显示了一种真菌如何在短时间内重塑其新陈代谢;这项研究的领导者、微生物学家Benjamin Wolfe博士说,这也证明了一种探索其他用于食物的文化进化的策略。

“在发酵食品中,随着时间的推移,微生物有很多潜在的进化和变化,”Wolfe说。

偶然的发现

Wolfe在马萨诸塞州梅德福市塔夫茨大学的实验室。他说,这项新的实验始于一个偶然的发现。他的实验室一直在培育和研究青霉菌。青霉菌是一种蓝色的野生真菌,以破坏奶酪和其他食物而闻名。Wolfe把它的气味比作潮湿的地下室。

但随着时间的推移,研究人员注意到一些含有臭气的实验室培养皿发生了变化。Wolfe说:“在很短的时间内,这种带有蓝色霉味的真菌就停止了制造毒素。”文化失去了他们的蓝色调,变成白色;它们闻起来像新鲜的青草,开始看起来更像卡蒙贝蒂。“这表明,在某些环境中,它可能真的会很快改变,”他说。

驯服野生奶酪真菌

为了实时研究这种进化,Wolfe和他的同事们从佛蒙特州的一个奶酪洞穴中采集了真菌样本,该洞穴曾是青霉霉菌的野生菌种的殖民地。研究人员在含有奶酪凝块的实验室培养皿中培育这些霉菌。在一些培养皿中,野生霉菌单独生长;在另一些地方,它是与微生物一起生长的,而这些微生物在奶酪殖民的激烈世界里是已知的竞争对手。

Wolfe说,一周后,在所有的实验测试中,模具都呈现出蓝绿色和模糊状态,几乎没有变化。但随着时间的推移,在单独生长霉菌的培养皿中,霉菌的外观发生了变化。在连续传代的三到四周内,霉菌种群被转移到含有奶酪凝块的新盘子中,30- 40%的霉菌样品开始看起来更像P. camemberti。在一些盘子里,它变得更白更光滑;另一些则不那么模糊。(在竞争性的测试中,野生型的进化速度没有那么快,也没有那么明显。)

后续分析

在后续的分析中,Wolfe和他的团队试图找出可能解释这种快速进化的基因组突变,但没有找到任何明显的罪魁祸首。Wolfe说:“这不仅仅是基因的问题。“在这种奶酪环境中生长,可能会触发一种表观遗传开关。我们不知道是什么触发了它,也不知道它有多稳定。”

研究人员怀疑,大多数发酵食品中使用的微生物——包括奶酪,但也包括啤酒、葡萄酒、清酒等——都是无意中驯化的,它们在食物环境中生长时,会产生不同的味道和质地。Wolfe说,他的实验室的研究表明,野生菌株可以被有意驯化,以生产新的手工食品。

当然,先从奶酪开始。“用来制作美国卡门培尔乳酪的菌类是法国的,”Wolfe说,“但也许我们可以出去找一些野生菌种,把它们带进实验室,然后驯化它们。”我们可以采用一种多样化的新方法在美国生产奶酪。”

引用

American Society for Microbiology. "Taming the wild cheese fungus." ScienceDaily. ScienceDaily, 15 October 2019.
www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191015075241.htm.

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