Distribution of the Bari-I transposable element in stable hybrid strains between Drosophila melanogaster and Drosophila simulans and in Brazilian populations of these species

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Stable hybrid containing haploid genomes of two obligate diploid Candida species

Candida albicans and Candida dubliniensis are diploid, predominantly asexual human-pathogenic yeasts. In this study, we constructed tetraploid (4n) strains of C. albicans of the same or different lineages by spheroplast fusion. Induction of chromosome loss in the tetraploid C. albicans generated diploid or near-diploid progeny strains but did not produce any haploid progeny. We also constructed stable heterotetraploid somatic hybrid strains (2n + 2n) of C. albicans and C. dubliniensis by spheroplast fusion. Heterodiploid (n + n) progeny hybrids were obtained after inducing chromosome loss in a stable heterotetraploid hybrid. To identify a subset of hybrid heterodiploid progeny strains carrying at least one copy of all chromosomes of both species, unique centromere sequences of various chromosomes of each species were used as markers in PCR analysis. The reduction of chromosome content was confirmed by a comparative genome hybridization (CGH) assay. The hybrid strains were found to be stably propagated. Chromatin immunoprecipitation (ChIP) assays with antibodies against centromere-specific histones (C. albicans Cse4/C. dubliniensis Cse4) revealed that the centromere identity of chromosomes of each species is maintained in the hybrid genomes of the heterotetraploid and heterodiploid strains. Thus, our results suggest that the diploid genome content is not obligatory for the survival of either C. albicans or C. dubliniensis. In keeping with the recent discovery of the existence of haploid C. albicans strains, the heterodiploid strains of our study can be excellent tools for further species-specific genome elimination, yielding true haploid progeny of C. albicans or C. dubliniensis in future.

Network genealogy of 195-bp satellite DNA supports the superimposed hybridization hypothesis of Trypanosoma cruzi evolutionary pattern

Trypanosoma cruzi is highly diverse genetically and has been partitioned into six discrete typing units (DTUs), recently re-named T. cruzi I-VI. Although T. cruzi reproduces predominantly by binary division, accumulating evidence indicates that particular DTUs are the result of hybridization events. Two major scenarios for the origin of the hybrid lineages have been proposed. It is accepted widely that the most heterozygous TcV and TcVI DTUs are the result of genetic exchange between TcII and TcIII strains. On the other hand, the participation of a TcI parental in the current genome structure of these hybrid strains is a matter of debate. Here, sequences of the T. cruzi-specific 195-bp satellite DNA of TcI, TcII, Tat, TcV, and TcVI strains have been used for inferring network genealogies. The resulting genealogy showed a high degree of reticulation, which is consistent with more than one event of hybridization between the Tc DTUs. The data also strongly suggest that Tat is a hybrid with two distinct sets of satellite sequences, and that genetic exchange between TcI and TcII parentals occurred within the pedigree of the TcV and TcVI DTUs. Although satellite DNAs belong to the fast-evolving portion of eukaryotic genomes, in >100 satellite units of nine T. cruzi strains we found regions that display 100% identity. No DTU-specific consensus motifs were identified, inferring species-wide conservation. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Identifizierung, Quantifizierung und Hemmung von ausgewählten Hefen im Wein

Hefen stellen einen großen und wichtigen Teil der Mikrobiota während der Weinbereitung dar, da ohne ihre alkoholische Fermentation die Umwandlung von Most und Wein nicht möglich wäre. Ferner ist es ihre Vielzahl an Stoffwechselprodukten, die dem Aroma des fertigen Weines eine zusätzliche Komplexität verleihen. Auf der anderen Seite steht durch den Metabolismus verschiedenster so genannter Wildhefen die Gefahr von Qualitätsabstufungen der Weine, was allgemein als „Weinfehler“ betrachtet wird. Ziel dieser Arbeit war zum einen die taxonomische Einordnung von Saccharomyces-Spezies, sowie die Quantifizierung und Hemmung von ausgewählten Wildhefen während der Weinbereitung.rnEin Teil dieser Arbeit umfasste die Identifizierung der nahverwandten Mitglieder der Saccharomyces sensu stricto-Gruppe. Durch den Einsatz des DNA-Fingerpinting-Systems SAPD-PCR konnten alle die Gruppe umfassenden Spezies anhand spezifischer Bandenmuster nachgewiesen werden, wodurch eine Einordnung dieser schwer zu differenzierenden Arten möglich war. Die Differenzierung zwischen den einzelnen Spezies war in jedem Fall deutlicher als dies die Sequenzierung der 5.8S rDNA und ihre flankierenden ITS-Regionen vermochte. Die SAPD-PCR zeichnete sich zudem durch eine geringe Muster-Varianz bei verschiedenen Stämmen einer Art aus und konnte zuverlässig unbekannte Stämme bestimmen und bereits hinterlegte Stämme neu klassifizieren. Zudem konnte mit Hilfe dieses Systems Hybride aus Saccharomyces cerevisiae und S. bayanus bzw. S. cerevisiae und S. kudriavzevii detektiert werden, wenn diese Hybride aus relativ gleichen genomischen Anteilen der Eltern bestanden. rnZusätzlich wurde ein quantitatives PCR-System entwickelt, um die Gattungen Saccharomyces, Hanseniaspora und Brettanomyces in Most und Wein detektieren und quantifizieren zu können. Die hierfür entwickelten Primer zeigten sich spezifisch für die untersuchten Arten. Durch die serielle Verdünnung definierter DNA-Mengen konnte für alle drei Systeme eine Kalibrierungskurve erstellt werden, mit Hilfe derer die tatsächlichen Quantifizierungen durchgeführt wurden. Die qPCR-Analyse lieferte ähnliche Zellzahlen wie Lebendzellzahl-Bestimmungen und wurde nicht von anderen Spezies und von Traubensaft gestört. Die maximal detektierbare Zellzahl betrug 2 x 107 Zellen/ml, während die minimale Detektionsgrenze je nach Art zwischen 1 x 102 Zellen/ml und 1 x 103 Zellen/ml lag. Allerdings konnte eine effektive DNA-Isolierung dieser geringen Zellzahlen nur erreicht werden, wenn die Zellzahl durch artfremde Hefen künstlich erhöht wurde. Die Analyse einer Most-Vergärung mit den drei Spezies zeigte schlussendlich, dass die quantitative PCR sicher und schnell Veränderungen und Sukzessionen detektiert und so ein geeignetes Mittel darstellt, um Populationsdynamiken während der Weinherstellung zu beobachten. rnDer letzte Teil dieser Arbeit befasste sich mit der Inhibierung von Schadhefen durch zellwand-hydrolysierende Enzyme. Es konnte hierbei eine endoglykosidisch wirkende β-1,3-Glucanase aus dem Bakterium Delftia tsuruhatensis isoliert werden. Diese besaß eine ungefähre Masse von 28 kDa, einen isolektrischen Punkt von ca. 4,3 und wirkte mit einer spezifischen Aktivität von 10 U/mg Protein gegen das Glucan Laminarin. Zudem zeigte das Enzym ein Temperaturoptimum von 50 °C und ein pH-Optimum bei pH 4,0. Weinparameter wie erhöhte Konzentrationen an Ethanol, Phenolen und Sulfit beeinflussten die Wirkung des Enzyms nicht oder nur wenig. Neben der allgemeinen Wirkung gegen β-1,3-Glucane konnte hier auch gezeigt werden, dass ebenso gut die β-1,3-Glucane in der Zellwand verschiedener Hefen hydrolysiert wurden. Fluoreszenz- und rasterelektronen-mikroskopische Aufnahmen von Hefezellen nach Inkubation mit der β-1,3-Glucanase zeigten zusätzlich die Zerstörung der Zelloberfläche der Hefen. Die lytische Wirkung des Enzyms wurde an verschiedenen weintypischen Hefen getestet. Hierbei zeigten sich stammspezifische Unterschiede in der Sensitivität gegenüber dem Enzym. Außerdem konnte festgestellt werden, dass sowohl Wachstumsphase als auch Medium der Hefen Einfluss auf deren Zellwand hat und somit auch auf die Wirkung des Enzyms.rn

Entwicklung und Evaluierung von Methoden zur zeitnahen Identifizierung weinrelevanter Mikroorganismen

Hefen der Gattung Saccharomyces und Milchsäurebakterien sind bei der Weinbereitung von besonderer Bedeutung. Neben der alkoholischen Gärung sind Hefen an der Ausbildung von Aromastoffen beteiligt. Milchsäurebakterien spielen eine Rolle beim biologischen Säureabbau (malolaktische Fermentation), können jedoch aufgrund ihrer Stoffwechseleigenschaft weitere Aromamodifikationen bewirken. Die Zusammensetzung der mikrobiellen Flora zu verschiedenen Zeitpunkten der Weinbereitung hat einen direkten Einfluss auf die Qualität der Weine, welche sich sowohl positiv als auch negativ verändern kann. Daher ist die zuverlässige Identifizierung und Differenzierung verschiedener Mikroorganismen auf Art- aber auch Stamm-Ebene während der Vinifikation von Bedeutung.rnDer erste Teil dieser Arbeit beschäftigte sich mit der Differenzierung von Hefearten der Gattung Saccharomyces, welche mit Hilfe konventioneller Methoden nicht eindeutig identifiziert werden können. Unter Verwendung des DNA-Fingerprintverfahrens Specifically Amplified Polymorphic DNA (SAPD)-PCR sowie der Matrix-Assisted-Laser-Desorption/Ionization-Time-Of-Flight-Mass-Spectrometry (MALDI-TOF-MS) war eine Differenzierung dieser taxonomisch sehr nah verwandten Arten möglich. Weiterhin konnten interspezifische Hybridstämme detektiert werden. In diesem Zusammenhang wurde der Hybridcharakter des Stammes NCYC 3739 (S. cerevisiae x kudriavzevii) entdeckt. Um die Elternspezies eines Hybridstamms zuverlässig zu bestimmen, sind weiterführende Genanalysen notwendig. Hierzu konnte eine Restriktionsfragmentlängenpolymorphismus (RFLP)-Analyse verschiedener genetischer Marker erfolgreich herangezogen werden.rnIm Rahmen dieser Arbeit wurde weiterhin ein Schnellidentifizierungssystem zum Nachweis weinrelevanter Milchsäurebakterien entwickelt. Mit Hilfe der Sequence Characterized Amplified Region (SCAR)-Technik konnten artspezifische Primer generiert werden, welche auf der Grundlage charakteristischer Fragmente der SAPD-PCR abgeleitet wurden. Durch die Anwendung dieser Primer in einer Multiplex-PCR-Reaktion war die Detektion verschiedener, einerseits häufig in Wein vorkommender und andererseits potentiell an der Ausbildung von Weinfehlern beteiligter Milchsäurebakterien-Arten möglich. Die ermittelte Nachweisgrenze dieser Methode lag mit 10^4 - 10^5 Zellen/ml im Bereich der Zelltiter, die in Most und Wein anzutreffen sind. Anhand der Untersuchung verschiedener Weinproben von Winzern in Rheinhessen wurde die Praxistauglichkeit dieser Methode demonstriert. rnUm die gesamten Milchsäurebakterien-Population im Verlauf der Weinbereitung zu kontrollieren, kann die Denaturierende Gradienten-Gelelektrophorese herangezogen werden. Hierzu wurden in dieser Arbeit Primer zur Amplifikation eines Teilbereichs des rpoB-Gens abgeleitet, da dieses Gen eine Alternative zur 16S rDNA darstellt. Die DNA-Region erwies sich als geeignet, um zahlreiche weinrelevante Milchsäurebakterien-Arten zu differenzieren. In einigen ersten Versuchen konnte gezeigt werden, dass diese Methode für eine praktische Anwendung in Frage kommt.rnOenococcus oeni ist das wichtigste Milchsäurebakterien während der malolaktischen Fermentation und wird häufig in Form kommerzieller Starterkulturen eingesetzt. Da verschiedene Stämme unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können, ist es von Bedeutung, die Identität eines bestimmten Stammes zweifelsfrei feststellen zu können. Anhand der Analyse verschiedener O. oeni-Stämme aus unterschiedlichen Weinbaugebieten konnte gezeigt werden, dass sowohl die nested SAPD-PCR als auch die MALDI-TOF-MS genügend Sensitivität aufweisen, um eine Unterscheidung auf Stamm-Ebene zu ermöglichen, wobei die mittels nSAPD-PCR ermittelten Distanzen der Stämme zueinander mit deren geographischer Herkunft korrelierte.rnDie in der vorliegenden Arbeit entwickelten Methoden können dazu beitragen, den Prozess der Weinherstellung besser zu kontrollieren und so eine hohe Qualität des Endproduktes zu gewährleisten.rn

Bedeutung von allelen Varianten des Hexose-Transporters Hxt3p und der Hexokinasen Hxk1p und Hxk2p für Aufnahme und Verwertung von Glucose und Fructose durch Weinhefen

In Hinsicht darauf, dass sich S. cerevisiae-Stämme im Laufe der Domestizierung und Anpassung an verschiedene Habitate genetisch verändert haben, wurde in dieser Arbeit eine repräsentative Auswahl von Labor-, kommerziellen und in der Natur vorkommenden Saccharomyces-Stämmen und ihren Interspezies-Hybriden auf die Verbreitung alleler Varianten der Hexokinase-Gene HXK1 und HXK2 getestet. Von den Hexose-Transportern stand Hxt3p im Mittelpunkt, da seine essentielle Rolle bei der Vergärung von Glucose und Fructose bereits belegt wurde.rnIn dieser Arbeit wurde gezeigt, dass es bedeutende Unterschiede in der Vergärung von Glucose und Fructose zwischen Weinhefen der Gattung Saccharomyces gibt, die z.T. mit Struktur-Varianten des Hexose-Transporter Hxt3p korrelieren. rnInsgesamt 51 Hefestämme wurden auf ihre allele Variante des HXT3-Gens untersucht. Dabei haben sich drei Hauptgruppen (die Fermichamp®-Typ Gruppe, Bierhefen und Hybrid-Stämme) mit unterschiedlichem HXT3-Allel ergeben. Im Zusammenhang mit der Weinherstellung wurden signifikante Nukleotid-Substitutionen innerhalb des HXT3-Gens der robusten S. cerevisiae-Stämme (wie z.B. Sekthefen, kommerzielle Starterkulturen) und Hybrid-Stämmen festgestellt. Diese Hefen zeichneten sich durch die Fähigkeit aus, den Most trotz stressigen Umwelt-Bedingungen (wie hohe Ethanol-Konzentration, reduzierter Ammonium-Gehalt, ungünstiges Glucose:Fructose-Verhältnis) zu vergären. rnDie Experimente deuten darauf hin, dass die HXT3-Allel-Variante des als Starterkultur verwendbaren Stammes Fermichamp®, für den verstärkten Fructose-Abbau verantwortlich ist. Ein gleiches Verhalten der Stämme mit dieser Allel-Variante wurde ebenfalls beobachtet. Getestet wurden die S. cerevisiae-Stämme Fermichamp® und 54.41, die bezüglich Hxt3p-Aminosäuresequenz gleich sind, gegenüber zwei S. cerevisiae-Stämmen mit dem HXT3-Standard-Alleltyp Fermivin® und 33. Der Unterschied in der Hexose-Verwertung zwischen Stämmen mit Fermichamp®- und Standard-Alleltyp war in der Mitte des Gärverlaufs am deutlichsten zu beobachten. Beide Gruppen, sowohl mit HXT3 Fermichamp®- als auch Fermivin®-Alleltyp vergoren die Glucose schneller als die Fructose. Der Unterschied aber zwischen diesen HXT3-Alleltypen bei der Zucker-Verwertung lag darin, dass der Fermichamp®-Typ eine kleinere Differenz in der Abbau-Geschwindigkeit der beiden Hexosen zeigte als der Fermivin®-Typ. Die Zuckeraufnahme-Messungen haben die relativ gute Fructose-Aufnahme dieser Stämme bestätigt.rnEbenfalls korrelierte der fructophile Charakter des Triple-Hybrides S. cerevisiae x S. kudriavzevii x S. bayanus-Stamm HL78 in Transportexperimenten mit verstärkter Aufnahme von Fructose im Vergleich zu Glucose. Insgesamt zeigte dieser Stamm ähnliches Verhalten wie die S. cerevisiae-Stämme Fermichamp® und 54.41. rnIn dieser Arbeit wurde ein Struktur-Modell des Hexose-Transporters Hxt3p erstellt. Als Basis diente die zu 30 % homologe Struktur des Proton/Xylose-Symporters XylE aus Escherichia coli. Anhand des Hxt3p-Modells konnten Sequenzbereiche mit hoher Variabilität (Hotspots) in drei Hxt3p-Isoformen der Hauptgruppen (die Fermichamp®-Typ Gruppe, Bierhefen und Hybrid-Stämme) detektiert werden. Diese signifikanten Aminosäure-Substitutionen, die eine mögliche Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Carriers mit sich bringen, konzentrieren sich auf drei Bereiche. Dazu gehören die Region zwischen den N- und C-terminalen Domänen, die cytosolische Domäne und der Outside-Loop zwischen Transmembranregion 9 und Transmembranregion 10. rnObwohl die Transportmessungen keinen Zusammenhang zwischen Stämmen mit unterschiedlichen HXT3-Allelen und ihrer Toleranz gegenüber Ethanol ergaben, wurde ein signifikanter Anstieg in der Zuckeraufnahme nach vorheriger 24-stündiger Inkubation mit 4 Vol% Ethanol bei den Teststämmen beobachtet. rnInsgesamt könnten allele Varianten von HXT3-Gen ein nützliches Kriterium bei der Suche nach robusten Hefen für die Weinherstellung oder für andere industrielle Anwendungen sein. Die Auswirkung dieser Modifikationen auf die Struktur und Effizienz des Hexose-Transporters, sowie der mögliche Zusammenhang mit Ethanol-Resistenz müssen weiter ausführlich untersucht werden. rnEin Zusammenhang zwischen den niedrig variablen Allel-Varianten der Hexokinase-Gene HXK1 und HXK2 und dem Zucker-Metabolismus wurde nicht gefunden. Die Hexokinasen der untersuchten Stämme wiesen allerdings generell eine signifikante geringere Affinität zu Fructose im Vergleich zu Glucose auf. Hier liegt sicherlich eine Hauptursache für den Anstieg des Fructose:Glucose-Verhältnisses im Laufe der Vergärung von Traubenmosten.rn

The distribution of the P-M hybrid dysgenesis system in Drosophila melanogaster strains from Brazil

Wild-caught flies of Drosophila melanogaster from seven natural populations of extreme regions of Brazil (Sao Luis, MA; Teresina, PI; Rio Cipo, MG; Maringa, PR; Sao Jose do Rio Preto, SP; Joinville, SC; and Porto Alegre, RS) were studied with the purpose of evaluating hybrid dysgenesis due to mobilization of P elements and the regulatory capacity of the strains' cytotypes. Diagnostic crosses were made and the strains classified according to their P-M phenotypes. Four strains were classified as moderate P (MA, MG, PI, and SP), two as Q (PR and RS) and one as M' (SC). Females of southern strains (PR, SC, and RS) presented in A crosses lower degrees of gonadal dysgenesis scores than those from northern strains (MA and PI).

The fatty acid profiles and energetic substrates of two Nile tilapia (Oreochromis niloticus, Linnaeus) strains, Red-Stirling and Chitralada, and their hybrid

Protein and lipid content as well as the fatty acid (FA) composition of storage tissues were analysed in two varieties of Oreochromis niloticus (Red-Stirling and Chitralada) and their hybrid. The animals were maintained in cages for 11 months. The samples were taken when the animals weighed 10, 50, 100, 250 and 500 g. The results showed that changes in the metabolic processes occur during an increase in body mass in both varieties of tilapia and also their hybrid, but that these differences are not found in animals collected at the commercial weight. The protein content of the fillet and liver decreased with growth and the same protein content associated with growth was found for fillet lipid content. The genetic variety did not influence the FA profile of the fillet, but different genotypes had different hepatic FA compositions. Even with the same lipid content, the hepatocytes of Chitralada accumulated higher levels of polyunsaturated fatty acids (PUFA) n6 in triglycerides and increased C22:6n3 in the hepatocyte membranes. The higher n6PUFA content was compensated by a lower fraction of saturated FA in the hepatocyte triglycerides. The skin of Chitralada also had higher n6PUFA and C22:6n3 contents, suggesting a higher ability to deposit PUFA in the skin due to alterations in the liver synthetic pathway.

A hybrid smoothed finite element method (H-SFEM) to solid mechanics problems

In this paper, a hybrid smoothed finite element method (H-SFEM) is developed for solid mechanics problems by combining techniques of finite element method (FEM) and Node-based smoothed finite element method (NS-FEM) using a triangular mesh. A parameter is equipped into H-SFEM, and the strain field is further assumed to be the weighted average between compatible stains from FEM and smoothed strains from NS-FEM. We prove theoretically that the strain energy obtained from the H-SFEM solution lies in between those from the compatible FEM solution and the NS-FEM solution, which guarantees the convergence of H-SFEM. Intensive numerical studies are conducted to verify these theoretical results and show that (1) the upper and lower bound solutions can always be obtained by adjusting ; (2) there exists a preferable at which the H-SFEM can produce the ultrasonic accurate solution.

A three-dimensional hybrid smoothed finite element method (H-SFEM) for nonlinear solid mechanics problems

This paper presents a novel three-dimensional hybrid smoothed finite element method (H-SFEM) for solid mechanics problems. In 3D H-SFEM, the strain field is assumed to be the weighted average between compatible strains from the finite element method (FEM) and smoothed strains from the node-based smoothed FEM with a parameter α equipped into H-SFEM. By adjusting α, the upper and lower bound solutions in the strain energy norm and eigenfrequencies can always be obtained. The optimized α value in 3D H-SFEM using a tetrahedron mesh possesses a close-to-exact stiffness of the continuous system, and produces ultra-accurate solutions in terms of displacement, strain energy and eigenfrequencies in the linear and nonlinear problems. The novel domain-based selective scheme is proposed leading to a combined selective H-SFEM model that is immune from volumetric locking and hence works well for nearly incompressible materials. The proposed 3D H-SFEM is an innovative and unique numerical method with its distinct features, which has great potential in the successful application for solid mechanics problems.

Biogenic nanosilver incorporated reverse osmosis membrane for antibacterial and antifungal activities against selected pathogenic strains: An enhanced eco-friendly water disinfection approach

Reverse osmosis (RO) membranes have been used extensively in water desalination plants, waste water treatment in industries, agricultural farms and drinking water production applications. The objective of this work is to impart antibacterial and antifungal activities to commercially available RO membrane used in water purification systems by incorporating biogenic silver nanoparticles (AgNPs) synthesized using Rosa indica wichuriana hybrid leaf extract. The morphology and surface topography of uncoated and AgNPs-coated RO membrane were studied using Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM). Elemental composition of the AgNPs-coated RO membrane was analyzed by energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDAX). The functional groups were identified by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FT-IR). Hydrophilicity of the uncoated and AgNPs-coated RO membrane was analyzed using water contact angle measurements. The thermal properties were studied by thermogravimetric analysis (TGA). The AgNPs incorporated RO membrane exhibited good antibacterial and antifungal activities against pathogenic bacterial strains such as E. coli, S. aureus, M. luteus, K. pneumoniae, and P. aeruginosa and fungal strains such as Candida tropicalis, C. krusei, C. glabrata, and C. albicans.

Thermal Strain Analysis of a Flip-Chip Package by a Modified Hybrid Method

介绍一种可用于微电子封装局部应变场分析的实验/计算混合方法,该方法结合了有限元的整体/局部模型和实时的激光云纹干涉技术,利用激光云纹干涉技术所测得的应变场来校核有限元整体模型的计算结果,并用整体模型的结果作为局部模型的边界条件,对实验难以确定的封装结构局部位置的应力、应变场进行分析.用这种方法对可控坍塌倒装封装结构在热载荷作用下焊球内的应变场分布进行了分析,结果表明该方法能够提供封装结构内应力-应变场分布的准确和可靠的结果,为微电子封装的可靠性分析提供重要的依据. For the reliability analysis of electronic packages, strains in very localized areas, such as an interconnection or a corner, need to be determined. In this paper, a modified hybrid method of global/local modeling and real time moire interferometry is presented. In this method, a simplified, coarsely meshed global model is developed to get rough information about the deformation of the microelectronic package. In order to make sure the global model has been reasonably simplified and the material properties ...

Peroxide-based hybrid and prodrug antimalarials to deliver cysteine protease inhibitors into the parasitic food vacuole

Tese de doutoramento, Farmácia (Química Farmacêutica e Terapêutica), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2014

Study of new yeast strains as novel starter cultures for Riesling icewine production

Icewine is a sweet dessert wine fermented from the juice of grapes naturally frozen on the vine. The production of Icewine faces many challenges such as sluggish fermentation, which often yields wines with low ethanol, and an accumulation of high concentration of volatile acidity, mainly in the form of acetic acid. This project investigated three new yeast strains as novel starter cultures for Icewine fermentation with particular emphasis on reducing acetic acid production: a naturally occurring strain of S. bayanus/S. pastorianus isolated from Icewine grapes, and two hybrids between S. cerevisiae and S. bayanus, AWRI 1571 and AWRI 1572. These strains were evaluated for sugar consumption patterns and metabolic production of ethanol, glycerol and acetic acid, and were compared to the performance of a standard commercial wine yeast KI-VI116. The ITS rONA region of the two A WRI crosses was also analyzed during fermentations to assess their genomic stability. Icewine fermentations were performed in sterile filtered juice, in the absence of indigenous microflora, and also in unfiltered juice in order to mirror commercial wine making practices. The hybrid A WRI 1572 was found to be a promising candidate as a novel starter culture for Icewine production. I t produced 10.3 % v/v of ethanol in sterile Riesling Icewine fermentations and 11.2 % v/v in the unfiltered ones within a reasonable fermentation time (39 days). Its acetic acid production per gram sugar consumed was approximately 30% lower in comparison with commercial wine yeast K I -V 1116 under both sterile filtered and unfiltered fermentations. The natural isolate S. bayanus/S. pastorianus and AWRI 1571 did not appear to be suitable for commercial Icewine production. They reached the target ethanol concentration of approximately 10 % v/v in 39 day fermentations and also produced less acetic acid as a function of both time and sugar consumed in sterile fermentations compared to KI-V1116. However, in unfiltered fermentations, both of them failed to produce the target concentration of ethanol and accumulated high concentration of acetic acid. Both A WRI crosses displayed higher loss of or reduced copies in ITS rDNA region from the S. bayanus parent compared to the S. cerevisiae parent; however, these genomic losses could not be related to the metabolic profile.