Brettanomyces bruxellensis は、多様な発酵環境に関連する酵母種であり、独立した交雑事象により生じた二倍体、自動三倍体、異質三倍体の系統を含む広範な遺伝的多様性を特徴とする。これらの系統は異なる生態学的ニッチに関連しており、複雑なゲノムにおける代謝形質の進化を研究するための枠組みを提供する。硝酸塩同化は酵母では比較的まれな形質であり B. bruxellensis で報告されているが、本種内での分布と進化史は十分に理解されていない。ここでは、151 株の表現型の特性評価と 946 の全ゲノム配列のゲノム解析を組み合わせ、硝酸塩同化を調査した。増殖アッセイにより、硝酸塩同化は広く分布する一方で遺伝系統間で不均一に分布し、一部の集団では形質がほぼ保持されるのに対し、他の集団では頻繁にそれが失われていることが示された。ゲノム解析では、YNR1、YNI1、YNT1 から構成される硝酸塩同化遺伝子クラスターに及ぶ広範な変異が同定された。硝酸塩同化は、遺伝子コピー数と予測される遺伝子機能の両方と強く関連し、硝酸塩同化株は一般にクラスターの機能的コピーをより多く保持していた。種の複雑なゲノム構造を活用して、異質三倍体系統における一次ゲノムと獲得ゲノムをそれぞれ独立に解析し、交雑後の対照的な進化的軌跡を明らかにした。硝酸塩同化遺伝子は一般に一次ゲノムでは維持される一方、獲得ゲノムでは遺伝子喪失の頻度が高く、機能喪失型の変異がより多く予測され、サブゲノム間で非対称な動態が示された。以上より、本結果は硝酸塩同化が祖先的形質であり、コピー数変動、遺伝子の変性、およびゲノム特異的な進化的動態の組み合わせによって B. bruxellensis 系統間で選択的に維持されてきたことを示唆する。これらの知見は、産業的に重要な酵母種におけるゲノム構造と多倍体進化が代謝形質の維持と喪失にどのように影響するかについて、新たな洞察を与えるものである。
https://doi.org/10.64898/2026.08.31.748220