加州野玫瑰来源新酵母种Lachancea rosae的发现与分类基因组学分析

这篇研究报道了从加州Castle Crags州立公园的野玫瑰Rosa californica中分离得到的新型酵母菌株yHQL494T，通过全基因组和核糖体大亚基（LSU）D1/D2区测序分析，确定其属于Lachancea属新种，命名为Lachancea rosae sp. nov. f.a.。研究结合碳氮代谢基因检测（如GAL1/7/10、XYL1/2/3等）与传统生理实验（包括发酵能力和显微形态观察），揭示了基因存在与表型特征的关联性与例外现象，为酵母分类学提供了基因组学新范式。

　　

1 引言

Lachancea属酵母隶属于Saccharomycetales目，包含11个已知物种，部分物种如L. thermotolerans在葡萄酒发酵中具有重要经济价值。本研究从加州野玫瑰Rosa californica的蔷薇果中分离出菌株yHQL494，通过经典分类学与基因组学相结合的方法，揭示了其作为新种的分类地位。

2 材料与方法

菌株通过含8%葡萄糖的合成完全培养基（SC）从蔷薇果样品中富集获得。采用CLUSTALW比对核糖体ITS和D1/D2区序列，使用MEGA构建邻接树。全基因组数据通过fastANI计算平均核苷酸相似性（ANI），基因存在分析采用BLAST（e值<10^-10）。生理实验包括30种碳源和5种氮源的同化测试，以及温度耐受性实验。

3 形态与生理特征

菌株yHQL494在YPDA培养基上形成乳白色光滑菌落，细胞呈椭圆形（2-6 μm），无性繁殖。生理实验显示其对葡萄糖、麦芽糖强发酵，半乳糖弱利用，不能同化硝酸盐和亚硝酸盐。温度生长范围22-30°C，与近缘种L. meyersii和L. lanzarotensis存在显著表型差异。

4 分类基因组学分析

D1/D2区系统发育树将yHQL494与L. meyersii、L. lanzarotensis聚为一支，ANI值最高为75.72%。基因-性状关联分析发现：

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  所有菌株均含BGL1同源基因，但仅20%能利用纤维二糖

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  XYL1/2/3基因存在与木糖利用不完全匹配

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  硝酸盐代谢基因YNA1/YNA2的缺失与表型一致

5 新种描述

正式命名为Lachancea rosae sp. nov. f.a.（Mycobank MB857814），模式菌株保藏于CBS 18,575^T和NRRL Y-64858^T。种名"rosae"源自宿主植物属名Rosa，基因组数据已公开（JAJMGS000000000）。

6 结论

该研究通过多组学方法揭示了酵母代谢网络的复杂性，如木糖代谢基因存在但表型缺失的现象，提示除基因拷贝数外，表达调控和酶特异性等因素的重要性。研究为微生物资源挖掘和工业菌株开发提供了新线索。