Riassunto analitico
L’incrocio interspecifico è uno degli meccanismi più importanti ed utilizzati, per ottenere ceppi di lievito con caratteristiche enologiche migliorate. Molti studi finora condotti sugli ibridi interspecifici hanno focalizzato la propria attività di ricerca sull’analisi dell’eredità cromosomica e sullo studio delle caratteristiche fermentative ad essa associate.
Questo studio di tesi vuole portare alla luce le differenze fenotipiche sia respirative che fermentative legate all’eredità mitocondriale, in ibridi ottenuti tramite incrocio sporale di due ceppi parentali uno di Saccharomyces cerevisiae ed uno di Saccharomyces uvarum.
Una prima caratterizzazione genetica è stata ottenuta con la tecnica PCR-RFLP della regione del DNA ribosomiale 5.8S e degli spaziatori interni trascritti ITS1-ITS2. Lo studio del cariotipo e l’utilizzo di tecniche di analisi RAPD con l’impiego di sonde microsatelliti ha permesso di ottenere una tipizzazione più specifica del DNA genomico. La caratterizzazione del DNA mitocondriale è stata, invece, eseguita tramite analisi PCR-RFLP dei geni mitocondriali COX2 e ATP6. Lo studio ha portato alla selezione di un set sei di ibridi isogenici differenti esclusivamente per l’eredità mitocondriale: due aventi mt-DNA di cerevisiae, due con mt-DNA di uvarum e due petit mutant mancanti di mt-DNA.
Il fenotipo degli ibridi selezionati è stato indagato sia in condizioni respirative, attraverso il metodo manometrico con respirometro di Warburg, che in condizioni fermentative attraverso un test di micro fermentazione e la successiva analisi dei metaboliti prodotti.
I risultati hanno mostrato un differente comportamento in condizioni respirative, mentre non è stato possibile correlare le differenze riscontrate in fase fermentativa con l’eredità mitocondriale.
L’eredità mitocondriale rimane comunque un interessante parametro per il miglioramento per dei lieviti da vino.
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Abstract
Interspecific crossing is one of the most important mechanism used to create new yeast strains with improved technological qualities. Most of the studies on interspecific hybrids had focused the research on the analysis of chromosomal inheritance and on the associated characteristics.
The main focus of this thesis is to study the phenotypic characters, in respiratory and fermentative conditions, associated to mitochondrial inheritance. We used hybrids obtained through spore to spore mating between two parental candidate: one Saccharomyces cerevisiae strain and one Saccharomyces uvarum strain.
A firstly genetic characterization was obtained using PCR-RFLP of the 5.8S region of the ribosomal DNA and of the internal transcribed spacer ITS1-ITS2. Moreover study of karyotype and a microsatellite analysis were performed in order to obtain a more punctual typing of the genomic DNA. Study of mitochondrial DNA was performed using the PCR-RFLP technique applied to COX2 and ATP6 genes. Consequently a set of six isogenic hybrids with different mtDNA inheritance were identified as candidate for the phenotyping characterization: two with mtDNA of cerevisiae, two with mtDNA of uvarum and other two petit mutant lacking mtDNA.
The phenotype was investigated under respiratory condition, using a manometric method with Warburg respirometer and under fermentative condition through a microvinification assay and the subsequent metabolite analysis.
The result has shown a different behavior of yeasts under respiratory conditions, whereas no significant differences linked to the mitochondrial inheritance were highlighted in fermentative conditions.
Nevertheless mitochondrial inheritance still an interesting parameter regarding the selection process of wine yeast strains.
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