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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.11.1983.tde-20220208-043332
Document
Author
Full name
Sérgio Echeverrigaray Laguna
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1983
Supervisor
Title in Portuguese
Estabilidade genética e heterose em híbridos interespecíficos de leveduras
Keywords in Portuguese
ESTABILIDADE GENÉTICA
HETEROSE
HÍBRIDOS
LEVEDURAS
Abstract in Portuguese
O presente trabalho teve como principais objetivos comparar os sistemas seletivos de recuperação de híbridos obtidos por cruzamentos naturais e fusão de protoplastos, avaliar o comportamento fermentativo e a estabilidade genética em híbridos interespecíficos. Ao mesmo tempo, foi também determinada a expressão de diferentes caracteres relativos à assimilação, fermentação e floculação nos diversos híbridos. A seleção de linhagens híbridas com base em caracteres naturais mostrou-se eficiente, com enriquecimento significativo dos conjugantes o que facilita o isolamento. Esta técnica pode ser de grande aplicação quando são utilizadas linhagens selvagens com ploidia desconhecida ou não é desejada a indução de mutações. Do contrário, a utilização de marcadores genéticos permite o isolamento mais preciso sem a desvantagem do crescimento residual. As micromanipulações e as técnicas de cruzamentos raros tem se mostrado eficientes no isolamento de híbridos entre S. diastaticus e S. cerevisiae, sendo uma técnica importante na seleção de híbridos interespecíficos entre estas espécies. Os híbridos obtidos entre S. diastaticus, S. cerevisiae, S. uvarum e S. bailli exibiram capacidade de fermentação de amido, a qual foi igual ou inferior à do parental S. diastaticus independente da forma de obtenção ou os parentais. Por outro lado, os híbridos exibiram heterose positiva para a fermentação de melaço de cana quando as linhagens parentais foram boas fermentadoras. Esta observaçao era esperada devido as diferenças genéticas entre as linhagens parentais e podem ser usadas em cruzamentos de leveduras para produção de etanol. Adicionalmente, foram detectadas diferenças nas concentrações de alcóois superiores e compostos leves entre os híbridos e as linhagens parentais, o que tem interesse no melhoramento ou na caracterização do estado híbrido. Os híbridos entre S. diastaticus e S. uvarum mostraram maior floculação do que a linhagem parental floculante (S. uvarum), o que pode ser de interesse em estudos bioquímicos e genéticos. Os híbridos de S. diastaticus com S. cerevisiae e S. uvarum mostraram-se mitoticamente estáveis, no entanto, as frequências de ascos com 2, 3 e 4 esporos denotam instabilidade meiótica. A elevada ploidía das linhagens pode ser a causa desta instabilidade. Híbridos entre S. cerevisiae e E. fibuligera produziram colônias setoradas o que é uma indicação da instabilidade mitótica. O efeito da dosagem gênica foi estudado considerando que altas ploidías com genomas de S. diastaticus foram obtidas. O efeito na abilidade fermentativa de amido e sacarose foi estudada o que abre a possibilidade de futuras pesquisas na área acadêmica e aplicada.
Title in English
Genetic stability and heterosis in interespecific hybrids of yeasts
Abstract in English
This research work had as main objectives to evaluate different selection techniques for hybrid recovering from natural crosses and protoplast fusion, and analyse the fermentation ability and genetic stability of interespecific hybrids. It was also determined the expression of differential characters regarding assimilation and fermentation of various carbon sources as well as flocculence of different hybrids. The selection of hybrid strains based on natural characters have shown to be efficient with significant enrichment of conjugants with easy recover of hybrids. Such technique is usefull when wild strains of unknown ploidy are used or when mutation is indesired. On the contrary genetic markers permit a precise recover without the disadvantages of residual growth. The micromanipulation and rare mating techniques have shown to be efficient in the recover of hybrids between S. diastaticus, S. cerevisiae and S. uvarum, being an important technique in the selection of interspecific hybrids between this species. The hybrids obtained between S. diastaticus, S. cerevisiae, S. uvarum and S. bailli exibited starch fermentation capability which was equal or lower compared to the parental strain S. diastaticus in all the hybrids analysed, parental independent of the technique of selection or the strains. On the other hand, the hybrids exibited positive heterosis for the fermentation of cane molasses when the parental strains were good fermenters. This finding was spected as a cause of genetic differences between the parental strains and can be used for yeast breeding for ethanol production. Ln addition differences were detected for fusel alcohols and light compounds concentrations in the hybrids when compareci to parental strains which can be of interest in breeding or to characterize the hybrid state. The hybrids between S. diastaticus and S. uvarum have shown stronger flocculation than the flocculent parental strain (S. uvarum), which can be of interest for biochemical and genetic studies. The hybrids of S. diastaticus with S. cerevisiae and S. uvarum have shown mitotic stability, however as shown by the frequency of ascus with 2, 3 and 4 spores they were meiotically unstable. High ploidy of the strains can be the major cause for such instability. Hybrids between S. cerevisiae and E. fibuligera have produced sectored colonies which is an indication of mitotic instability. The gene dosage effect was studied considering that high ploidy numbers were obtained with S. diastaticus genomes. The effect on the fermentation ability for starch and sucrose was studied which open the possibility for future academic and applied research.
 
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Publishing Date
2022-02-08
 
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