Molecular techniques for the detection of Dekkera bruxellensis in wine and the genetic basis of relevant physiological characteristics

: a review

Resumo

Brettanomyces/Dekkera é uma levedura contaminante do vinho que tem originado importantes perdas económicas devido à produção de fenóis voláteis e ao consequente impacto negativo na qualidade do vinho. Apesar da sua importância para a indústria do vinho, durante um longo período de tempo foi pouco compreendida ao nível genético. Nos últimos anos, a sequenciação genómica de Dekkera bruxellensis tem sido implementada por alguns grupos de pesquisa, o que fornece recursos para uma investigação mais aprofundada sobre esta espécie. Esta tese tem como objetivo fazer uma avaliação sobre de que forma o conhecimento genético adquirido tem sido aplicado para o desenvolvimento de técnicas moleculares para a deteção, identificação e quantificação de Brettanomyces/Dekkera em vinho. Além disso, é avaliado se o acesso a toda a sequência genómica de D. bruxellensis permite uma melhor compreensão dos mecanismos de adaptação e sobrevivência desta levedura em vinho e as bases genéticas de algumas características fenotípicas. É extremamente importante encontrar formas rápidas e eficazes para detetar Brettanomyces/Dekkera em vinho. Os métodos convencionais são baseados no cultivo da levedura em meios seletivos, o que os tornam laboriosos e morosos, atrasando possíveis ações corretivas durante o processamento do vinho. Vários estudos baseados em métodos moleculares têm sido desenvolvidos como alternativa aos tradicionais. Estes oferecem resultados mais rápidos e um aumento de sensibilidade e de especificidade. No entanto, os métodos moleculares apresentam algumas limitações como limites de deteção elevados e a quantificação de células não viáveis como é no caso do QPCR. Para além destas limitações são necessários equipamentos de elevado custo e técnicos especializados para executar os métodos e interpretar dos resultados. Vários genes e proteínas foram identificados e relacionados com a capacidade de Brettanomyces / Dekkera sobreviver em ambiente vínico. Esses genes são responsáveis pelo transporte da glucose, metabolismo do carbono, crescimento anaeróbio, características fermentativas, assimilação do nitrato e resposta ao stress osmótico. Foram também identificadas proteínas envolvidas na gemulação, na adesão e no crescimento de pseudo-hifas que parecem estar relacionadas com a capacidade de sobrevivência na superfície das uvas e na superfície dos barris. A análise da sequência do genoma de Brettanomyces/Dekkera revelou a presença de um ORF que codifica a proteína que confere tolerância ao sulfito, contudo são necessários mais estudos de expressão e regulação destes genes. A produção de fenóis voláteis é a principal causa de deterioração dos vinhos por Brettanonomyces / Dekkera. A produção destes compostos requer a atividade de duas enzimas, a hidroxinamato descarboxilase (PAD) e a vinifenol reductase (VPR). A sequenciação do genoma de Brettanomyces/Dekkera revelou a presença do gene DbPAD. Foram ainda identificados dois genes parálogos que codificam o gene PAD, estes diferem na expressão génica e no tipo de metabolismo, o que pode explicar as diferenças encontradas nos diferentes isolados de Brettanomyces/Dekkera. A proteína da enzima VPR foi isolada e purificada, contudo sequência do gene ainda não foi encontrada. Embora a sequenciação do genoma de Brettanomyces/Dekkera tenha trazido novas oportunidades para compreender melhor o comportamento desta levedura em vinho, os mecanismos moleculares ainda estão mal compreendidos sendo necessária mais investigação.

Data do prémio	31 jul. 2015
Idioma original	English
Instituição de premiação	Universidade Católica Portuguesa
Supervisor	José António Couto (Supervisor)