发酵食品的味道很大程度上受其上生长的真菌的影响，但这些真菌的进化起源尚不清楚。本周发表在 mBio 上的实验结果 为微生物学家提供了关于这些霉菌如何从野生菌株演变为用于食品生产的驯化菌株的新观点。
在论文中，微生物学家报告说，野生型 Penicillium 霉菌可以迅速进化，因此在几周后，这些菌株与它们的驯化表亲 Penicillium camemberti 非常相似 ，赋予卡门贝尔奶酪独特风味的霉菌。该研究显示了真菌如何在短时间内重塑其新陈代谢；研究负责人兼微生物学家 Benjamin Wolfe 博士说，它还展示了一种探索食品中使用的其他培养物进化的策略。
“在发酵食品中，随着时间的推移，微生物有很大的进化和变化潜力，”Wolfe 说。
沃尔夫在马萨诸塞州梅德福塔夫茨大学的实验室专注于发酵食品中的微生物多样性，但他说新实验始于一个意外发现。他的实验室一直在种植和研究 Penicillium commune ，一种蓝色的野生真菌，以破坏奶酪和其他食物而闻名。 Wolfe 将它的气味比作潮湿的地下室。
但随着时间的推移，研究人员注意到一些含有臭霉的实验室盘子发生了变化。 “在很短的时间内，那种时髦的、蓝色的、发霉的真菌停止了产生毒素，”沃尔夫说。文化失去了蓝色，变成了白色；他们闻起来像新鲜的草，开始看起来更像P。卡门蒂蒂 . “这表明它在某些环境中真的可以迅速改变，”他说。
为了实时研究这种进化，Wolfe 和他的合作者从佛蒙特州的一个奶酪洞穴中收集了真菌样本，该洞穴曾被 Penicillium 的野生菌株定殖 模具。研究人员在含有奶酪凝乳的实验室培养皿中培养了这些霉菌。在一些菜肴中，野生霉菌是单独生长的；在其他情况下，它与在激烈的奶酪殖民世界中众所周知的竞争对手微生物一起生长。
一周后，Wolfe 说，在所有的实验测试中，霉菌都呈现出蓝绿色和模糊的状态——几乎没有变化。但随着时间的推移，在霉菌单独生长的菜肴中，它的外观发生了变化。在连续传代的三到四个星期内，霉菌种群被转移到含有奶酪凝乳的新盘子中，30-40% 的霉菌样本开始看起来更像 P.卡门蒂蒂 .在一些菜肴中，它变得更白、更光滑；在其他方面，不太模糊。 （在竞争性的测试用例中，野生霉菌的进化没有那么快或明显。）
在后续分析中，沃尔夫和他的团队试图找出可能解释快速进化的基因组突变，但没有发现任何明显的罪魁祸首。 “这不一定只是遗传，”沃尔夫说。 “在这种奶酪环境中生长可能会翻转表观遗传开关。我们不知道是什么触发了它，也不知道它有多稳定。”
研究人员怀疑，大多数发酵食品中使用的微生物——包括奶酪，还有啤酒、葡萄酒、清酒等——都是无意驯化的，它们在食物环境中生长时会进化出不同的风味和质地。沃尔夫说，他实验室的研究表明，可以有意驯化野生菌株以生产新型手工食品。
当然，从奶酪开始。 “用于制作美国卡门贝尔奶酪的真菌是法国的，”沃尔夫说，“但也许我们可以出去寻找野生菌株，将它们带入实验室并驯化它们。我们可以采用多样化的新方法在美国制作奶酪。”
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参考文献：“野生青霉的快速表型和代谢组学驯化 奶酪模具”，Ina Bodinaku、Jason Shaffer、Allison B. Connors、Jacob L. Steenwyk、Megan N. Biango-Daniels、Erik K. Kastman、Antonis Rokas、Albert Robbat 和 Benjamin E. Wolfe，2019 年 10 月 15 日，mBio .
DOI：10.1128/mBio.02445-19
