对于酒而言，人类是又爱又恨。可除了喝酒，我们啥时候能关注那些在背后辛勤酿造的
酵母们呢？欧洲有着丰富的酒的历史，谈到啤酒文化，最为知名的当要数比利时了：不管是在办公室码字还是在图书馆里阅读学习，都能看到随手揣着个小瓶子的老弟老妹的身影。酿酒用的酵母是非常重要的。这不，比利时有个研究酵母的课题组就遭不住了，咱们比利时的酒文化不能白瞎，而我们做科学研究的，这酵母的驯化得琢磨琢磨吧？
于是，他们大手一挥，马不停蹄的完成了157个酿酒酵母基因组的测序，结合前人对酿酒酵母野外群体的研究，做了一系列分析。据说整个实验室是在一个个白天拼命科研和晚上饮酒醉醺醺的日子里度过的，甚至......还写了一本"巧克力国啤酒好好味超完全指南"！
不要问我要购买链接，我不知道！
书里用了非常科学的方法，甚至还做了严谨的聚类分析。这样读者就可以知道，除了本款啤酒外，可能还喜欢哪一款了...好的，我们现在开始进行这一硬核研究的解读：Domestication and Divergence of Saccharomyces cerevisiae Beer Yeasts，即"啤酒酵母的驯化与分化研究"。
一点点小概念——驯化：简单来说就是把野生的物种经过世世代代慢慢培养成家养的物种。这个过程中，物种获得人类需要的特性，但这些特性往往对于物种在自然条件下生活是不利的。例如猫和狗，都是经过长期的驯化，而继续留在了人类的身边。
猫经过驯化变为斑纹，但在野外更容易被天敌和捕猎对象看到 | Ottoni et al., 2017
狗获得得更强的淀粉代谢能力，但在野外很难捕猎 | Axelsson et al., 2013
为了解这些酵母们的进化关系，研究组首先通过对这157个酵母进行亲缘关系的分析，获取了他们的家谱。这些酿酒酵母可以 被简单的划分为四大家族：啤酒1类、啤酒2类、亚洲酵母类以及红酒类：
啤酒1类：代表着比利时和德国的酿酒酵母，也是两个啤酒文化最深厚的地区之一。此外，还包含了小部分英国和美国的酵母。这些酵母的类型主要包括艾尔Ale，淡色艾尔Pale Ale以及经典的拉格酵母Lager。国内各大超市都比较容易买到的荷兰啤酒喜力Heineken，就是由经典的拉格酵母酿造而成的：
喜力啤酒 330ml 装
啤酒2类：包含了保加利亚、乌克兰、加拿大、英格兰、捷克、美国等地的酿酒酵母。其中有再发酵的艾尔酵母、赛松Saison酵母、烈性艾尔Strong Ale以及部分拉格Lager。其中，国内最容易买到的就是杜威Duvel了，其由烈性艾尔Strong Ale和金黄艾尔Golden Ale一同酿造出来的。当然，杜威的酒精含量很高，切忌不要贪杯哦。
用烈性艾尔和金黄艾尔组合酿造的还有知名的“小粉象”，千万不要被它可爱的外表迷惑了，度数可不低：
著名的“小粉象”精酿啤酒
亚洲酵母类：包含野生酵母 ，能源酵母和Sake酵母。其中，sake是日本清酒的意思，sake酵母主要用于酿造清酒。
用于清酒酿造的sake酵母
清酒一般由sake酵母酿造，例如今年著名的“獭祭”等。亲缘关系分析显示，清酒酵母更接近于制造生物能源的酵母以及野生酿酒酵母 ，因此獭祭广告中提及自身使用的酵母为“野生酵母”，是符合科学性的，其大约是sake的变种。
日本清酒“獭祭”
红酒分支：主要由红酒酿酒酵母构成。
不过更惨的在下面，说到以上几种酒，白酒（蒸馏酒）酿酒酵母的系统位置又如何呢？由于白酒的酿酒酵母一般使用一次后就会丢弃，因此在基因组层面上受到的驯化比较少，在系统树里没有形成一个分支，也就是——和谁都有点像，但和谁都不太像。
由于不存在明显的驯化痕迹，蒸馏酒酵母的系统位置并不集中
啤酒1分支中，又可以被划分成三小类：比利时和德国、巴西、美洲。他们之间的差别，远远大于红酒内部的差别，说明三者间的驯化强度 大于红酒。这也暗示着，啤酒不同种类间口感的丰富程度要大于红酒。而这些差异可能是由于基因数量在不同株系间的变化所导致的，而且主要和氮碳代谢，离子转运和絮凝等环境适应性相关。
系统树的枝长和遗传距离有关，据此可看出亲缘关系和潜在的分化时间
课题组的小伙子们测完了基因组，基因家族分析了一下，一篇百来个酵母基因组的文章，也已经不错了。但是他们想了想，不！你看看别人课题组：
那么做酵母研究的组该怎么办呢，还能吃酵母不成？答案很简单：
不，他们选择检测酿酒酵母的表型！而且用了很严谨的方式，在实验室里进行可控的发酵，顶空气相色谱、
火焰离子化检测...他们检测了这些酵母的芳香物质的含量，渗透、酸度、酒精、最低和最高温的抗性。结果显示，被认为拥有世界最棒啤酒的比利时德国酿酒酵母，自然条件下的抗性是最糟糕的。由于这些酵母受到驯化程度最高，长期生活在适宜的环境之下，当环境变得恶劣的时候就遭不住了。可谓是，温室中的花朵。
但是红酒酵母就不一样了，他们在抵抗环境压力上可是处于上层的，这可能和红酒酵母平时都处于高糖和高酒精的环境中有关。并且葡萄成熟前，被储藏在营养缺乏且较为恶劣的环境之下（酵母权益保护小组在哪！）。
实际上，酿酒酵母主要有两种生殖方式 ，正常情况下以无性繁殖为主，而来到新的环境时，则以有性繁殖为主。因此，优越的营养环境下，酿酒酵母们就很幸福的不断繁殖，不需要考虑随时到来的危机，有性繁殖对于他们来说看似是一次无用的消耗。的确，种群遗传学结果显示，Beer1中的酿酒酵母超过一半都是以无性繁殖为主，远远高于其他组，这也说明Beer1的酵母们每日都生活在养尊处优的环境之中。相对他们，红酒酵母就没有那么幸运了，只能通过不断的有性繁殖来促进自己基因组的变化，以适应恶劣的环境。
酿酒酵母会通过环境优劣来改变繁殖策略
有趣的是，Beer1酵母的杂合度却是红酒酵母的五倍。正常来说，有性繁殖是增加杂合度的原因，但咱们啤酒酿酒酵母就很皮，偏偏反过来。原来，由于Beer1酵母生活在很棒的环境中，其繁殖的世代（大于75,000代！）已经远远超过了红酒酵母，正常积累的变异和种群的漂变已经足以提升基因组的多样性了。
此外，麦芽糖对于清酒和啤酒的酿造很重要，但在红酒中却并非必须。同时，比利时小伙子们找到了和麦芽糖相关基因，该基因在啤酒内扩张，而在红酒中则收缩了，与目前的认识相符。麦芽三糖是酿酒酵母中重要的底物，蔗糖转运子MAL11负责在酵母体内负责运输蔗糖，这个转运子在啤酒酵母中对于麦芽三糖有很强的亲和力，但这个基因
在红酒酵母中丢失了，这也解释了啤酒酵母代谢麦芽三糖的机理。而啤酒2beer2中，这个基因能力要稍弱于啤酒1beer1，说明美洲的酵母在该方面的能力要稍稍低于欧洲的酵母：
对酒而言，风味自然也很重要。其中一个叫做4-VG的成分，会产生丁香般的辛辣味。辛辣、丁香？听起来似乎能够满足一些人的口味，但是这对于
清酒和大部分红酒而言是不被允许的哦。对于4-VG的合成，PAD1和FDC1基因是十分重要，但在酿酒酵母基因组中，这两个基因出现了大量突变，说明4-VG不太受人类的欢迎，在长期的驯化过程中被选育掉了。那么人类什么时候意识到4-VG那不受欢迎的味道的呢（尽管他们还没有感觉到）？比利时小伙伴们通过分子数据，推断了这些酵母的祖先的样子。结果显示，受到人类选择的PAD1和FDC1基因在啤酒1beer1驯化的早期就已经存在了，这远远早于人类发现微生物之前。
意外的是，PAD1和FDC1基因似乎在一些酒里很好的保持了，说明这些酒倾向于丁香系辛辣的口感，那就是——Hefeweizen！德国的一款小麦啤酒用到的酿酒酵母！是的，虽然Hefeweizen在系统发育树中和其他的比利时和德国的啤酒聚在一起，但是他的PAD1和FDC1基因和其他啤酒的关系离得远远的，可以说是很硬核了。这种酒泡沫很漂，有明显的丁香的辛辣，口感偏苦和重，小麦酒爱好者千万不能放过。
实际上，这种酒在国内很难喝到，如果真的想要尝一尝带有完整PAD1和FDC1基因的Hefeweizen酵母酿造的小麦啤的话，口感可以参考青岛的全麦白啤，味道相似性很高哦。
我真的没有收广告费！！
这项研究有没有意义呢，测了那么多的基因组，就纯粹理论指导一下科学饮酒？
不不不，这个“丧心病狂”的课题组通过标记辅助的方式，根据测序得到的信息，挑选自己喜欢的酵母进行杂交！于是，他们根据自己喜欢的口味，挑选了两个亲本。你没有猜错，亲本一是丁香辛辣口（又苦又重的意思）的Hefeweizen，杂交的对象就是....Sake酵母。
最终被“荼毒”的sake，能够酿造什么口感的酒，文章没有提供试喝服务（我要去给作者写信了！）所以，对这些酿酒酵母特性以及对应基因信息的了解，也能够方便今后对其进行遗传改造，以更容易获得大家喜欢的啤酒。
当然，既然有了系统发育关系，怎么能够没有生物地理学的研究呢？基于进化关系和分子钟进行推测，这群优秀的酒鬼们获得了一些历史上酿酒酵母迁移的信息：1）美洲的酿酒酵母来自于欧洲，酵母也是通过欧洲在美洲殖民的时期传播过去的。而相对于其他欧洲酵母，美洲的酵母和英国的酵母更为接近，说明该过程与17世纪移民相关。至此也演化出欧洲精致型和
美洲狂野型啤酒口味。以墨西哥啤酒为典型，科罗娜Corona是国内比较容易喝到的墨西哥啤酒，使用的则是墨西哥拉格酵母，为了弥补偏暴躁的口味，往瓶子里塞进一片柠檬味道更佳哦。
Corona Extra 4.6° 不是太高
2）欧洲的酵母种群在约
1573–1604年时发生分化，这个时间点刚好与酿酒普遍化相关：民众从在自己家里酿酒，转到在酒吧、修道院（是的，我不会告诉你世界第一精酿就是从修道院酿造出来的！）以及酿酒厂。下面这款修道院啤酒可是只能在比利时某小镇的一家修道院预约买到，被评为世界第一精酿啤酒。味道很重，酒精度达10.2度。国内喝不到的话，可以用“罗斯福10号”代替一下，口感相似。虽然这家修道院的精酿用的酿酒酵母没有包含在本研究中，但基本可以确定，和triple酵母应该会聚为一支哦（裸眼建树技能get）：
至此，这篇文章的主要内容就讲解到这里，还有一些小结论，作为偏科普的文章就不细细介绍，感兴趣的各位可以去看原文。用文章一张图总结一下：
翻译自Gallone et al., 2016
