夏季第一颗甜玉米散发出的香味和表演犬的骄傲姿态都证明了驯化的力量。但是，将牛奶变成奶酪、谷物变成面包、大豆变成味精的微生物训话技术也是如此。就像玉米和狗的祖先一样，驱动这些转化的真菌和细菌也经过改造以供人类使用。研究人员本月在华盛顿特区的一次会议上报告说，它们的基因组已经获得了许多经典的驯化特征。
微生物不能在正常意义上“繁殖”，因为与豌豆或猪不同，具有所需性状的个体微生物无法被选择与生殖。但是人类可以培养微生物并选择最适合我们目的的变体。研究表明，这一过程重复了数千年，留下了与驯化动植物相似的遗传标志：微生物失去了基因，进化成新的物种或菌株，无法在野外繁衍生息。
塔夫茨大学的微生物学家说：“这些研究“正在探究微生物驯化的机制。通过揭示哪些基因是微生物珍贵性状的关键——哪些可能会丢失——这项工作可以帮助进一步改善构成我们大部分食物和饮料的生物体，尤其是在对发酵食品越来越感兴趣的情况下。”
洛桑大学的研究生说：长期以来，用于制作面包的酵母被认为是驯化的，因为它们已经失去了遗传变异，无法在野外生存。但对于其他微生物，科学家们一直“缺乏驯化的明确证据……部分原因是它们的微生物群落很难研究。”
马萨诸塞大学阿默斯特分校的基因组学家独立专注于食品发酵，帮助早期农民和牧民将新鲜农产品和牛奶转化为可以持续数月或数年的产品。他们仔细研究了米曲霉的基因组，米曲霉是一种用大米和酱油快速生产清酒以及用大豆生产味精的真菌。
当农民种植米曲霉时，这种真菌的DNA被包裹在一个细胞核中——会自行繁殖。但是，当人类取一点成品清酒并将其转移到米醪中重新开始发酵时，他们也会转移在第一轮发酵中进化和存活最好的真菌菌株的细胞。
研究人员将许多米曲霉菌株的基因组与其野生祖先黄曲霉的基因组进行了比较。他发现，随着时间的推移，人类的选择提高了米曲霉分解淀粉和耐受发酵产生的酒精的能力。新陈代谢的重组似乎是真菌驯化的标志，团队在上周的美国微生物学会年会Microbe上报告说。例如，驯化的曲霉菌株可能具有多达五倍于其祖先的淀粉代谢基因拷贝，这是进化产生这种酶的绝妙方式。
驯化的米曲霉的基因也几乎没有变异，基因组已经失去了一些关键基因，包括那些会杀死完成发酵所需的酵母的毒素——这会使人类生病。驯化显然使米曲霉对人类更加友好，就像它从许多食用植物中培育出苦味一样。
研究人员在会议上报告说，他在原核生物或无核生物体中看到了大致相同的模式，包括用于制作奶酪的细菌。早期的奶酪制造商建立了“发酵剂”细菌培养物，瑞士人用它来制作格鲁耶尔奶酪和其他奶酪。自年代以来，奶酪制造商已经将他们的发酵剂样本储存起来，以评估他们的奶酪并保持高品质。他们对多个样本的基因组进行了测序。
这项工作令人兴奋的是随着时间的推移获得样本，你可以看到多样性的形成，过去50年的变化暗示了过去几个世纪的变化轨迹。
科研团队报道说：“所有样本的遗传多样性都很低，只有少数两个优势物种的菌株。这些少数持久性菌株可能对奶酪质量很重要。自年代以来，这些培养物也失去了基因，包括一些需要制造某些氨基酸的基因，而这些氨基酸是组装蛋白质所必需的。但是氨基酸的制造成本很高——这些微生物生活在富含蛋白质的牛奶中，他们能够放弃一堆他们不需要的基因，他们发现了微生物之间广泛的基因交换，这是获得新基因的一种方式。”
将这些研究放在一起，研究人员得出结论：“驯化的原核生物和微生物真核生物的基因组非常相似，彼此之间以及多细胞驯化生物的基因组非常相似。作物和动物的类比并不完美。微生物可以进化得更快，因此更容易“重新野生”。尽管如此，随着研究人员对驯化的微生物进行微调，希望能够更好的品尝清酒和奶酪。”
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