Industrial wine yeasts owe their adaptability in constantly changing environments to a long evolutionary history that combines naturally occurring evolutionary events with human-enforced domestication. Among the many stressors associated with winemaking processes that have potentially detrimental impacts on yeast viability, growth, and fermentation performance are hyperosmolarity, high glucose concentrations at the beginning of fermentation, followed by the depletion of nutrients at the end of this process. Therefore, in this study, we subjected three widely used industrial wine yeasts to adaptive laboratory evolution under potassium chloride (KCl)-induced osmotic stress. At the end of the evolutionary experiment, we evaluated the tolerance to high osmotic stress of the evolved strains. All of the analyzed strains improved their fitness under high osmotic stress without worsening their economic characteristics, such as growth rate and viability. The evolved derivatives of two strains also gained the ability to accumulate glycogen, a readily mobilized storage form of glucose conferring enhanced viability and vitality of cells during prolonged nutrient deprivation. Moreover, laboratory-scale fermentation in grape juice showed that some of the KCl-evolved strains significantly enhanced glycerol synthesis and production of resveratrol-enriched wines, which in turn greatly improved the wine sensory profile. Altogether, these findings showed that long-term adaptations to osmotic stress can be an attractive approach to develop industrial yeasts.

中文翻译：

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长期适应高渗透压力作为改善工业葡萄酒酵母酿酒特性的工具

工业葡萄酒酵母在不断变化的环境中的适应性归功于将自然发生的进化事件与人类强制驯化相结合的悠久进化历史。在与酿酒过程相关的许多可能对酵母活力、生长和发酵性能产生不利影响的压力因素中，高渗透压、发酵开始时的高葡萄糖浓度以及该过程结束时营养物质的消耗。因此，在本研究中，我们将三种广泛使用的工业葡萄酒酵母在氯化钾 (KCl) 诱导的渗透胁迫下进行适应性实验室进化。在进化实验结束时，我们评估了进化菌株对高渗透胁迫的耐受性。所有分析的菌株都提高了它们在高渗透胁迫下的适应性，而没有恶化它们的经济特性，例如增长率和生存力。两种菌株的进化衍生物也获得了积累糖原的能力，糖原是一种易于动员的葡萄糖储存形式，可在长期营养缺乏期间增强细胞的活力和活力。此外，葡萄汁中的实验室规模发酵表明，一些 KCl 进化的菌株显着增强了富含白藜芦醇的葡萄酒的甘油合成和产量，从而大大改善了葡萄酒的感官特征。总之，这些发现表明，对渗透胁迫的长期适应可能是开发工业酵母的一种有吸引力的方法。例如增长率和生存能力。两种菌株的进化衍生物也获得了积累糖原的能力，糖原是一种易于动员的葡萄糖储存形式，可在长期营养缺乏期间增强细胞的活力和活力。此外，葡萄汁中的实验室规模发酵表明，一些 KCl 进化的菌株显着增强了富含白藜芦醇的葡萄酒的甘油合成和产量，从而大大改善了葡萄酒的感官特征。总之，这些发现表明，对渗透胁迫的长期适应可能是开发工业酵母的一种有吸引力的方法。例如增长率和生存能力。两种菌株的进化衍生物也获得了积累糖原的能力，糖原是一种易于动员的葡萄糖储存形式，可在长期营养缺乏期间增强细胞的活力和活力。此外，葡萄汁中的实验室规模发酵表明，一些 KCl 进化的菌株显着增强了富含白藜芦醇的葡萄酒的甘油合成和产量，从而大大改善了葡萄酒的感官特征。总之，这些发现表明，对渗透胁迫的长期适应可能是开发工业酵母的一种有吸引力的方法。一种易于动员的葡萄糖储存形式，可在长期缺乏营养的情况下增强细胞的活力和活力。此外，葡萄汁中的实验室规模发酵表明，一些 KCl 进化的菌株显着增强了富含白藜芦醇的葡萄酒的甘油合成和产量，从而大大改善了葡萄酒的感官特征。总之，这些发现表明，对渗透胁迫的长期适应可能是开发工业酵母的一种有吸引力的方法。一种易于动员的葡萄糖储存形式，可在长期缺乏营养的情况下增强细胞的活力和活力。此外，葡萄汁中的实验室规模发酵表明，一些 KCl 进化的菌株显着增强了富含白藜芦醇的葡萄酒的甘油合成和产量，从而大大改善了葡萄酒的感官特征。总之，这些发现表明，对渗透胁迫的长期适应可能是开发工业酵母的一种有吸引力的方法。