Brettanomyces bruxellensis genetic and phenotypic intra-species diversity : consequences on adaptation to red wine and spoilage ability

Brettanomyces bruxellensis est une levure particulièrement redoutée des vinificateurs pour ses capacités d’altération organoleptique des vins. Elle est également associée à de nombreux produits fermentés et présente une importante diversité génétique en lien avec son origine écologique. L’analyse des profils microsatellites d’une collection importante d’individus (1318) d’origines géographiques variées montre une diversité génétique importante parmi les isolats de vin. Elle met notamment en évidence la coexistence d’individus diploïdes et triploïdes dans différentes régions du monde ainsi qu’à l’échelle d’un chai et d’un vin. La présence de certains génotypes dans plusieurs régions à travers le monde suggère la dispersion de cette espèce et une adaptation importante au milieu difficile qu’est le vin.La relation entre diversité génétique, matrice d’origine et traits physiologiques a été explorée. La nature des sucres utilisables pour supporter la croissance ainsi que les capacités de production de phénols volatils sont peu variables entre les souches étudiées, indépendamment de leur niveau de ploïdie ou de leur origine écologique. Néanmoins, les profils de croissance et de production de phénols volatils (vitesses et rendements) varient et traduisent des différences dans l’adaptation des souches au milieu et aux conditions d’oxygénation. Nos données suggèrent notamment une adaptation plus importante des souches triploïdes aux conditions physico-chimiques du vin. D’un point de vue pratique, l’influence de certains facteurs physico-chimiques, tels que les sucres et la température, sur le développement de B. bruxellensis dans les vins a été étudiée. Dans les vins rouges, la composition en sucres résiduels ne peut pas être considérée comme un outil de diagnostic du risque « Brett ». Néanmoins, les variations importantes de température observées dans les chais, jusqu’alors sous-estimées, pourraient expliquer en partie les phénomènes d’altération de vins rouges fréquemment observés au cours du premier été d’élevage en barrique.The yeast species Brettanomyces bruxellensis is the most dreaded wine spoilage microorganism because of its repercussions on wine organoleptic wine alteration. It is also present in numerous fermented beverages and its high genetic diversity is partly associated with its ecological origin. Microsatellite analysis of a large collection of isolates (1318) from various geographical origins shows the species’ high genetic diversity, namely among wine strains. Notably, it highlights the coexistence of diploid and triploid individuals worldwide as well as at the region, winery and wine level. Isolation of some of the genotypes in several wine regions in the world suggests this species’ dispersion as well as the putative adaptation of these individuals to the harsh wine environment.The relationship between genetic diversity, matrix type, and physiological traits was further explored. The type of consumable sugars in relation to growth and phenol volatile production capacities of the studied strains, are independent from the ploidy level or ecological origin of the latter. Nevertheless, growth and phenol volatile production profiles (rates and yields) vary, highlighting differences in strains’ growth capacity in different media and aeration conditions. In particular, our data suggests an important adaptation of triploid strains to wine-type environment. From a practical point of view, influence of physicochemical parameters (such as sugars and temperature) on B. bruxellensis’ development in wine has been investigated. In red wine, residual sugar profiles don’t seem to be a relevant tool to estimate the risk associated with “Brett” spoilage. However, the important temperature variations occurring in wine cellars could be a possible explanation for contamination frequency during the first summer of barrel-ageing