Munkánk során a Saccharomyces genuszba tartozó aszkuszos élesztőgombák három fajának segítségével (S. cerevisiae; S. uvarum; S. kudriavzevii) vizsgáltuk a fajok közötti kereszteződés egyes aspektusait. A szintetikus interspecifikus hibridek analízise rámutatott, hogy a S. cerevisiae és a S. uvarum fajokat kettős sterilitási barrier választja el: a hibrid sterilitás (a hibridek nem tudnak életképes spórákat létrehozni) allodiploidokban és az F1-sterilitás (az F1 sejtek nem tudnak életképes spórát termelni) allopoliploidokban. Az F1-sterilitást a párosodási típus heterozigóta állapota okozza. Ezt az S. uvarum szubgenom 2-es kromoszómájának elvesztése (mely a MAT-lokuszt hordozza) eliminálja. Ezen MAT-gén elvesztése megszünteti a párosodás represszióját. A fertilis alloaneuploid F1 szegregánsok tenyészetében a sejtek a haploidokhoz hasonló módon konjugálhatnak és lehetőségük van zigótákat létrehozni, melyek meiotikus osztódásra képesek, így életképes és fertilis F2 spórákat hozhatnak létre. Tudomásunk szerint ez az első olyan megfigyelés, mely a fajok közötti hibrid sterilitás kromoszómavesztés általi átlépésére vonatkozik egy eukarióta organizmusban. Az utódgenerációk genetikailag instabilak és bennük további változások történhetnek főleg a S. uvarum szubgenomot érintve (direkcionális változások). Munkánk további részében a geno- and fenotípusos tulajdonságok változásait tanulmányoztuk a S. cerevisiae és S. uvarum illetve S. kudriavzevii élesztőfajok auxotróf mutánsainak hibridjeit vizsgálva. A geno- és kariotipizálás során kapott eredmények szerint a S. cerevisiae x S. uvarum és a S. cerevisiae x S. kudriavzevii hibridek szubgenomjaiban is különböző változások zajlottak le. Az új genotípusok kialakulása hatással volt a hibridek fiziológiai tulajdonságaira és hozzájárult újfajta fenotípusok megjelenéséhez. A szénhidrátok felhasználásában valamint az ozmotikus stressz és mikonazol antibiotikum jelenlétében tapasztalt növekedési dinamika tekintetében jelentős különbségeket tudtunk kimutatni a S. cerevisiae x S. uvarum ill. S. cerevisiae x S. kudriavzevii hibridek között. A szülői törzsek eltérő módokon járultak hozzá a hibrid élesztők metabolikus jellemzőinek alakulásához. A mesterséges hibridek genetikai tulajdonságait különböző, borászati körülmények közül ill. szennyvízből izolált természetes hibridekkel összehasonlítva magasabb változatosság volt tapasztalható a S. cerevisiae x S. kudriavzevii fajpár hibridjei között. Tanulmányunk eredményei alapján a kromoszomális változások és a genom reorganizációja a hibridizációt követően komoly hatással lehetnek a hibridek és azok utódainak fenotípusos jellemzőire.

During our study we investigated some aspects of the interspecific hybridisation using 3 species of the ascomycetous yeast genus Saccharomyces (S. cerevisiae; S. uvarum; S. kudriavzevii). The analysis of synthetic interspecies hybrids revealed that S. cerevisiae and S. uvarum are isolated by a double sterility barrier: by hybrid sterility (hybrid cells cannot produce viable spores) operating in allodiploids and by F1 sterility (F1 cells cannot produce viable spores) operating in allopolyploids. F1-sterility is caused by mating-type heterozygosity. It can be overcome by eliminating chromosome 2 of the S. uvarum subgenome that carries a MAT locus. The loss of this MAT gene abolishes the repression of mating activity. In cultures of the resulting fertile alloaneuploid F1 segregants, the cells can conjugate with each other like haploids and form zygotes capable of performing meiotic divisions producing viable and fertile F2 spores. To the best of our knowledge, this is the first report on breaking down interspecies hybrid sterility by chromosome loss in eukaryotic organisms. The filial generations are genetically unstable and can undergo additional changes mainly in the S. uvarum subgenome (directional changes). Additionally, the fate of geno- and phenotypic properties was studied in the interspecies hybrids created by the cross-breeding of S. cerevisiae with S. uvarum or S. kudriavzevii auxotrophic mutants. Our results from genotyping and karyotyping analyses showed that both the subgenomes of the S. cerevisiae x S. uvarum and S. cerevisiae x S. kudriavzevii hybrids experienced various modifications. Generation of the new genotypes also influenced the physiological performances of the hybrids and occurrence of the novel phenotypes. Significant differences in carbohydrate utilization and distinct growth dynamics in osmotic stress conditions and in the presence of the antibiotic miconazole were observed within and between the S. cerevisiae x S. uvarum and S. cerevisiae x S. kudriavzevii hybrids. Parental strains also demonstrated different contributions to the final metabolic outcomes of the hybrid yeasts. A comparison of the genotypic properties of the artificial hybrids with several hybrid isolates from the wine-related environments and wastewater demonstrated a greater genetic variability of the S. cerevisiae x S. kudriavzevii hybrids. The results of this study suggest that chromosomal rearrangements and genomic reorganizations as post-hybridisation processes may affect the phenotypic properties of the hybrid progeny substantially.