Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2025.

Bibliography: pages 106-117.

Saccharomyces cerevisiae, commonly known as baker's yeast, is a microbial strain of significant importance due to its diverse applications across various fields. It is utilized as a probiotic agent in the treatment of a range of diseases and acts as an effective enhancer against gastrointestinal disorders, including intestinal diseases in both humans and animals. Additionally, S. cerevisiae is employed in the food and beverage industry, such as in bread production, owing to its ability to ferment sugars and produce carbon dioxide and alcohol. Furthermore, it serves as a rich source of vitamins and minerals, contributing to overall health improvement. The cell wall of S. cerevisiae consists primarily of beta-glucans, a compound recognized for its rich fiber content and multiple health benefits, including immune system enhancement and its role as an alternative component to antibiotics in the treatment of certain diseases. Consequently, it has become essential to identify various strains of S. cerevisiae and ensure their safety for consumption by humans and animals. This study aims to isolate, identify, and characterize 36 S. cerevisiae isolates obtained from different animal feed sources. The primary goal is to assess the diversity among these isolates. The isolates were identified firstly through the amplification of the ITS region and the cerevisiae specific primer which revealed that all the isolates are S. cerevisiae. For the assessment of the genetic variation, ISSR and SRAP Molecular markers have been employed. The ISSR analysis showed a lower polymorphism percentage (72.5%) than the SRAP (78%). Strains specific markers have been identified as well. Based on the data combined from the two markers, a dendrogram has been constructed for the 36 strains and five S.c. strains were selected accordingly, each representing a group of the isolated strains, for further studies of some of beta-glucan biosynthesis genes (pgm2, hxk1, and rho1). ITS region-based sequencing was done in the five selected isolates which confirmed the data obtained from ITS region and S.c. specific marker PCR and showed that the isolates are S. cerevisiae, afterwards these five strains were grown on media of different pH to examine effect the effect of yeast growth media on the biosynthesis of betaglucans composing the yeast cell wall. Gene expression of genes pgm2, rho1, and hxk1 was estimated through qPCR. The results showed that the expression of the pgm2 gene was increased by one-fold under basic conditions and by two folds under acidic conditions, while rho1 and hxk1 expression was decreased under both acidic and basic conditions. These results shows that the media were the S.c. cells grow has an impact on its biosynthesis of betaglucans, and controlling it could lead to improvement of its biosynthesis.

تُعتبر خميرة الخباز Saccharomyces cerevisiae سلالة حيوية ذات أهمية كبيرة نظرًا لتطبيقاتها المتعددة في مجالات مختلفة. فهي تُستخدم كمعينات حيوية في معالجة مجموعة من الأمراض، بالإضافة إلى دورها كمعززات فعالة ضد اضطرابات الجهاز الهضمي، بما في ذلك أمراض الأمعاء لدى كل من البشر والحيوانات. كما تُستخدم خميرة الخباز في صناعة الأغذية والمشروبات، مثل الخبز، نظرًا لقدرتها على تخمير السكريات وإنتاج ثاني أكسيد الكربون والكحول. فضلًا عن ذلك، تُعتبر خميرة الخباز مصدرًا غنيًا بالفيتامينات والمعادن، مما يسهم في تحسين الصحة العامة. يتكون جدار خلية خميرة الخباز من مكون رئيسي، وهو البيتا-غلوكان. يُعتبر هذا المركب مصدرًا غنيًا للألياف وله فوائد صحية متعددة، بما في ذلك تعزيز مناعة الجسم ودوره كمكون بديل للمضادات الحيوية في معالجة بعض الأمراض. بناءً على ذلك، أصبح من الضروري تحديد السلالات المختلفة من خميرة الخباز والتأكد من سلامة استهلاكها من قبل البشر والحيوانات. يهدف هذا البحث إلى عزل وتحديد وتصنيف ٣٦ عينة من خميرة الخباز المستخلصة من مصادر متنوعة لأعلاف الحيوانات و تقييم التنوع الجيني بين هذه السلالات. تم التعرف على العزلات في البداية بواسطة الواسمات الوراثية التي استهدفت تسلسل قواعد ال DNA الخاص ب ITS ثم باستخدام واسمات وراثية تستهدف تسلسل قواعد خاصة بـ خميرة الخبازS.cerevisiae داخل الطاقم الجيني، حيث أكدت النتائج أن جميع العزلات هي خميرة الخباز S.cerevisiae . و لتقييم التباينات الوراثية بين عزلات خميرة الخباز, تم استخدام عدد من الواسمات الوراثية ISSR)و .(SRAPأستهدفت الواسمات الوراثية المستخدمةاماكن عديدة داخل الطاقم الجيني, حيث اظهر تحليل ISSR نسبة تباين أقل (٧٢.٥٪) مقارنةً بـ SRAP (٧٨٪). بالإضافة إلى ذلك، تم تحديد وسمات جزيئية مميزة للسلالات المعزولة. استنادًا إلى البيانات المجمعة من كلا الواسمتين، تم إنشاء شجرة القرابة لـ ٣٦ سلالة، و التي من خلالها تم انتخاب ٥ سلالات من خميرة الخبازلتمثل كلا منها مجموعة من العزلات لدراسة متعمقة حول بعض جينات تخليق البيتا-غلوكان، وهي pgm2 hxk1 و .rho1تم إجراء فحص تسلسل قائم على تسلسل قواعد الDNA الخاص ب ITS في العزلات الخمس المختارة و التي أكّدت نتيجته النتائج التي تم الحصول عليها من قبل و هي ان سلالات الخميرة المعزولة هي سلالات خميرة الخباز، بعد ذلك، تم إنماء العزلات الخمس على أوساط ذات قيم حموضة متفاوتة لدراسة تأثيرها على تخليق البيتا-غلوكان، الذي يُشكل مكونًا رئيسيًا لجدار خلية الخميرة. تم تقييم تعبير الجينات pgm2 و rho1 و hxk1 باستخدام تقنية تفاعل البوليميراز المتسلسل الكمي, حيث أظهرت النتائج أن تعبير جين pgm2 زاد بمقدار مرة واحدة تحت الظروف القاعدية وبمقدار مرتين تحت الظروف الحمضية، بينما انخفض تعبير rho1و hxk1 تحت كلا من الظروف الحمضية والقاعدية. تُشير هذه النتائج إلى أن الوسط الذي تنمو فيه خلايا خميرة الخباز له تأثير ملحوظ على تخليق البيتا-غلوكان، وأن التحكم في هذه الظروف يمكن ان يُساهم في تحسين عملية تخليقه

Issues also as CD.

Text in English and abstract in Arabic & English.