Comparative Study of Two Plasmids, pRH45 and pRH 20690, Isolated from Beer-Spoilage Lactobacillus brevis ABBC45 and L. lindneri DSM20690(^T). Koji Suzuki (1), Analytical Technology Laboratory, Asahi Breweries Ltd., 1-21 Midori 1-chome, Moriya-shi, Ibaraki, 302-0106, Japan; Manabu Sami, Fundamental Research Laboratory, Asahi Breweries Ltd., 1-21 Midori 1-chome, Moriya-shi, Ibaraki, 302-0106, Japan; and Kazutaka Ozaki and Hiroshi Yamashita, Analytical Technology Laboratory, Asahi Breweries Ltd., 1-21 Midori 1-chome, Moriya-shi, Ibaraki, 302-0106, Japan. (1) Corresponding author. Phone: +81.297.46.1826; Fax: +81.297.46.1829; E-mail: <koji.suzuki@asahibeer.co.jp> J. Am. Soc. Brew. Chem. 63(1):11-16, 2005. Accepted September 11, 2004.

Southern blot analysis with beer-spoilage Lactobacillus lindneri DSM 20690(^T) showed the presence of the homologue of horA, a hop-resistance gene originally identified in L. brevis ABBC45. The horA homologue found in L. lindneri DSM 20690(^T) was carried by a plasmid designated pRH20690. This plasmid is similar in size to pRH45, a plasmid harboring horA gene in L. brevis ABBC45. The full sequencing analysis of pRH20690 revealed that this 13.0-kb plasmid is remarkably similar in the organization of the open reading frames (ORFs) to that of pRH45. The putative replication origin regions and the ORFs encoding a putative rep gene were found to be 99.0 and 100.0% identical, respectively, between the two beer-spoilage strains, indicating that these two plasmids share the same origin. It was further shown that the 6.9-kb DNA portions of the plasmids containing six putative ORFs are 99.4% identical in nucleotide sequence, suggesting that the hop-resistant Lactobacillus strains acquired horA by plasmid-mediated horizontal gene transfer. This hypothesis po­tentially provides brewers with a theoretical basis for applying trans-species genetic markers, such as horA, to complement the traditional species-specific approaches. Keywords: Beer-spoilage ability, horA, Lactic acid bacteria, Trans-species genetic marker

El análisis de mancha Southern con Lacotovacilus lindneri DSM 20690(^T) demostró la presencia la presencia del homologue horA, un gene con resistencia a lúpulo identificado originalmente en L. brevis ABBC45. El homologue horA encontrado en L. lindneri DSM 20690(^T) era llevado por un plasmido señalado pRH20690. Este plasmido es similar en tamaño a pRH45, un plasmido que mantiene el gene horA en L. brevis ABBC45. El análisis completo de secuenciación de pRH20690 reveló que este plasmido de 13.0-kb es muy similar en la organización de bastidores abiertos de lectura (ORFs) a el de pRH45. Las regiones de origen de ré­plica supuestas y la codificación ORFs supuesto del gene rep fueron en­contrados ser 99.0 y 100.0% idénticos, respectivamente, entre las dos cepas de deterioración de cerveza, indicando que estos dos plasmidos comparten el mismo origen. Se demostró a fondo que las porciones de DNA 6.9-kb de los plasmidos conteniendo seis supuestos ORFs son 99.4% idénticos en secuencia nucleotide, sugiriendo que las cepas resis­tentes a lúpulo de Lactobacillus adquirieron horA por transferencia horizontal de gene mediado por plamido. Esta hipótesis potencialmente provee a los cerveceros una base teórica para aplicar marcadores gené­ticos de transporte de especie, tales como horA, para complementar los acercamientos específicos a especie tradicionales. Palabras claves: Bacterias de ácido láctico, Capacidad de deterioración de cerveza, horA, Marcador genético transespecie