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基于高通量测序技术分析不同窖龄窖泥真菌群落多样性与空间异质性

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食品科学 2024年第2期45卷 178-187页

作者：任海伟李志娟刘美琪蔡早宁孙一帆郭晓鹏范文广张丙云李彦涛尉军强兰州理工大学生命科学与工程学院甘肃兰州730050 西北低碳城镇支撑技术省部共建协同创新中心甘肃兰州730050 甘肃金徽酒股份有限公司甘肃陇南742308

利用Illumina NovaSeq高通量测序、冗余分析和FUNGuild等方法对甘肃金徽酒10a和50a窖龄窖池及其不同空间位置窖泥的真菌群落结构、真菌菌群与理化因子之间的关系以及真菌功能预测等进行研究。结果表明,随着窖池深度的增加,10 a窖池窖泥... 详细信息

利用Illumina NovaSeq高通量测序、冗余分析和FUNGuild等方法对甘肃金徽酒10a和50a窖龄窖池及其不同空间位置窖泥的真菌群落结构、真菌菌群与理化因子之间的关系以及真菌功能预测等进行研究。结果表明,随着窖池深度的增加,10 a窖池窖泥的多样性和丰富度呈现降低趋势,50 a窖池窖泥的多样性整体呈现升高趋势,而丰富度则呈现先降低后升高趋势,其中10a窖池窖壁上层的多样性和丰富度均显著高于其他位置(P窖泥样品共检测到21个真菌门和520个真菌属,其中子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)、被孢霉门(Mortierellomycota)和罗兹菌门(Rozellomycota)4个优势真菌门以及曲霉属(Aspergillus)和哈萨克斯坦酵母属(Kazachstania)等多数优势真菌属的相对丰度随窖池窖龄和空间位置的变化差异显著(P窖泥真菌营养类型主要有腐生营养型和病理-腐生-共生营养型等7种,功能类群包括4个单一功能群和7个混合功能群。通过系统分析不同窖龄窖池和空间位置的窖泥真菌群落多样性,为明确甘肃金徽酒窖泥的真菌群落结构及空间分布规律奠定了理论基础。

关键词：窖泥高通量测序真菌群落冗余分析功能预测

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基于高通量测序的窖泥原核微生物群落结构及其理化因子相关性分析

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食品科学 2021年第18期42卷 111-118页

作者：张明珠吴学凤穆冬冬许博阳孙伟蒋俊树闫晓明郑志姜绍通李兴江合肥工业大学食品与生物工程学院安徽合肥230009 安徽文王酿酒股份有限公司安徽临泉236400 安徽省农业科学院安徽合肥230001 安徽省食品药品检验研究院安徽合肥230051

为揭示各项理化特性对窖泥细菌群落结构的影响,分析不同年份窖泥的理化因子差异及与其原核微生物群落的相关性。结果表明:20 a窖池池壁和池底窖泥中的水分、pH值、铵态氮及有效磷和速效钾的含量均显著高于2 a窖泥,但其钙含量却显著低于... 详细信息

为揭示各项理化特性对窖泥细菌群落结构的影响,分析不同年份窖泥的理化因子差异及与其原核微生物群落的相关性。结果表明:20 a窖池池壁和池底窖泥中的水分、pH值、铵态氮及有效磷和速效钾的含量均显著高于2 a窖泥,但其钙含量却显著低于2 a窖泥。30 a池壁和池底窖泥与2 a相比,除水分含量和腐殖质外,其他指标均存在显著差异。理化因子与菌群的相关性分析发现,水分含量、pH值和铵态氮对菌群的影响最为显著,与Lactobacillus呈极显著负相关(P窖泥中不同的微生物菌群在长期往复的发酵过程中相互作用,优势菌属逐步占据主导低位并达到动态平衡,形成优质窖泥。本实验系统研究窖泥原核微生物群落多样性在窖泥老熟及退化过程中的变化趋势,借助微生物和理化因子之间的相关性分析,为窖池的养护机制及优质窖泥的制作提供一定理论依据。

关键词：原核微生物群落窖泥理化因子 Pearson相关性高通量测序

不同窖龄及位置浓香型白酒窖泥微生物群落多样性与理化因子的比较分析

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食品科学 2023年第20期44卷 165-174页

作者：肖琴何平周瑞平刘超袁思棋赵金松四川轻化工大学生物工程学院四川宜宾644000 叙府酒业股份有限公司四川宜宾644000 四川省酒业集团有限责任公司四川成都610000

采用高通量测序技术、线性判别分析效应量(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)和冗余分析(redundancy analysis,RDA)等方法,分别对5、10 a和20 a窖龄及不同空间位置窖泥的原核和真核微生物群落结构、差异微生物和微生物... 详细信息

采用高通量测序技术、线性判别分析效应量(linear discriminant analysis effect size,LEfSe)和冗余分析(redundancy analysis,RDA)等方法,分别对5、10 a和20 a窖龄及不同空间位置窖泥的原核和真核微生物群落结构、差异微生物和微生物与理化因子之间的关系进行研究。结果表明:5 a的窖泥原核微生物和真核微生物多样性均高于10 a和20 a窖龄的窖泥;所有样品中,原核微生物共检出37个门、83个纲、176个目、306个科、629个属,其中优势菌门5个;真核微生物共检出12个门、37个纲、74个目、160个科、282个属,其中优势菌门3个,优势菌属15个;经LEfSe差异微生物分析,原核差异微生物12种(属水平),真核差异微生物共15种,各样品的差异微生物是在白酒酿造过程中发挥重要作用的物种;窖泥理化因子的测定结果表明,样品pH值变化范围为3.66~5.20,不同位置的窖泥有效磷含量均具有显著差异;RDA结果显示,Lactobacillus、unclassified_f__Aspergillaceae、Thermomyces与水分、氨态氮和有效磷呈负相关,Methanobacterium、Clostridium_sensu_stricto_12、Caproiciproducens、Methanobrevibacter、Cryptococcus_f__Tremellaceae、Apiotrichum与水分、pH值、氨态氮、有效磷呈正相关。本研究系统研究不同窖龄、不同空间位置的窖泥原核、真核微生物群落结构,借助微生物与理化性质相关性分析揭示了不同窖龄及位置浓香型窖泥微生物群落结构与理化因子的差异及两者的联系,为建立日常窖泥养护和优质窖泥驯化、制作提供了理论支撑。

关键词：窖泥高通量测序原核和真核微生物理化因子相关性分析

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不同窖龄窖泥中微生物代谢产物及其规律研究

中国食品学报 2017年第12期17卷 207-214页

作者：陈彬闫寅卓王德良陈翔陆其刚中国食品发酵工业研究院北京100015 江苏洋河酒厂股份有限公司江苏宿迁223800

窖泥对于提升浓香型白酒的品质起着重要的作用。采用核磁共振分析技术对窖泥中微生物的代谢产物进行对比分析。研究发现:窖泥的主要代谢产物为乙醇、醋酸盐、戊酸酯等;窖池窖壁和窖底微生物的代谢产物存在着差异。然而随着窖泥窖龄的增... 详细信息

窖泥对于提升浓香型白酒的品质起着重要的作用。采用核磁共振分析技术对窖泥中微生物的代谢产物进行对比分析。研究发现:窖泥的主要代谢产物为乙醇、醋酸盐、戊酸酯等;窖池窖壁和窖底微生物的代谢产物存在着差异。然而随着窖泥窖龄的增长,窖壁和窖底微生物的代谢产物呈现先增长后降低的趋势,且处于不同阶段的窖泥的特征代谢产物明显不同。

关键词：窖泥核磁共振窖龄代谢产物

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浓香型白酒窖泥中细菌和古菌的组成与多样性

化工学报 2014年第5期65卷 1800-1807页

作者：陶勇芮俊鹏李家宝徐占成李大平唐清兰魏勇李香真中国科学院成都生物研究所环境与应用微生物重点实验室四川省环境微生物重点实验室四川成都610041 四川剑南春集团有限责任公司四川绵竹618200

窖池是中国浓香型白酒的根本，其中窖泥微生物则是决定白酒风味与品质的核心。通过454焦磷酸测序法系统研究了不同窖龄窖泥的细菌和古菌的群落组成及多样性。共获得494293个有效序列，可归为796个可操作分类单元（OTUs），分别属于21个... 详细信息

窖池是中国浓香型白酒的根本，其中窖泥微生物则是决定白酒风味与品质的核心。通过454焦磷酸测序法系统研究了不同窖龄窖泥的细菌和古菌的群落组成及多样性。共获得494293个有效序列，可归为796个可操作分类单元（OTUs），分别属于21个门（phylum）。优势分类门（≥1%）分别为厚壁菌门（Firmicutes）66.8%、拟杆菌门（Bacteroidetes）16.0%、广古菌门（Euryarchaeota）9.0%、螺旋体门（Spirochaetes）2.2%、放线菌门（Actinobacteria）1.8%和绿弯菌门（Chloroflexi）1.0%。窖泥微生物多样性在1～25年间随着窖龄的增加而呈升高趋势，但在25～50年间保持相对稳定。不同窖龄的窖泥中优势种群存在明显差异，其中乳杆菌（Lactobacillus）在1年窖泥中为绝对优势种群（62.3%），而在10年窖泥中，Lactobacillus丰度显著下降（16.1%），Petrimonas，Clostridium IV和甲烷菌等丰度则显著增加。在25～50年窖泥中，这一趋势更加明显，并且一些未培养菌丰度在这一阶段也显著增加。此外，窖泥中古菌主要为氢型产甲烷菌（Methanobrevibacter、Methanoculleus、Methanobacterium），可同时利用氢气和乙酸的甲烷八叠球菌属（Methanosarcina）在25～50年窖龄的窖泥中也有较高的丰度（3.1%～4.5%）。本研究从微生物群落构成角度为“老窖产好酒”的实践经验提供了理论依据。

关键词：酿酒窖龄窖泥微生物群落焦磷酸测序

窖泥中梭菌和互营球菌交互作用对生长和短链脂肪酸代谢的影响

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食品与发酵工业 2022年第15期48卷 24-32页

作者：孙红柴丽娟方冠宇陆震鸣张晓娟王松涛沈才洪史劲松许正宏江南大学生物工程学院江苏无锡214122 粮食发酵与食品生物制造国家工程研究中心(江南大学) 江苏无锡214122 江南大学生命科学与健康工程学院江苏无锡214122 江苏省生物活性制品加工工程技术研究中心江苏无锡214122 国家固态酿造工程技术研究中心四川泸州646000

为研究浓香型白酒窖泥中重要功能微生物梭菌属和其他微生物之间的交互作用,通过比较基因组解析了不同梭菌属微生物基因组功能及短链脂肪酸代谢通路的差异,以窖泥中筛选出的1株互营球菌和7株梭菌为研究对象,构建了互营球菌和梭菌的两两... 详细信息

为研究浓香型白酒窖泥中重要功能微生物梭菌属和其他微生物之间的交互作用,通过比较基因组解析了不同梭菌属微生物基因组功能及短链脂肪酸代谢通路的差异,以窖泥中筛选出的1株互营球菌和7株梭菌为研究对象,构建了互营球菌和梭菌的两两共培养体系,比较了不同梭菌纯培养和共培养中生长和短链脂肪酸代谢的变化。比较基因组分析结果表明,梭菌属的短链脂肪酸代谢通路存在种间差异。共培养结果进一步表明,互营球菌Novisyntrophococcus fermenticellae JN500902(N.902)对Clostridium fermenticellae JN500901(C.901)和*** Clu07的生长和代谢具有显著促进作用,共培养中葡萄糖的消耗量增加,生物量增加。此外,C.901的丁酸和己酸积累量分别增加0.44和0.63倍左右,Clu07的丁酸和戊酸产量分别增加0.77倍和2.63倍。N.902与2株产戊酸梭菌共培养时对生长的影响效果不显著,但是促进了*** Cls01戊酸的产生,抑制了*** Claci01戊酸的积累。N.902与3株产丁酸梭菌*** Clb01、*** Clgx01和*** Clt01共培养前期(24 h之前),生长速度或生长量高于纯培养,但是发酵结束共培养中丁酸的积累量发生不同程度的下降。对梭菌属和互营球菌之间的相互作用研究有助于拓宽窖泥微生物互作产香的认识。

关键词：窖泥 Clostridium Novisyntrophococcus 交互作用短链脂肪酸

不同窖龄及位置窖泥微生物群落和代谢组分的差异

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食品与发酵工业 2022年第2期48卷 231-237页

作者：毕天然黄钧张宿义陈晓茹陈苏祺母雨蔡晓波邱川峰周荣清四川大学轻工科学与工程学院四川成都610065 泸州老窖股份有限公司四川泸州646000

基于多相检测技术探究了不同窖龄窖泥微生物群落及主要代谢组分的时空特点。结果表明,窖池微环境和代谢物间相互影响,胁迫微生物群落定向进化。Caproiciproducens和Clostridium sensu stricto 12等7种细菌与窖龄相关,产甲烷古菌则与窖... 详细信息

基于多相检测技术探究了不同窖龄窖泥微生物群落及主要代谢组分的时空特点。结果表明,窖池微环境和代谢物间相互影响,胁迫微生物群落定向进化。Caproiciproducens和Clostridium sensu stricto 12等7种细菌与窖龄相关,产甲烷古菌则与窖泥的位置有关。此外,不锈钢代替窖泥盖,降低了窖池中Lactobacillus和Nitrosopumilaceae的丰度。窖池微环境和群落间互作共同影响群落组成,Caproiciproducens、Clostridium sensu stricto 12、Methanobacterium和Methanoculleus与己酸酯呈正相关。荧光原位杂交定量检测的结果表明,梭菌属等功能菌群随窖龄的增长而增高,且在窖底泥中含量更高。

关键词：窖泥微生物群落风味代谢高通量测序荧光原位杂交

不同位置窖泥酶活力及其细菌群落结构相关性分析

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食品与发酵工业 2024年第4期50卷 102-109页

作者：曾波蒲吉洲陈秋旭饶家权邹永芳文静黄治国卫春会四川轻化工大学酿酒生物技术及应用四川省重点实验室四川宜宾644000 舍得酒业股份有限公司四川射洪629000 中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室四川宜宾644000

窖泥微生物对酒质的影响是通过多种酶促反应实现,目前对窖泥酶活的研究较少,缺乏关于窖泥中氮代谢功能酶的空间分布特征分析。该研究分析不同位置的窖泥理化因子和酶活力,采用高通量测序技术对窖泥细菌群落进行分析,通过聚类分析研究细... 详细信息

窖泥微生物对酒质的影响是通过多种酶促反应实现,目前对窖泥酶活的研究较少,缺乏关于窖泥中氮代谢功能酶的空间分布特征分析。该研究分析不同位置的窖泥理化因子和酶活力,采用高通量测序技术对窖泥细菌群落进行分析,通过聚类分析研究细菌群落的空间分布特点,并标记窖泥微生物的基因序列预测参与氮代谢功能酶的相对丰度。结果表明,铵态氮含量(1478.37 mg/kg)、过氧化氢酶活力[1.731 mg/(g·d)]、蛋白酶活力[1.107 mg/(g·d)]在窖底窖泥中最大,在窖池内自上而下呈增高趋势,而脱氢酶呈减小趋势。Firmicutes是窖泥的绝对优势菌门,Caproiciproduces、Lactobacillus、Fastidiosipila分别是窖底、窖壁中层和窖壁上层窖泥的第一优势菌属。铵态氮、蛋白酶与Aminobacterium呈显著的正相关(P窖泥中的相对丰度差异显著(P窖泥物质循环,物质交换是微生物相互作用的重要驱动力,功能酶活力可以衡量氮代谢的强度,由此可见,窖泥位置对氮代谢酶的分布产生重要影响,并影响着氮代谢,该研究为解析微生物参与窖泥中的物质循环过程提供理论基础。

关键词：不同位置窖泥酶活力细菌群落相关性

窖泥优势拟杆菌纲微生物Petrimonas sulfuriphila的分离及其功能解析

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微生物学报 2022年第9期62卷 3373-3386页

作者：郑慧珍王慧琳高江婧任聪范文来徐岩江南大学生物工程学院酿造微生物学与应用酶学研究室江苏无锡214122 江南大学工业生物技术教育部重点实验室江苏无锡214122

【目的】筛选窖泥中尚未被纯培养的高丰度拟杆菌纲微生物,并在纯培养菌株层面和共培养层面探究其生理代谢特征及生态学功能。【方法】采用传代培养提高窖泥拟杆菌纲微生物的相对丰度,在此基础上进行筛菌实验,并通过发酵实验解析主体拟... 详细信息

【目的】筛选窖泥中尚未被纯培养的高丰度拟杆菌纲微生物,并在纯培养菌株层面和共培养层面探究其生理代谢特征及生态学功能。【方法】采用传代培养提高窖泥拟杆菌纲微生物的相对丰度,在此基础上进行筛菌实验,并通过发酵实验解析主体拟杆菌的代谢特征及其与主体己酸菌的相互作用关系。【结果】成功筛选到Petrimonas sulfuriphila LBM11005,该菌的主要代谢产物为乙酸和丙酸,且葡萄糖能促进该菌的生长。无论是否存在底物竞争效应,*** LBM11005均能与窖泥主体己酸菌Caproicibacterium ***19010在代谢物水平上发生相互作用,表现为后者可以利用前者的代谢产物丙酸进行碳链延伸,产生新的奇数碳脂肪酸——戊酸和庚酸。【结论】探明了窖泥主体拟杆菌纲微生物*** LBM11005的基本生理代谢特征,且该菌与主体己酸菌相互作用,贡献于更长碳链奇数碳脂肪酸的合成。

关键词：浓香型白酒窖泥拟杆菌丙酸