高通量测序技术分析酱香型白酒酒醅的微生物多样性

通过提取酱香型白酒福矛窖酒生产发酵的第2轮窖内发酵末期、第3轮堆积发酵、第3轮窖内发酵中期的酒醅微生物基因组DNA,采用高通量测序技术对各个发酵时期的酒醅的微生物多样性进行测序分析,实验结果显示:福矛窖酒的堆积发酵和窖内发酵的酒醅的微生物菌群结构具有多样性.不同发酵时期的优势菌群,堆积发酵酒醅的优势微生物为乳球菌属、醋酸杆菌属、芽孢杆菌属、梭形杆菌属、假丝酵母属、曲霉属.窖内发酵酒醅的优势微生物为乳杆菌属、醋酸杆菌属、青霉菌属、毕赤酵母属、曲霉属、嗜热子囊菌属、假丝酵母属.从实验结果分析初步揭示不同发酵时期的酿造微生物功能以及在酱香型白酒的酿造过程的作用,酱香型白酒的丰富香味物质的产生与酿造微生物菌群具有相关性.     

鲫鱼养殖池塘底泥菌群结构及常见可培养菌分析

为了研究江苏地区鲫鱼养殖池塘底泥细菌菌群结构与多样性,通过高通量测序技术对2017年8-10月间采集的江苏省不同区域养殖池塘底泥中所有细菌的16S rRNA V3-V4基因进行扩增测定,分析了底泥菌群结构特征;并通过平板计数法和选择培养基法检测池塘底泥中细菌总数和主要常见菌。结果表明,49个样品高通量测序共获得有效序列2152956条,可归为17735个分类操作单元(OTUs);物种注释结果显示,鲫鱼养殖池塘底泥中具有较高的菌群多样性,检测到的细菌归属于29个门类,所有池塘底泥都具有主要门类为变形菌门、绿弯菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、水生古细菌门、酸杆菌门、放线菌门、硝化螺旋菌门、螺旋菌门、芽单胞菌门、蓝细菌门、浮霉菌门、疣微菌门等。在属的水平上主要以硫杆菌属,乳酸球菌属,硫氧化菌,甲烷菌,地杆菌属,假单胞菌属,厌氧粘杆菌属,甲烷绳菌属,芽孢杆菌属等为主;所有池塘底泥共有菌主要有乳酸球菌属,甲烷菌,盐单胞菌,芽孢杆菌,红杆菌属,链球菌属,肉杆菌属,微小杆菌属,土芽孢杆菌属等。通过细菌培养发现,池塘底泥中常见益生菌如乳酸菌、芽孢菌具有较高的比例。可见鲫鱼养殖池塘底泥菌群结构及组成具有多样性,不同养殖池塘中共有的细菌可作为益生菌开发的参考菌株。     

基于高通量测序的玉米秸秆自然发酵过程中细菌菌群结构特征

采用DNS、苯酚硫酸法每隔2 d检测自然发酵秸秆发酵液中的还原糖与总糖质量浓度,运用高通量测序方法,对秸秆自然发酵初期、中期、末期样品细菌16SrRNA基因的V4~V5区测序,分析不同时期的玉米秸秆腐烂样品中细菌群落组成和多样性.研究发现:随发酵时间的延长,发酵液中的还原糖与总糖质量浓度均呈现下降-上升-下降的趋势,测序共获得80575条有效序列,3307个操作分类单元序列,共涉及细菌18门,194属.自然发酵过程中,样品中细菌群落多样性和微生物丰度显著提高.微生物群落组成分析发现,在发酵中后期,拟杆菌门的菌群明显增加,变形菌门菌群持续减少,厚壁菌门呈现先下降后上升的趋势,末期菌属的数目相对于发酵初期,增加了69.3%.参与秸秆发酵的细菌多样性极为丰富,且在不同时间段出现不同的优势菌群.     

基于高通量测序的液态奶中微生物多样性研究

目的 为探究不同液态奶样品中微生物的菌群组成和其多样性。方法 采用高通量测序技术对液态奶中细菌16S rRNA的V₃-V₄区进行测序,研究了四组液态奶样品在门水平和属水平的菌群结构。结果 四组样品中共有分类操作单元(Operational Taxonomic Unit, OTU)数目为119个,独有的OTU数分别占15.0%、6.85%、8.86%和12.35%。在门水平,厚壁菌门和变形菌门是四组液态奶的共有菌门,其中4组样品中厚壁菌门的相对丰度分别为38.9%、73.8%、20.9%、29.6%,变形菌门的相对丰度分别为46.9%、10.0%、28.0%、17.2%;在属水平,4组液态奶中的优势菌属分别是芽孢杆菌属、短波单胞菌属;芽孢杆菌属;Cloacibacterium和寡养单胞菌属;芽孢杆菌属、微杆菌属和异常球菌属。结论 四组样品在门水平的菌群组成基本相似。属水平上,液态奶中含有的不动杆菌属、芽孢杆菌属和克雷伯氏菌属属于嗜冷菌,这些菌属可以导致液态奶发生腐败变质等现象。这为今后探索液态奶中腐败菌防治措施提供重要依据。     

基于高通量测序分析玉米黄酒微生物多样性

为了探究玉米黄酒在传统发酵过程中微生物群落结构与酒体风味之间的联系,利用高通量测序方法对传统发酵玉米黄酒中微生物群落进行研究,结果表明,黄酒发酵过程中微生物结构高度不一。在门水平下,变形菌门是绝对优势细菌,占比66.41%～86.88%,同时检测到拟杆菌门和放线菌门等。子囊菌门是绝对优势真菌,占比97.42%～99.33%。此外还有担子菌门等。在属水平下贪噬菌属、慢生根瘤菌属等占比细菌属较高,而曲霉属、塞伯林德纳氏酵母在真菌属中占比较高。该研究对揭示黄酒生产过程中菌群变化有重要意义。     

PCR-DGGE法研究Sludge bio-membrane(SB)系统中反硝化聚磷菌的变化

采用SB同步脱氮除磷系统富集反硝化聚磷菌,利用平板分离法和PCR-DGGE技术,进行微生物种群的跟踪.研究结果表明:通过平板法分离到的微生物主要为棒状杆菌属、不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌科、莫拉氏菌属、葡萄球菌属、副球菌属共7种,富集后细菌主要为不动杆菌属、假单胞菌属、肠杆菌科、副球菌属4种,富集后系统内细菌种类减少,与采用Sequencing Batch Reactor(SBR)池富集的反硝化聚磷菌不同.采用PCR-DGGE法发现富集前以黄杆菌属、产碱杆菌属、副球菌属、紫色杆菌属、赤细菌属为主,富集后以产碱杆菌属、副球菌属、紫色杆菌属为主,副球菌属是唯一通过2种办法获得确认的反硝化聚磷菌株.采用PCR-DGGE和16S rDNA克隆文库方法研究的同步反硝化聚磷菌都以变形门占优势.     

基于PCR-DGGE的不同年龄段人群舌苔微生物菌群结构分析

微生物菌群的不同是影响人体舌苔表型的重要影响因素之一,实验利用PCR-DGGE法和测序法研究不同年龄段人体舌苔微生物菌群结构的差异。方法:分别刮取4个不同年龄段人群的舌苔,提取总DNA,PCR扩增后进行变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析,分析不同年龄段人体舌苔微生物菌群结构的异同;并对差异条带进行测序分析,研究不同年龄段人群舌苔微生物群的差异。结果:韦永氏球菌属、普氏菌和链球菌等是各年龄段均有的舌苔菌群,产气荚膜梭菌多为儿童舌苔上携带,Uncultured prevotellaceae是老年舌苔特有菌群,普雷沃氏菌属是青年中年舌苔特有菌群。结论:不同年龄段人体舌苔上的微生物菌群有一定的差异,本实验结果可以为临床上舌苔微生物的理论研究和诊断提供参考。     

基于宏基因组方法对西藏传统发酵牦牛奶中微生物多样性的研究

采用454高通量测序技术从宏基因组角度对西藏地区自然发酵牦牛奶中微生物多样性进行分析,以细菌16S rRNA的V3区和真菌的ITS区序列为扩增、测序靶点,分别获得3 051和3 396条高质量序列.研究发现,西藏自然发酵牦牛奶样品中真菌的丰度要大于细菌.在门的水平上,细菌和真菌分别由硬壁菌门(Firmicutes)和子囊菌门(Ascomycota)组成,而在属的水平上细菌和真菌的优势菌分别为乳杆菌属(Lactobacillus)和耐碱酵母属(Galactomyces).     

厌氧发酵反应器的启动运行及活性污泥的优势菌群分析

为探讨连续流搅拌槽式厌氧发酵反应器(CSTR)的启动运行效能和活性污泥的优势菌群组成,考察了CSTR处理高浓度糖蜜废水启动运行期的进出水化学需氧量(COD)和p H值变化规律,并采用Illumina Mi Seq平台高通量测序技术对比分析了启动运行不同阶段的优势菌群组成.研究结果表明:厌氧发酵反应器经过启动阶段的运行,较好地完成了厌氧活性污泥的驯化.在启动运行后期,反应器出水pH值稳定在4. 7～4. 9之间,液相发酵产物总量为1298 mg·L~(-1),其中乙酸和丁酸质量占发酵产物总质量的73. 1%,形成丁酸型发酵的主要发酵产物;活性污泥沉降30 min后,沉降污泥的体积分数为37%,驯化后活性污泥具有良好的沉降性能.活性污泥优势菌群分析表明:反应器启动运行后期,活性污泥形成以产乙醇杆菌属(Ethanoligenes)、巨型球菌属(Megasphaera)和Ⅳ型梭菌(Clostridium IV)为主的优势菌群.     

固体碱强化水葫芦发酵产沼气的研究

采用固体碱预处理水葫芦,驯化污泥,并将其添加于水葫芦发酵体系中进行厌氧发酵。考察固体碱对水葫芦微观结构、活性污泥驯化、厌氧发酵产气速率以及甲烷含量的影响。结果表明:发酵初始加入固体碱且添加量为发酵底物的60%时,发酵平均产气速率最高,为16.88 mL/(g·d),此时,甲烷含量也达到最大,为80.06%;与不添加固体碱的发酵体系相比,分别提高了72.77%和64.73%。固体碱不但能驯化污泥,而且能破坏水葫芦的致密纤维结构,同时能调节发酵体系的pH值,防止有机酸对产酸菌的反馈抑制,创造更适宜于产甲烷菌生长的有利环境,提高水葫芦甲烷化的速率和效率。     

应用16SrDNA序列分析对砾石接触氧化反应器中细菌多样性

 运用分子生物学手段,对砾石接触反应器内的典型区域,包括石球表面的生物膜、石球内部污泥及反应器底部的沉淀污泥,通过DNA提取、PCR扩增、纯化与回收、TA克隆、序列测定,基因比对等方法,对反应器内的细菌多样性进行分析。结果表明,系统中主要存在好氧呼吸菌群及厌氧发酵菌群两大类,优势菌群为以呼吸代谢为主的假单胞菌属、以发酵为主要代谢方式的拟杆菌/噬纤维菌菌属和纤毛菌属。同时好氧菌群中还发育有α蛋白菌、β蛋白菌、γ蛋白菌、硝化螺菌属、土壤杆菌属、衣原体属、葡萄糖杆菌属及褐色高温单孢菌属细菌;厌氧菌群中则发育属于螺旋体属、δ蛋白菌、反硝化菌、乳杆菌属;此外,使生物量的增长减少的各种慢速生长菌群也是本系统内的一大特色菌群。生物多样性的存在,是污泥减量化研究的关键。     

固体碱强化水葫芦发酵产沼气的研究

采用固体碱预处理水葫芦，驯化污泥，并将其添加于水葫芦发酵体系中进行厌氧发酵。考察固体碱对水葫芦微观结构、活性污泥驯化、厌氧发酵产气速率以及甲烷含量的影响。结果表明：发酵初始加入固体碱且添加量为发酵底物的60%时，发酵平均产气速率最高，为16.88mL/(g·d)，此时，甲烷含量也达到最大，为80.06%；与不添加固体碱的发酵体系相比，分别提高了72.77%和64.73%。固体碱不但能驯化污泥，而且能破坏水葫芦的致密纤维结构，同时能调节发酵体系的pH值，防止有机酸对产酸菌的反馈抑制，创造更适宜于产甲烷菌生长的有利环境，提高水葫芦甲烷化的速率和效率。     

基于高通量测序对四川怀远特色发酵食品微生物群落结构分析

为了研究四川怀远特色传统发酵食品的微生物多样性,利用Illumina HiSeq 2500高通量测序平台,对当地豆腐帘子和冻糕的微生物群落结构进行了系统分析.结果表明,豆腐帘子的菌群主要隶属于变形菌门(Proteobacteria)和担子菌门(Basidiomycota),检测出40个细菌属和21个真菌属,主要优势微生物是Acinetobacter和Trichosporon.冻糕的菌群主要隶属于厚壁菌门(Firmicutes)和子囊菌门(Ascomycota),检测出36个细菌属和23个真菌属,主要优势微生物是Lactobacillus和Kazachstania.     

黄贮玉米秸秆厌氧发酵产沼气试验研究

为探索生物预处理对秸秆发酵产沼气的影响,以玉米秸秆为原料,分别添加0. 5‰微生物菌剂、1‰微生物菌剂、5%木薯酒糟和10%木薯酒糟进行黄贮;研究在高温(50℃)半连续发酵条件下,黄贮秸秆厌氧发酵产沼气特征。结果表明在发酵系统总固体(TS) 8%条件下,黄贮过程中添加微生物菌剂或木薯酒糟均能显著地提高产气率;添加10%木薯酒糟的产气率高于添加1%的微生物菌剂,且甲烷含量达到最高。在秸秆沼气生产中,可通过微生物菌剂或木薯酒糟的添加改善秸秆预处理效果,提高生产效益。     

菌群感应AHLs分子对小鼠肠道菌群多样性影响的分析

目的 探讨菌群感应信号分子N-酰基高丝氨酸内酯(N-acyl homoserine lactones,AHLs)对小鼠肠道微生物菌群构成的影响,为感染状态下肠道微生态的紊乱补充理论依据。方法 3-oxo-C10-HSL分子经腹腔注射小鼠后,于24 h分别在小鼠十二指肠及空回肠部位用拭子涂抹法取样,并通过Illumina Hiseq 2500高通量测序平台对样品16S rDNA测序,并进行微生物菌群分类构成及多样性分析。结果 在实验小鼠肠道内共检出22个细菌门,109个细菌属;对照组和3-oxo-C10-HSL处理组小鼠肠道不同部位菌群均以厚壁菌门(>50%)和变形菌门(>20%)为主,但两组在属水平菌群构成有明显差异,对照组优势菌属依次为葡萄球菌、埃希氏-志贺菌、乳球菌、假单胞菌、肠球菌,3-oxo-C10-HSL处理组优势菌属主要为肠球菌、埃希氏-志贺菌、葡萄球菌;多样性和丰度分析提示3-oxo-C10-HSL处理组肠道菌群多样性均有提高,大肠埃希菌属等主要优势菌丰度显著上升,而且空回肠部位的菌落丰度最高。结论 AHLs对小鼠肠道菌群构成影响较小,而对菌群内部某些特定类群结构变化影响较明显。     

大庆油田聚驱后油藏细菌群落演替规律研究

应用分子生态学方法,研究了大庆油田聚驱后油藏微生物调剖过程中细菌群落结构变化规律。从大庆油田聚驱油藏样品中提取总DNA,扩增其16S rDNA片段,PCR-DGGE实验,通过切胶测序分析研究了细菌群落结构演替规律。微生物调剖试验结果显示,日产液下降3吨,日产油量提高11吨,含水量下降4吨。PCR-DGGE结果显示,北-2-4-P49主要的优势种群为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)、不动杆菌属(Acinetobacter sp.)、梭菌属(Clostridia bacterium)、热微菌属(Thermomicrobium sp.)、厚壁菌属(Firmicutes bacterium)和一些未知菌属。细菌多样性丰富,群落结构变化较大。对微生物调剖前后细菌群落结构的研究可以为微生物采油过程提供技术指导和实际参考。     

赣南脐橙柑橘黄龙病株内生细菌群落多样性研究

柑橘黄龙病发病组织除病原菌韧皮杆菌外,还可能有影响黄龙病菌生长的伴生细菌。利用LB培养基和橙汁培养基对黄龙病株脐橙叶片的内生细菌进行分离培养,通过16S r DNA高通量测序技术对未培养和培养后的内生细菌进行分类鉴定以及菌群结构比较分析。结果表明,未处理叶片中Anderseniella属占90%以上,LB培养基中的优势菌属是肠杆菌属(Enterobacter),而在橙汁培养基中培养后,肠杆菌属和短小杆菌属(Curtobacterium)是优势菌属。3个样本中共有的菌属有11个,且未培养样本中有12个特有菌属。脐橙黄龙病叶片内生菌经培养后,菌群结构会发生明显变化,且不同培养基对菌群结构影响较大。研究结果对于黄龙病菌伴生菌的筛选具有一定的参考价值。     

济南市护城河代表性区段底泥中细菌菌群分析

对济南市护城河(解放阁)水质及底泥沉积物中细菌菌群进行检测分析。水质理化指标的检测按照国家标准进行;用平板计数法检测河底淤泥中的细菌数量;用MPN法检测肠道菌群及硝化细菌、亚硝化细菌和反硝化细菌的数量;用16S r DNA部分测序技术对可培养细菌进行分类分析;用高通量测序技术(V4区)对细菌菌群的多样性进行分析。水质理化指标的检测结果表明:护城河水质整体良好。基于微生物培养技术的细菌菌群分析结果表明:底泥中存在较低数量的大肠菌群,硝化细菌和亚硝化细菌数量接近,反硝化细菌数量较高。可培养细菌中还存在多种水生细菌和其它土壤细菌,其中芽孢菌是最常见的分离菌。高通量分析结果表明:护城河底泥中的细菌具很高的多样性,如在属的分类水平上有548个单元,在科的分类水平上有392个单元。研究结果表明:高通量测序技术能提供在不同分类水平上菌群多样性的全貌,信息丰富,但难以提供细菌类群的详细信息,如不能得到种的信息,也不能得到大部分属的信息(因为大部分属至今还没有被正式命名)。而传统的培养方法可以简便地分析特定菌群的数量,还能给出像大肠菌群数量、硝化细菌数量、病原菌的种类及数量等重要信息。因此,高通量测序技术和传统细菌培养方法相结合可弥补各自的局限性,为环境样本中微生物多样性分析提供更加全面和详尽的信息。     

太原地区健康成年人肠道菌群结构及其与BMI关系初探

以太原地区健康成年人为研究对象,根据BMI指数将其分为3组,采集粪便样本提取DNA,进行肠道菌群16S rDNA高通量测序、OUT聚类、物种注释以及生物信息分析,探讨健康成年人肠道菌群分布特点及其与BMI的关系。结果表明:太原地区健康成年人肠道菌群分12个菌门、139个菌属,在门水平上以厚壁菌门(Firmicutes)(占51.16%)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(占33.29%)、变形菌门(Proteobacteria)(占10.95%)、放线菌门(Actinobacteria)(占2.49%)为主,占到微生物总量的98%;在属水平上以拟杆菌属(Bacteroides)(占20.65%)、栖粪杆菌属(Faecalibacterium)(占7.10%)、毛螺菌属(Lachnospira)(占5.52%)、普氏菌属(Prevotella)(占4.81%)、Lachnoclostridium(占3.93%)、Parasutterella(占3.86%)、[Eubacterium]rectale group(占2.95%)、杆菌属(Dialister)(占2.84%)、Subdoligranulum(占2.82%)、Phascolarctobacterium(占2.79%)为主,占微生物总量的57%;健康成人肠道菌群复杂多样,但主要菌群相对稳定,BMI与肠道菌群具有一定的相关性。     

桃杏果实内生细菌多样性分析及软腐病原菌的分离与验证

为了解桃和杏采后果实内生细菌群落组成,并对潜在病原细菌进行筛选与验证,为其贮藏保鲜、软腐病害防治等相关研究奠定基础,利用高通量测序技术,对新疆地产油桃和库车小白杏采后果实内生细菌群落组成进行分析;同时,利用微生物传统分离培养,采用16S rDNA序列分析对潜在病原细菌进行分子鉴定,并利用离体接种法和再分离法,对相关菌株的致病能力进行验证。研究结果表明,油桃和库车小白杏内生细菌共包括128个操作分类单元,涉及9个门117个属,其中变形杆菌门(Proteobacteria)为绝对优势菌门,其次为厚壁菌门(Firmicutes)和拟杆菌门(Bacteroidetes);在属水平上,油桃以泛菌属(Pantoea)、芽孢杆菌属(Bacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、拟杆菌属(Bacteroides)等菌属为优势菌群;库车小白杏以葡糖杆菌属(Gluconobacter)、泛菌属(Pantoea)、克里斯滕森菌(Christensenella)、普氏菌属(Prevotella)等菌属为优势菌群。通过分离筛选获得了1株潜在采后致腐病原细菌XAAS-P1,经分子鉴定初步确定其归属于泛菌属(Pantoea)。XAAS-P1对采后油桃和库车小白杏均具有较强的致腐能力,并呈现出与自然软腐一致的病状。接种4d后,XAAS-P1致腐率可达100%,与阴性对照组相比,接种组样品的软腐现象提前了1d。对接种组病灶中的微生物进行再分离、鉴定,结果显示,菌株XAAS-P1是病灶组织中的绝对优势菌群,证明了菌株XAAS-P1是导致采后油桃和库车小白杏软腐变质的主要病原细菌。研究表明,桃和杏果实中存在丰富多样的内生细菌,其内生泛菌XAAS-P1可导致采后油桃和库车小白杏的软腐变质。