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。     

鲟鱼发酵过程中微生物的演替变化分析

为了解鲟鱼发酵中细菌群落多样性及动态演替规律,为发酵鲟鱼的品质提供理论数据,利用Illumina HiSeq测序平台,采集鲟鱼发酵过程中的7个阶段的样品,对样品中的细菌16S rDNA V4~V5区进行测序和系统发育分析。结果表明,样品获得序列数平均为46463条,各个发酵阶段的操作分类单元数目分别为新鲜鱼样1064,腌制鱼样952;发酵5d 454,发酵10d 442,发酵20d 327,发酵25d 372和发酵35d 356。7组样品中总体细菌组成较为复杂,含有38个门、196个科,在新鲜鱼样中,厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)占主要优势;在腌制阶段,蓝藻门(Cyanobacteria)占主要优势;从发酵开始至结束,厚壁菌门(Firmicutes)占绝对优势。在科水平上,新鲜鱼样中的主要优势菌科为肠杆菌科(Enterobacteriaceae),腌制样品中的主要优势菌科为肠球菌科(Enterococcaceae);从发酵开始至结束,主要的优势菌科为明串珠菌科(Leuconostocaceae),其次是乳杆菌科(Lactobacillaceae)和链球菌科(Streptococceae)。通过HiSeq测序能够更全面解析鲟鱼发酵过程中的细菌多样性;从测序平台提供的微生物多样性信息中发现,各样品间的菌属丰度存在一定的差异性,说明菌群组成与发酵环境密切相关,这为传统腌鱼发酵提供了理论依据和数据支撑。     

基于宏基因组数据的微生物群落比较方法

宏基因组学是一门研究直接来自环境的基因材料的新兴学科。传统的微生物学研究,依赖于实验室培养,而宏基因组学,使得对这些未被培养或不可培养的微生物的研究成为可能,也为同一环境中微生物之间相互作用的研究,以及微生物群落的整体研究,指明了新的方向。随着测序技术的迅速发展,大量宏基因组测序数据不断产生,对新的统计分析方法提出了更高的要求。简要介绍了宏基因组学以及其中的几个重要问题,主要针对其中基于测序数据的群落比较问题进行论述,介绍了多种现今常用的统计计算方法,并分析了它们的适用情况。     

宏基因组学技术与微生物群落多样性分析方法

从宏基因组学的2个主要技术——扩增子测序与宏基因组测序出发,对其在微生物群落检测中的基本分析流程进行了介绍.概述了微生物群落多样性的概念、相关的统计分析原理以及相关分析结果的解析方法等.提出利用正处于蓬勃发展时期的大数据分析技术与手段来克服宏基因组学数据解析,并将分析结果用更易理解的形式展现出来是未来研究的重点和难点,...     

基于mtDNA COⅠ基因的西藏牦牛遗传多样性及系统进化研究

为从分子水平上探讨西藏牦牛的序列多态性、群体遗传多样性和系统进化关系,本研究对17个西藏牦牛类群170个个体的mtDNA COⅠ全序列进行测序,用MEGA5.0、DNASP5.0等软件分析核苷酸组成、单倍型多样性和核苷酸多样性.基于Kimura-2-Parameter双参数模型,分别采用邻近法(NJ)和最大似然法(UPGMA)构建系统进化树,分析不同牦牛类群的亲缘关系和分类.结果表明:①西藏17个牦牛类群的mtDNA COⅠ全序列长度均为1 545 bp,个体间无长度差异,无内含子,起始密码子为AUG(ATG),终止密码子为UAA(TAA),共编码514个氨基酸.T、C、A和G 4种碱基的平均含量分别为29.5%(29.3%~29.8%)、25.5%(25.2%~25.6%)、28.7%(28.6%~28.9%)和16.3%(16.2%~16.5%);A+T的平均含量为58.2%,存在一定的碱基偏倚性.②在17个西藏牦牛类群的170头牦牛中,共发现mtDNA COⅠ有25种单倍型,单倍型多样性值在0~0.978之间,平均单倍型多样性和核苷酸多样性值分别为0.566、0.00326,表明西藏牦牛具有较丰富的遗传多样性.③西藏牦牛mtDNA COⅠ中亮氨酸平均含量最多(11.496%),半胱氨酸平均含量最少(0.1946%).碱性氨基酸、酸性氨基酸的含量分别为6.6171%、4.8627%;亲水性氨基酸、疏水性氨基酸分别为57.39%、42.61%.④基于mtDNA COⅠ,西藏17个牦牛类群可分为2大类,即类乌齐(LWQ)牦牛单独成一类,其它牦牛类群聚为一类.     

基于mtDNA CO I基因的西藏牦牛遗传多样性及系统进化研究

为从分子水平上探讨西藏牦牛的序列多态性、群体遗传多样性和系统进化关系,本研究对17个西藏牦牛类群170个个体的mtDNA COⅠ全序列进行测序,用MEGA5.0、DNASP5.0等软件分析核苷酸组成、单倍型多样性和核苷酸多样性.基于Kimura-2-Parameter双参数模型,分别采用邻近法（NJ）和最大似然法（UPGMA）构建系统进化树,分析不同牦牛类群的亲缘关系和分类.结果表明：①西藏17个牦牛类群的mtDNA COⅠ全序列长度均为1 545 bp,个体间无长度差异,无内含子,起始密码子为AUG（ATG）,终止密码子为UAA（TAA）,共编码514个氨基酸.T、C、A和G4种碱基的平均含量分别为29.5％（29.3％ ～ 29.8％）、25.5％（25.2％ ～ 25.6％）、28.7％（28.6％ ～ 28.9％）和16.3％（16.2％ ～ 16.5％）; A＋T的平均含量为58.2％,存在一定的碱基偏倚性.②在17个西藏牦牛类群的170头牦牛中,共发现mtDNA COⅠ有25种单倍型,单倍型多样性值在0～0.978之间,平均单倍型多样性和核苷酸多样性值分别为0.566、0.00326,表明西藏牦牛具有较丰富的遗传多样性.③西藏牦牛mtDNA CO Ⅰ中亮氨酸平均含量最多（11.496％）,半胱氨酸平均含量最少（0.1946％）.碱性氨基酸、酸性氨基酸的含量分别为6.6171％、4.8627％;亲水性氨基酸、疏水性氨基酸分别为57.39％、42.61％.④基于mtDNA COⅠ,西藏17个牦牛类群可分为2大类,即类乌齐（LWQ）牦牛单独成一类,其它牦牛类群聚为一类.     

不同海拔区域内牦牛肠道菌群结构组成多样性研究

探索不同海拔牦牛肠道菌群结构组成,为不同海拔区域间牦牛的饲养交流提供帮助. 本研究随机采集海拔2 897~4 717 m的12头牦牛的新鲜粪便样本,用16s rDNA技术对样本宏基因组测定,比较分析高低海拔牦牛肠道菌群的OTU丰度差异,研究高低海拔区域的牦牛肠道微生物菌群结构组成. 结果显示,高海拔与低海拔地区牦牛肠道菌群在门、纲、目、科、属、种层面菌群结构组成不同. 高低海拔区域的牦牛肠道菌群有8个菌在属水平差异显著（P＜005）. 结果表明,高海拔与低海拔牦牛肠道菌群结构组成存在一定差异,低海拔地区牦牛肠道菌群OTU丰度比高海拔的更为丰富.     

西藏灵菇发酵奶抗衰老作用的初步研究

本实验以西藏灵菇发酵奶为研究对象,以鲜牛奶和酸奶为对照物,通过测定小鼠血清中的过氧化氢酶、单胺氧化酶、总抗氧化能力和抑制羟自由基能力等生理指标,及果蝇半数死亡时间、平均寿命和平均最长寿命,初步探索其抗衰老作用,结果发现:西藏灵菇发酵奶可以提升小鼠血清中的过氧化氢酶活性和总抗氧化能力,抑制小鼠血清中的单胺氧化酶活性和羟自由基水平,且与浓度呈正量效关系.西藏灵菇发酵奶还能使果蝇半数存活时间,平均寿命和平均最长寿命等指标增加,所有数据均证明西藏灵菇发酵奶确实具有一定的抗衰老能力.     

宏基因组技术在环境微生物资源开发中应用的探索

环境中约有99%的微生物在现有的条件下不能被培养,这使微生物资源的开发利用受到了限制.宏基因组是指某一特定的环境中全部微生物的总DNA,宏基因组技术是将样品中的总DNA提取出来后,利用适宜的载体克隆到宿主细胞中以构建成宏基因组文库,再筛选新的活性物质或基因,该技术在微生物资源的开发利用上将会有巨大的发展潜力.     

摩洛哥自然发酵驼乳中乳酸菌分离鉴定及特性研究

为了丰富菌种资源库资源,探索乳品细菌多样性及菌株生化特性,对摩洛哥阿尤恩地区4份自然发酵驼乳的乳酸菌应用传统纯培养方法和宏基因组16S rRNA基因测序技术进行分离、鉴定,同时对细菌宏基因组测序进行多样性研究及单菌株生化特性研究。由纯培养结果可知:4份样品中分离乳酸菌株包含3个属、8个种,共82株乳酸菌,其中58.54%为Lactococcus lactis;根据宏基因组测序结果可知:4份样品中分离的细菌分属于7个门、78个属和147个种,Proteobacteria(54.64%)和Firmicutes(41.77%)是样品中的优势菌门,Lactococcus(31.87%)及Lactococcus lactis(22.95%)占比较高,是样品中优势菌属及菌种。通过比较不同乳酸菌在相同环境下的生长情况及产酸速率,从样品中分离得到的48株Lactococcus lactis中筛选得到2株生长快、产酸速率高的菌株IMAU98054和IMAU98084。2株菌最适生长温度为37℃,pH值为5.5~7.5,且有一定的盐耐受性,NaCl质量分数小于6%时生长不会受到明显抑制。2种菌株在37℃发酵18h后其OD₆₀₀可达到2.5218和2.5172。研究结果表明:摩洛哥阿尤恩地区自然发酵驼乳中包含多类细菌,Lactococcus lactis是其中的优势菌种,并从其中筛选出2株生长快、产酸速率高的菌株IMAU98054和IMAU98084。     

牦牛乳的凝乳性质研究

对麦洼牦牛乳的若干凝乳性质进行了分析，并与中国荷斯坦牛乳作了比较，全乳加入凝乳酶后，所测定的牦牛个体乳样均能正常凝乳，而中国荷斯坦牛乳中有35％的样品无法凝乳，降低牦牛乳的pH值或在全乳中加入CaCl2(20mg/100ml乳）可显著减少凝乳时间，－20℃保存一个月的牦牛乳样无法正常凝胶，提示凝乳与酪蛋白微团的结构有很大关系，同一时间采集的全奶牦牛与半奶牦牛乳的凝乳时间未见明显差异；牦牛乳的凝乳时间与乳的常规厉分含量及乳蛋白组成之间也未发现明显的相关性，由于牦牛中未检测到象中国荷斯坦牛那样无法凝乳的个体，这一特点使得牦牛乳更适合制作乳酪，实验还对牦牛凝乳后的酶乳清、凝乳酪蛋白进行了电泳分析。     

保加利亚乳杆菌的发酵特性及其在牦牛酸乳中的应用

为了筛选应用于牦牛酸乳发酵的乳杆菌,研究了8株野生乳杆菌在脱脂乳体系中的生长和产酸特性,结合气相色谱-质谱联用技术(GC-MS)分析单株发酵脱脂乳酸乳的挥发性风味组成,从中选取了4株既可快速产酸又能产生特色风味酸乳的乳杆菌,并结合感官分析评价单株发酵牦牛酸乳的挥发性风味特性。结果显示,风味喜好度高的牦牛酸乳含有较高的酯类、醛类物质,其中酯类质量比在9.82μg/kg左右,醛类物质质量比在174.64μg/kg左右;酸类、醚类、醇类物质含量在一定范围内处于较低水平,其中酸类物质质量比在366.51~495.84μg/kg,醚类物质质量比在5.05μg/kg及以下,醇类物质质量比在1.42μg/kg及以下。全脂牦牛乳凝乳时间长,在发酵过程中脂肪易被酯解生成膻味物质即中短链脂肪酸、部分酮类等;因此,产生较高含量的果香类物质如酯类、醛类和较低含量的膻味物质的发酵菌株将有助于提升牦牛酸乳的品质,在牦牛酸乳制品的生产中具有潜在应用价值。     

胶原蛋白对发酵乳品质的影响

通过测定不同胶原蛋白添加量下发酵乳的卜羟脯氨酸的含量、黏度、酸度、乳清析出量和感官品质指标的变化情况,得出胶原蛋白对发酵乳品质的影响．结果表明：胶原蛋白的加入能够提高发酵乳中-L羟脯氨酸的含量,提高发酵乳的黏度和保水性,减少乳清析出,改善发酵乳的口感．     

麦洼牦牛和犏牛乳蛋白的遗传多态性

用聚丙烯酰胺凝胶电泳分析了５４头麦洼牦牛和１９头犏牛乳蛋白的遗传多态性．结果显示，牦牛和犏牛的α乳清蛋白均呈ＢＢ型．β乳球蛋白在犏牛中为ＡＢ型，在牦牛中Ａ型β乳球蛋白（βＬｇ）在凝胶上染色通常极弱．另外，在７头处于干乳期犏牛的乳腺分泌物中，有５头其Ａ型βＬｇ的电泳迁移率显著快于其它犏牛的Ａ型βＬｇ，而其Ｂ型βＬｇ则慢于牦牛和其它犏牛的Ｂ型βＬｇ．牦牛和犏牛的β酪蛋白以Ａ１Ａ１型为主，αｓ１酪蛋白以ＢＢ型为主．试验还观察到犏牛的Ａ型αｓ１酪蛋白电泳迁移率快于牦牛的Ａ型αｓ１酪蛋白     

麦洼牦牛和犏牛乳中上皮粘蛋白PAS－I的研究

采用ＳＤＳ－ＰＡＧＥ分析了麦洼牦牛和犏牛乳中上皮粘蛋白ＰＡＳ－Ⅰ，结果凝胶经银染色后ＰＡＳ－Ｉ仅显示出一条区带，其分子量与中国荷斯坦牛乳中ＰＡＳ－Ｉ相近．实验还观察到乳中ＰＡＳ－Ｉ的含量及在ＳＤＳ－ＰＡＧＥ上的迁移率存在个体差异     

牦牛乳中Ca,K,Mg,P的含量

用原子吸收法分析了天然草地放牧的牦牛和犏牛乳中Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ的含量，用比色法测定Ｐ的含量．结果显示，处于泌乳中期牦牛乳中Ｃａ、Ｋ、Ｍｇ和Ｐ的含量（ｍｍｏｌ／Ｌ）分别为３６．７９±８．４７、２７．６１±３．３９、２．５２±０．５０、２４．７８±６．７２．实验还对干乳期牦牛乳腺分泌物中上述几种的含量及Ｃａ、Ｐ在牦牛乳中的分布进行了初步研究     

发酵乳制品质量安全问题及控制技术

概述了我国发酵乳制品行业质量安全问题现状,结合原辅料质量、常见微生物污染、噬菌体污染和包装材料迁移四个方面分析了目前常见的安全危害来源,针对性提出了相应的解决方案,并对发酵乳制品安全的进一步研究方向进行前瞻性展望,为提高发酵乳的质量提供借鉴。     

几种食品强化剂对发酵豆乳质量的影响

对比研究了几种食品强化剂对发酵豆乳质量的影响.试验结果表明,葡萄糖酸钙、三聚磷酸钠、维生素A、维生素D可促进保加利亚乳杆菌和嗜热链球菌的生长,提高发酵豆乳的质量.