基于高通量测序的雪茄烟叶细菌多样性与功能预测

  背景和目的  环境条件与烟叶理化性质的改变直接影响烟叶的细菌群落结构和功能。为探究海南不同产区茄衣、茄套和茄芯细菌群落组成,研究雪茄烟叶细菌群落结构及代谢功能。  方法  以海南光村、昌江、白沙和五指山4个产区茄衣、茄套和茄芯为试验材料,基于16S rRNA测序技术分析细菌群落结构,PICRUSt预测分析细菌群落的代谢功能。  结果  12个样本中共聚类2317个OTU,属于10个科。五指山产区茄套的细菌群落丰富度及多样性最高,其Chao1指数、ACE指数和Shannon指数分别为344.00、344.00和6.54。光村和五指山产区细菌群落丰富度及多样性均表现为茄衣 < 茄套、茄芯。昌江产区则表现为茄衣 > 茄芯、茄套。茄衣的主要优势菌科为葡萄球菌科,相对丰度明显高于茄套、茄芯,不同产区之间无明显差异。茄套和茄芯的主要优势菌科为肠杆菌科,明显高于茄衣,且昌江、五指山 > 光村、白沙。KEGG代谢通路分析结果表明,不同产区茄衣、茄套和茄芯细菌预测功能种类差异较小,丰度差异较大。  结论  在科分类水平上,不同产区不同用途雪茄烟叶细菌群落多样性丰富,细菌群落结构组成相似,相对丰度有所差异,葡萄球菌科、肠杆菌科是造成烟叶细菌群落结构差异的关键菌科。细菌群落代谢途径丰富,主要富集在碳水化合物代谢、氨基酸代谢和能量代谢通路中,除此之外,也较多的富集在辅助因子以及维生素代谢等通路。      

赤星病烤后烟叶内生及叶际真菌分析

  背景  由Alternaria alternata引起的烟草赤星病是烟叶成熟期主要真菌病害,在大田期和烘烤期均会造成严重危害,该病害的发生与叶片内生及叶际真菌群落密切相关。  方法  本文以健康与感赤星病烤后烟叶为研究对象,通过PCR技术扩增真菌18S rRNA转录间隔区的ITS1区,采用Illumina Miseq高通量测序技术分析赤星病烤后烟叶内生及叶际真菌群落结构与多样性。  结果  链格孢属Alternaria为赤星病烤后烟叶的优势菌属,相对丰度>70%;其次为红酵母属Rhodotorula,相对丰度>10%,其余真菌属相对丰度均小于1%。链格孢属和红酵母属均为健康烤后烟叶的优势真菌,但二者的相对丰度之和小于赤星病烤后烟叶;健康烤后烟叶中相对丰度>1%的菌属还包括曲霉属Aspergillus、Wallemia等。Alpha多样性结果表明,赤星病烤后烟叶真菌群落丰富度和多样性指数均低于健康烤后烟叶。  结论  赤星病烤后烟叶内生及叶际真菌群落多样性低于健康烤后烟叶,其优势菌属为链格孢属和红酵母属。      

四川传统腊肉中微生物群落结构研究

为了揭示四川腊肉的微生物多样性和群落结构,基于Illumina Mesiq高通量平台,对腊肉样品中细菌16S rRNA的V3-V4区和真菌的ITS区进行测序。结果表明:不同腊肉样品的Shannon指数、Chao1指数和ACE指数存在差异,并且细菌的多样性指数高于真菌;在腊肉样品中共检测出5个细菌门,共有优势门为厚壁菌门(Firmicutes),62个细菌属,共有优势属为葡萄球菌属(Staphylococcus);4个真菌门,共有优势门为子囊菌门(Ascomycota),70个真菌属,共有优势属为曲霉属(Aspergillus)。主成分分析结果表明,不同来源的样品间微生物组成有一定差异,为四川传统腊肉的品质控制提供参考依据。     

镇巴腊肉生产过程中微生物组成及多样性变化

基于高通量测序技术,对镇巴腊肉加工过程不同阶段的微生物种群组成进行鉴定和分析,同时对细菌表型及相关功能进行预测。结果表明：镇巴腊肉生产加工过程中,真菌丰度大于细菌丰度,并随着发酵时间及加工工艺变化,微生物群落存在明显的演替;镇巴腊肉中丰度最高的细菌为厚壁菌门（Firmcutes）和变形菌门（Proteobacteria）,优势细菌属随着加工步骤推进由原料肉样品中的大肠-志贺氏菌属演替为腌制时期和熏制时期的葡萄球菌属（Staphylococcus）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）和乳杆菌属（Latilactobacillus）;丰度最高的真菌门为子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）,优势真菌属由镰刀菌属（Fusarium）和被孢霉属演替为镰刀菌属（Mortierella）和德巴利氏酵母属（Debaryomyces）;基于菌落演替变化及细菌表型和功能预测,发现镇巴腊肉在加工过程中有害微生物不断减少,利于发酵的微生物逐渐增加,促进镇巴腊肉风味物质形成。     

基于高通量测序技术分析豆腐乳中微生物多样性

采用高通量测序技术对4种不同来源发酵豆腐乳中微生物的多样性和丰度进行比对分析。结果表明,纯种发酵与自然发酵豆腐乳样品微生物菌群多样性差异较大,从不同豆腐乳样品中共检测得到3个优势细菌门（平均相对丰度＞1%）、6个优势真菌门、13个优势细菌属和19个优势真菌属;共有优势细菌属为假单胞菌属（Pseudomonas）、乳杆菌属（Lactobacillus）、透明颤菌属（Vitreoscilla）、魏斯氏菌属（Weissella）、不动杆菌属（Acinetobacter）和明串珠菌属（Leuconostoc）,其中,假单胞菌属在自然发酵豆腐乳中平均相对丰度最高（62.05%）;共有优势真菌属为酵母属（Saccharomyces）、曲霉属（Aspergillus）、德巴利氏酵母属（Debaryomyces）、短梗霉属（Aureobasidium）、假丝酵母属（Candida）和有孢圆酵母属（Torulaspora）,其中酵母属在纯种发酵豆腐乳中平均相对丰度最高（44.42%）。     

再造烟叶生产过程物料微生物群落结构分析

为分析造纸法再造烟叶生产过程微生物的多样性及其分布与变化情况,以再造烟叶生产过程各物料为研究对象,采用Illumina高通量测序技术对25个物料样品的细菌16S rRNA V3-V4区和真菌ITS序列进行测序分析,获得了生产过程物料细菌和真菌丰度及群落组成情况。结果表明:①再造烟叶生产过程物料中共检测出393个细菌属和165个真菌属,其中优势菌属为乳杆菌属（Lactobacillus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、假丝酵母属（Candida）和曲霉属（Aspergillus）;②生产过程不同物料微生物群落多样性和结构存在明显差异,聚类分析显示细菌属多样性和结构变化相对较小而真菌属变化相对较大;③从萃取到制涂布液过程中,细菌乳杆菌属（Lactobacillus）相对丰度逐渐增加,而真菌假丝酵母属（Candida）相对丰度总体逐渐降低。      

雪茄烟叶工业发酵过程中细菌群落多样性和结构变化

为揭示雪茄烟叶工业发酵过程中细菌群落多样性和结构变化的规律，采集雪茄茄芯烟叶混配堆积发酵过程中的样品，采用Illumina MiSeq高通量测序技术分析细菌群落多样性和结构。结果表明：(1)在雪茄烟叶发酵过程中，与混配发酵前相比，混配发酵完成后样品细菌群落的OTU数量和物种丰富度降低，物种多样性提高；(2)优势菌门由厚壁菌门（Firmicutes）转变为变形菌门（Proteobacteria）；优势菌属由海洋芽胞杆菌属（Oceanobacillus）、丛毛单胞菌属（Comamonas）、芽胞杆菌属（Bacillus）转变为丛毛单胞菌属（Comamonas）、鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）、Georgenia、类芽胞杆菌属（Paenibacillus）；(3)10个菌属的平均相对丰度显著增加，分别为鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）、Georgenia、类芽胞杆菌属（Paenibacillus）、细粒类极小单胞菌属（Parapusillimonas）、假单胞菌属（Pseudomonas）、DSSF69、溶杆菌属（Lysobacter）、假黄色单胞菌属（Ps...     

雪茄烟叶工业发酵过程中霉变对真菌群落结构的影响研究

为探究雪茄烟叶工业发酵过程中真菌群落结构随霉变发生的变化情况,以德雪一号雪茄烟叶为实验材料,采用微生物学计数方法和Illumina MiSeq高通量测序技术对雪茄烟叶工业发酵过程中正常烟叶和霉变烟叶进行霉菌数量及真菌群落结构变化分析。结果表明：与正常烟叶相比,发酵第30 d霉变雪茄烟叶中,霉菌数量最高(8.3×10⁴ CFU/g),物种丰富度和多样性最低,OTU数量最少;在门水平上,子囊菌门(Ascomycota)在发酵第30 d霉变烟叶中为绝对优势菌门,平均相对丰度为99.82%;在属水平上,曲霉属(Aspergillus)为整个发酵过程中的主要优势菌属,在发酵第30 d霉变雪茄烟叶中平均相对丰度最大(92.32%);发酵第30 d霉变雪茄烟叶与正常烟叶相比在物种组成上具有明显差别,其中曲霉属既是优势菌属,又是组间差异菌属,且在各样品中平均相对丰度均最高,推断其为引起雪茄霉变发生的关键菌属。     

基于高通量测序技术对6种黄酒酒曲中微生物多样性的研究

本研究以6种黄酒酒曲为原料,利用高通量测序技术,研究酒曲中细菌和真菌的微生物群落结构及其多样性。结果显示,大米红曲（JQ1）、小米红曲（JQ2）的细菌群落结构及真菌群落结构都相似;麦曲（JQ3）、中药曲（JQ4）、酒药（JQ6）的细菌群落结构接近;JQ3、JQ4、黄酒曲（JQ5）的真菌群落结构接近。在门水平上,厚壁菌门（Firmicutes）是JQ2、JQ3、JQ4、JQ6优势细菌门;JQ1、JQ5优势细菌门为变形杆菌门（Proteobacteria）。6种酒曲的优势真菌门是子囊菌门（Ascomycota）。在属水平上,乳酸杆菌属（Lactobacillus）是JQ1优势细菌属;双歧杆菌属（Bifidobacterium）是JQ2优势细菌属;JQ3、JQ5优势细菌属为未培养叶绿体细菌属（uncultured_bacterium_o_Chloroplast）;枝芽孢菌属（Virgibacillus）仅为JQ4优势细菌属;葡萄球菌属（Staphylococcus）是JQ6优势细菌属。JQ1优势真菌属为塞伯林德纳氏酵母属（Cyberlindnera）,JQ2优势真菌属为红曲霉属（Monascus）,JQ3、JQ5优势真菌属为曲霉菌属（Aspergillus）;JQ4优势真菌属是耐干霉菌属（Xeromyces）,米根霉属（Rhizopus）是JQ6优势真菌属。综上,6种酒曲的微生物群落结构在门和属水平上都有较大差异,本文为后续红谷黄酒酒曲的筛选提供了理论参考。     

浓香型白酒发酵过程中酒醅微生物群落结构解析及其与风味物质的相关性

以浓香型白酒连续发酵的酒醅样品为研究对象,基于高通量测序技术分析白酒发酵过程微生物群落组成及动态变化,采用气相色谱-质谱联用（gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS）法测定酒醅样品中的挥发性风味物质,并分析微生物群落与风味物质的相关性。结果表明,发酵过程中酒醅样品细菌的丰富度和多样性高于真菌,厚壁菌门（Firmicutes）和子囊菌门（Ascomycota）分别是丰度最高的优势细菌门和真菌门。平均相对丰度大于1%的优势细菌属有乳杆菌属（Lactobacillus）、蚤蝇属（Levilinea）和普雷沃菌属（Prevotella）等;优势真菌属有酵母菌目的未分类属（unclassified Saccharomycetales）、嗜热真菌属（Thermomyces）和曲霉属（Aspergillus）等。微生物与主要风味物质的相关性研究发现,在浓香型白酒发酵过程中,与主要风味物质相关的微生物包括8 个菌属,分别为Thermomyces、Naumovozyma、酵母属（Saccharomyces）、Lactobacillus、醋酸杆菌（Acetobacte）、梭状芽孢杆菌属（Clostridium）、假丝酵母属（Candida）和Aspergillus。     

加料发酵对茄芯烟叶化学成分及表面细菌多样性的影响

【目的】为探究茄芯烟叶在加料发酵方式下化学成分及表面细菌多样性的变化。【方法】以茄芯烟叶“印尼J/F/G”为试验材料,测定了加水（对照组）和加料（试验组）发酵烟叶主要化学成分的变化,并分析了随着发酵时间的延长烟叶的表面细菌群落结构和丰富度的变化。【结果】（1）工业发酵过程中烟叶表面细菌多样性发生明显变化,料液的添加提高了烟叶Operational taxonomicunit(OTU)数目并改变烟叶细菌群落结构与优势菌群。（2）烟叶蛋白含量在工业发酵过程中无明显变化,维持在16.45%～17.46%。（3）随着发酵进程的推进,对照组氨基酸总量呈现明显下降趋势,而料液在稳定烟叶氨基酸总量的同时,也有助于提升烟叶中苯丙氨酸、脯氨酸等Amadori氨基酸含量。（4）发酵开始时,试验组石油醚提取物含量高于对照组,对照组雪茄烟叶的石油醚提取物含量随发酵时间延长而显著增加,而试验组烟叶在工业发酵过程中的石油醚提取物含量增幅不明显。（5）工业发酵对烟叶中的豆蔻酸和月桂酸等饱和脂肪酸含量影响甚微,而料液的加入使发酵末期的烟叶油酸含量降低了52.37%。【结论】茄芯烟叶在工业发酵过程中,料液的添加改变了烟...     

海南H382雪茄烟叶不同发酵周期细菌群落多样性表征及演替分析

[目的]探索海南H382雪茄烟叶发酵中细菌群落组成和演替规律,为揭示发酵机制提供依据,为筛选功能细菌提供参考.[方法]通过16SrRNA测序技术对海南H382雪茄烟叶不同发酵时期的细菌群落多样性及群落演替规律进行表征,并利用PICRUSt预测了不同发酵时期细菌群落的功能.[结果](1)雪茄烟叶发酵中细菌群落多样性较丰富...     

咖啡豆残渣有机肥对德阳雪茄根际土壤肥力及真菌群落的影响

【目的】咖啡豆残渣作为农业废弃物具有一定的资源化利用价值,为研究咖啡豆残渣有机肥在雪茄烟叶生产中的应用效果。【方法】以咖啡豆残渣有机肥为主设计3种配方有机肥、作基肥穴施,分析各处理对雪茄烟株生长、植烟土壤肥力及根际土壤真菌群落结构的影响。【结果】（1）3种配方有机肥处理下雪茄烟的株高、叶长和叶宽均有显著提升,其中“菜籽粕+酒糟+咖啡豆残渣”的配方有机肥处理（T2）效果最好。（2）各处理下的土壤有机质、富里酸、全氮、有效磷和速效钾含量较对照均增加。团棵期土壤的有效磷、速效钾、全氮、有机质、胡敏酸和富里酸含量,以及成熟期的土壤速效钾和碱解氮含量都显著影响根际真菌群落结构。（3）3种配方有机肥均可改变雪茄烟根际真菌的优势种群,降低α多样性,且各处理下团棵期α多样性均大于成熟期。T2处理可显著降低根际土壤中明梭孢属和镰刀菌属的相对丰度,显著提高圆酵母属、曲霉属和被孢霉属的相对丰度。LEfSe分析表明,在门水平下处理间差异物种为子囊菌门和被孢霉门;在属水平下处理间差异物种为镰刀菌属、曲霉属、明梭孢属和被孢霉属。【结论】咖啡豆残渣有机肥可提高雪茄植烟土壤肥力、影响根际土壤真菌群落和促进雪茄生长。本...     

浏阳洞库陈化烟叶微生物多样性分析

[目的]为研究浏阳洞库3个不同香型陈化烟叶样品微生物多样性和群落组成差异.[方法]利用高通量测序对3个不同香型陈化烟叶样品微生物多样性、群落组成进行显著性差异分析,构建各样品微生物生态网络,并对各细菌群落进行功能预测.[结果](1)浏阳洞库3个不同香型陈化烟叶样品中细菌物种丰富,在门水平上主要由变形菌门和厚壁菌门组成,...     

耕作方式对山地烟田烤烟根际土壤真菌群落结构的影响

[目的]探究深耕、深松措施对山地烟田土壤真菌群落结构的影响.[方法]采用大田试验,设置常规旋耕20 cm(RT20,对照)、深耕30 cm(DT30)、深松30 cm(ST30)和深松40 cm(ST40)4个处理,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析了不同耕作处理下旺长期烤烟根际土壤真菌群落结构的变化情...     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析来凤地区腌制大头菜叶中微生物多样性

该研究利用Illumina MiSeq高通量测序技术对腌制大头菜叶样品中微生物多样性进行了研究,进而分析其中的微生物群落组成和差异。结果表明,在门分类水平上,以硬壁菌门（Firmicutes,52.28%）和变形菌门（Proteobacteria,38.40%）为主要优势细菌门;子囊菌门（Ascomycota,88.19%）和担子菌门（Basidiomycota,11.15%）为优势真菌门。在属分类水平上,注释到明确分类地位的细菌属和真菌属分别有382个和31个,其中平均相对含量＞1%的分别有12个和8个。在操作分类单元（OTU）水平上,共发现17个核心细菌OTUs和11个核心真菌OTUs。综上,腌制大头菜叶具有较高的微生物多样性,且细菌群落物种数高于真菌。     

高通量测序解析烟草苗床期基质细菌和真菌群落结构与多样性变化

【背景和目的】烟苗的生长发育状况与育苗基质微生物密切相关,为了解烟苗育苗阶段基质细菌和真菌群落结构与多样性特征。【方法】采用IlluminaMiSeq高通量测序对育苗基质中细菌和真菌群落进行测序与分析。【结果】不同育苗阶段基质（播种后第10～66 d）真菌和细菌在菌群结构及相对丰度均存在差异。基质中优势细菌门均为变形菌门Proteobacteria(65.60%～72.80%)、拟杆菌门Bacteroidetes(16.75%～21.35%)和酸杆菌门Acidobacteria(1.38%～4.67%);优势细菌属均为德沃斯氏菌属Devosia(4.81%～14.20%)、罗河杆菌属Rhodanobacter(1.60%～6.19%)、戴氏菌属Dyella(0.38%～8.92%)等,其中,德沃斯氏菌属和罗河杆菌属在播种第66 d的相对丰度较第10 d分别降低8.6%和3.31%。播种第38 d基质细菌Shannon多样性指数和ACE丰富度指数最低,分别为7.25和1161.10;播种第24 d和66 d基质细菌Shannon多样性指数最高,分别为8.15和8.01。基质中优势真菌门均...     

雪茄烟叶晾制过程色素降解和膜脂过氧化对颜色变化的影响

[目的]探究雪茄烟叶在调制过程中色素降解和膜脂氧化对烟叶颜色形成的作用.[方法]以"德雪7号"中部叶为试验材料,测定了雪茄烟叶晾制期间色素及膜脂含量的变化,并探究了色素、膜脂与烟叶颜色变化之间的关系.[结果]①烟叶在晾制过程中,叶绿素和类胡萝 卜素逐渐降解,类胡萝 卜素/叶绿素含量呈现先增大后减小的趋势;②烟叶的膜脂含...     

陈化烤烟叶片不同发酵时间微生物多样性及代谢组分析

  目的  了解不同陈化发酵时间烟叶中微生物菌群与代谢产物的关系,探究多年陈化发酵过程中微生物对烟叶发酵品质的影响。  方法  选取4个陈化发酵时间（陈化0年,1年,4年,7年）的上部烟叶（B2F）,采用Illumina高通量测序技术和UPLC-ATOF MS液质联用技术,对不同发酵时间的烟叶表面微生物多样性以及差异代谢物进行分析。  结果  相比其他陈化发酵时间,发酵4年的烟叶中微生物种类最多、多样性最高。在细菌属分类水平上,泛菌属（Pantoea）和假单胞菌属（Pseudomonas）为发酵4年烟叶的优势细菌。结合OPLS-DA模型以及数据库检索,4个发酵时期两两比较共筛选到173个显著差异代谢物,KEGG富集分析发现差异代谢物参与氨基酸代谢、脂肪酸代谢、类固醇生物合成等多条代谢途径。其中,发酵4年样本中高丰度的差异代谢物主要富集在脂肪酸降解途径。  结论  复烤烟叶在陈化发酵不同时间微生物多样性及代谢物质具有显著差异,上部叶片陈化发酵4年烟叶的内在品质最佳。