窖泥细菌群落的结构演替及其与环境因子的相关性

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浓香型白酒窖泥微生物群落多样性及理化因素对其影响

2021年1月第42卷第2期生物工程—178D01：10.12161/j.issn.l005-6521.2021.02.029浓香型$酒窖泥微生物群落多样性及理化因素对其影响胡晓龙打余苗打王康丽打田瑞杰打杨旭打王永亮2,张治刚2,赵西民2,何培新13(1.郑州轻工业大学食品与生物工程学院，河南郑州450001；2.贾湖酒业集团有限责任公司，河南A河462400；3.河南省张弓酒业有限公司，河南商丘476700)摘要：采用Illumina Miseq高通量测序技术解析豫酒某浓香型酒企4年和40年窖池的窖壁、窖底泥原核微生物群落多样性和组成h结果表明，窖泥样品操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)数量、Chaol指数和ACE指数没有显著性(P>0.05)差异,40年窖底泥香农(Shannon)指数和辛普森(Simpson)指数显著性(!<0.05)偏低。

窖泥优势菌门为厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、广古菌门(Euryarchaeota)和放线菌门(Actinobacteria);优势菌属为乳酸杆菌属(.Lactobacillus)、产己酸菌属(Cap.oicip.o/ucens)、不动菌属(Acinetobacter)x理研菌属(Petrimonas)等共12个菌属，隶属于4个门，且集中在厚壁菌门(Firmicutes)。

厚壁菌门(Firmicutes)在40年窖底泥中占绝对优势,Bacteroidetes和Euryarchaeota在4年窖底泥和40年窖壁泥中含量都较高;Lactobacillus为40年窖壁、窖底泥第一大优势菌属，而4年窖壁泥和窖底泥第一优势菌属分别为Acinetobacter和Caproiciproducens Q冗余分析(redundancy analysis,RDA)显示，总酸(30.7%)和pH值(15.7%)与窖泥优势菌群的相关性最高且显著(P<0.05),说明总酸和pH值可能是影响上述不同类型窖泥优势菌群空间分布的主要理化因子。

浓香型白酒窖泥古菌群落结构研究及其系统发育学分析

现代食品科技
ＭｏｄｅｒｎＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
２０１４，Ｖｏ１．３０，Ｎｏ．３
浓香型白酒窖泥古菌群落结构研究及其
系统发 பைடு நூலகம்学分析
黄治国，赵斌，卫春会，邓杰，刘燕梅，黄俊，游辉，唐宇梅
呈现上升趋势；不同窖龄窖泥的古菌相似性指数在０．４３￣０．６１之间，３０年与１００年窖泥古菌群落相似性指数达到了０．６１且聚为一类，
与２００年古菌群落相似性指数相比较却分为两类。ＰＣＲ－ＤＧＧＥ图谱优势条带割胶测序结果显示：他们分属于产甲烷古菌
ＨＵＡＮＧＺｈｉ－ｇｕｏ，ＺＨＡＯＢｉｎ，ＷＥＩＣｈｕｎ－ｈｕｉ，ＤＥＮＧＪｉｅ，ＬＩＵＹａｎ — ｍｅｉ，ＨＵＡＮＧＪｕｎ，ＹＯＵＨｕｉ，ＴＮＧＹｕ — ｍｅｉ
（ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬｉｑｕｏｒＭａｋｉｎｇＢｉｏ — Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｉｃｈｕａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ，Ｚｉｇｏｎｇ６４３０００，Ｃｈｉｎａ）
（四川理工学院酿酒生物技术及应用四川省重点实验室，四川自贡６４３０００）

浓香型白酒窖泥微生物的研究

浓香型白酒窖泥微生物的研究本课题以浓香型白酒的窖池泥作研究的对象,对其窖泥的物理化学特性及当前窖泥微生物学所研究的中心问题—窖泥微生物的群落结构、微生物种群之间的相关性、功能菌分子水平上的分析以及窖泥微生物群结构与风味的联系等开展相关研究。

（1）通过采集华北地区浓香型窖泥的样本,观察其表观,以及测定窖泥的pH、含水量,窖泥土壤中有效磷,速效钾含量变化等理化性质,并初步测定窖泥中的有效功能细菌基本的种类。

随着窖龄的增长,窖泥含水量慢慢的减少,最佳的水含量在32%,此外窖泥中有效磷、速效钾的量还有窖泥的pH值都会上升,并且趋势明显。

（2）将窖泥中的主要功能菌如己酸菌、丁酸菌、丙酸菌进行了分离纯化和分子生物学鉴定,测定了三株菌的生长曲线,并将分离纯化出的纯种的己酸菌,丙酸菌,丁酸菌等功能菌,复合液的最佳配比实验,采用单因素和正交试验的方式,以己酸的产量为衡量标准,确定其最佳配比。

得出结论,当接种量比例为纯己酸菌液25%:丙酸菌液5%,丁酸菌液2%,己酸菌复合液45%时,己酸的产量最高。

（3）通过高通量测序的方式,将窖泥微生物进行基因组提取、进行OTU划分和Alpha多样性分析,分类学组成分析,Beta多样性分析,并以此为根据分析浓香型白酒的窖泥微生物的群落组成以及多样性。

由OTU划分和Alpha多样性分析中的Rarefaction稀疏曲线可得试验所取样品基本上可以真实反映出窖泥样品中大多数微生物的群落构成。

相较于其他样品,十五年窖龄的窖中窖泥的微生物多样性要高很多。

在所有的样品中,样品A的群落均匀度要优于样品B,其群落之中的各OTU间丰度的差异越大,样品群落的组成均匀程度更好,这与Bate的结果分析与总的来说一致。

从分类学组成分析来看,在5年窖池中优势菌属有Lysinibacillus （59.6%71.3%）、Clostridiumsensustricto1（12.7%14.9%）、Clostridiumsensustricto13（4.3%5.5%）且各菌属在不同部位比例相差不大。

浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究

浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究一、本文概述白酒，作为中国独特的传统酒类产品，其酿造过程中涉及到众多复杂的微生物群落。

其中，窖泥作为白酒发酵的重要载体，其微生物群落的结构和多样性对于白酒的质量和风味具有重要影响。

在浓香型白酒的生产过程中，梭菌群落是窖泥微生物群落的重要组成部分，其多样性与窖泥质量之间的关系研究，对于提高浓香型白酒的生产效率和产品质量具有重要意义。

本文旨在深入研究浓香型白酒窖泥中梭菌群落的多样性，以及其与窖泥质量之间的关联性。

通过对不同窖泥样品中梭菌群落的分析，揭示梭菌群落多样性对窖泥质量的影响机制，为优化浓香型白酒的生产工艺和提高产品质量提供理论支持和实践指导。

研究内容包括窖泥样品的采集和预处理、梭菌群落的分子生物学鉴定、群落多样性分析、以及梭菌群落多样性与窖泥质量之间的相关性分析等。

采用现代分子生物学技术，如高通量测序和生物信息学分析，对窖泥中的梭菌群落进行全面、系统的研究。

通过本文的研究，有望为浓香型白酒的生产提供新的理论依据和技术支持，推动白酒产业的可持续发展。

对于深入理解白酒酿造过程中的微生物生态学原理，也具有重要的科学价值。

二、材料与方法选择位于不同地理位置、具有不同酿造历史和风格的多个浓香型白酒窖池，在窖池的不同深度（表层、中层、深层）采集窖泥样品。

采样过程中确保窖泥样品不受到外界污染，如雨水、尘土等。

使用的主要试剂包括DNA提取试剂盒、PCR扩增试剂盒、梭菌特异性引物等。

主要仪器包括离心机、PCR仪、凝胶成像系统、高通量测序仪等。

将采集的窖泥样品进行冷冻干燥，研磨成粉末状，并过筛去除大颗粒杂质。

然后按照DNA提取试剂盒的说明提取窖泥中的微生物总DNA。

使用梭菌特异性引物对提取的DNA进行PCR扩增，扩增产物经过纯化后，利用高通量测序仪进行测序。

测序数据经过质量控制和拼接后，得到每个样品的梭菌群落信息。

利用生物信息学软件对测序数据进行分析，包括OTU聚类、物种注释、群落结构分析等。

基于高通量测序的不同窖龄窖泥微生物结构与多样性分析

基于高通量测序的不同窖龄窖泥微生物结构与多样性分析张应刚;邓宇【摘要】窖泥是浓香型白酒的根本,包含多种功能微生物,这些微生物对浓香型白酒的香味和品质有着重要的影响.该实验对四川成都某酒厂不同窖龄窖泥的微生物群落结构进行解析.结果表明随着窖龄增加,厚壁菌门(Firmicutes)大量富集,变形菌门(Proteobacteria)被淘汰.5年窖龄中的优势物种Ampullimonas(27.66％)和Lactobacillus(13.94％),在25年窖龄窖泥中丰度仅有0.15％和1.17％,随着窖龄的进一步增加,相对丰度增加到0.24％和2.77％.在5年窖龄窖泥中,Caproiciproducens的相对丰度为2.53％,在25年窖龄窖泥中相对丰度高达40.40％,在70年窖龄中丰度下降,相对丰度为24.49％.窖泥中的优势产甲烷古菌都是氢营养型产甲烷古菌(Candidatus_Methanoplasma,Methanobacterium,Methanobrevibacter和Methanoculleus等).随着窖泥窖龄的增加,Methanosarcina与窖龄的增加呈现负相关的关系,在5年,25年和70年窖龄窖泥中相对丰度分别为22.56％,8.90％和3.25％,而Candidatus_Methanoplasma丰度显著增加,从9.24％增加到36.96％.该研究初步揭示了窖泥微生物随窖龄的变化情况,为窖泥的老化和“老窖出好酒”提供了微生物参考.【期刊名称】《中国沼气》【年(卷),期】2019(037)003【总页数】6页(P3-8)【关键词】高通量测序;窖龄;窖泥;微生物群落结构【作者】张应刚;邓宇【作者单位】农业部沼气科学研究所,农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,成都610041;农业部沼气科学研究所,农业部农村可再生能源开发利用重点实验室,成都610041【正文语种】中文【中图分类】Q93;S216.4浓香型白酒是指以高粱、大米、玉米等粮谷为原料，经固态发酵、蒸馏、陈酿、勾兑而成，具有以己酸乙酯为主体香的白酒。

不同地域窖泥细菌群落结构差异及其与理化因子相关分析

不同地域窖泥细菌群落结构差异及其与理化因子相关分析黄治国;王艳丽;卫春会;刘燕梅;李觅【期刊名称】《酿酒科技》【年(卷),期】2015(0)11【摘要】The diversity of bacteria community structure in pit mud from different regions and its correlations with physicochemical factors were studied. The results showed that, there was significant difference in bacteria abundance and diversity indexes among pit mud from differ-ent regions (pit mud from Luzhou had comparatively higher values, the similarity of pit mud from close regions such as Luzhou and Yibin was comparatively high above 55%, however, the similarities of pit mud from distant regions such as Luzhou and Qionglai, and Yibin and Qionglai were low as 18.7%and 10.6%respectively), the correlation coefficient of bacteria community diversity index and total acid was-0.999 (p<0.01), and the correlation coefficient of bacteria community diversity index and humus content and pH value was 0.981 (p<0.05), there was lit-tle correlation between bacteria community structure and water, total nitrogen, total sugar, phosphorus, and ammonia nitrogen.%研究了不同地域窖泥细菌群落结构差异及其理化因子的相关性.结果表明,不同地域的窖泥样品细菌丰度与多样性指数有明显差异,泸州地区相对较高.地域相近的泸州与宜宾窖泥样品的相似度较高,达55%以上,而地域相隔较远的泸州与邛崃、宜宾与邛崃地区窖泥样品之间的相似度分别只有18.7%和10.6%.窖泥细菌群落多样性指数与总酸的相关系数为-0.999(p<0.01);与腐殖质含量及pH值的相关系数均为0.981(p<0.05);而与水、总氮、总糖、有效磷和氨态氮相关性都较小.【总页数】5页(P18-21,25)【作者】黄治国;王艳丽;卫春会;刘燕梅;李觅【作者单位】四川理工学院酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡643000;四川理工学院酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡 643000;四川理工学院酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡 643000;四川理工学院酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡 643000;四川理工学院酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡 643000【正文语种】中文【中图分类】TS261.1;TS262.3;TS261.4;Q93-3【相关文献】1.不同品质浓香型窖泥理化因子与细菌总量的相关性 [J], 王艳丽;孟雅静;何宏魁;张会敏;刘国英;王录;刘露;李静心2.浓香型白酒发酵新老窖泥理化因子和原核微生物群落结构差异分析 [J], 张会敏;王艳丽;孟雅静;王银辉;李安军;王志强;张治洲;邢新会3.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 [J], 张明珠;李兴江;吴学凤;穆冬冬;许博阳;孙伟;蒋俊树;闫晓明;郑志;姜绍通4.新老窖泥细菌群落结构差异及其对酿造白酒质量的影响 [J], 冯潜;刘绪兴;文章;陈杰5.新老窖泥细菌群落结构差异及其对基酒主要香味成分的影响 [J], 郭莹;惠明;田青;黄继红;王洪照因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

大气中微生物群落结构与环境因子相关性分析

大气中微生物群落结构与环境因子相关性分析随着环境科学的发展，人们对大气中微生物的研究也越来越深入。

大气中的微生物群落结构与环境因子之间的相关性是一个备受关注的话题。

本文将从微生物群落结构的形成和演变、环境因子对微生物群落结构的影响等方面进行探讨，以期加深我们对大气微生物生态环境的理解。

第一部分：微生物群落结构的形成和演变大气中的微生物主要形成来源于陆地、水体和其他气溶胶等多个方面。

这些微生物通过空气传播、降水和气溶胶等方式进入大气中。

包括细菌、真菌、变形虫、病毒等多种微生物都可以在大气中生存和繁殖，形成相对稳定的微生物群落。

同时，大气中的微生物群落结构也会受到不同因素的影响，如地理位置、气象因素、季节变化、人类活动等。

这些因素的变化将直接或间接地影响微生物的空气传播、沉降和降水等途径，进而改变微生物群落的结构和组成。

第二部分：环境因子对微生物群落结构的影响1. 地理位置：地理位置对微生物群落结构的影响主要体现在物种多样性和丰度上。

在不同的地理位置上，由于气候、土壤、植被等环境因素的变化，微生物种类的组成和数量都会有所不同。

2. 气象因素：气象因素是影响大气微生物群落的重要因素之一。

例如，大气中的温度、湿度、降水等参数都会对微生物的生长和繁殖产生影响，从而改变微生物群落结构。

气象因素的季节变化也会导致微生物群落的周期性变化。

3. 季节变化：季节变化是影响微生物群落结构的重要因素之一。

随着季节的更替，气候环境的变化会导致微生物的数量和种类发生改变。

例如在冬季，低温和低湿度条件下，微生物的繁殖活动减弱，导致微生物群落结构的变化。

4. 人类活动：人类活动对大气中微生物群落结构也有一定的影响。

例如，工业废气排放、农业喷洒农药等活动会改变大气中的化学组成和气氛质量，从而间接影响微生物群落的结构和组成。

第三部分：微生物群落结构与环境因子的相关性分析通过对大气中微生物群落的采样和分析，可以建立微生物群落结构与环境因子之间的相关性模型。

窖泥细菌群落的结构演替及其与环境因子的相关性

窖泥细菌群落结构演替及其与环境因子的相关性酿酒科技2011年第9期(总第207期>?UQUOR—MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY201tNo.9(To1.207l窖泥细菌群落结构演替及其与环境因子的相关性陶勇,一,徐占成,李东迅,刘孟华,樊科权,姚开(1.国科学院成都生物研究所,四川成都610041;2.四川剑南春(集团)股份有限公司,I~JII绵竹618200;3.四川大学食品与轻纺学院,g~J)l成都610065)摘要:利用PCR-DGGE系统研究了剑南春不同窖龄(2~50年)窖泥的微生物群落结构,种群演替趋势及其与环境因子的相关性.结果表明,2年窖龄窖泥的细菌丰度和多样性指数与5年样品相似,而10年窖龄窖泥的细茵丰度和多样性指数则明显增加,之后的l0年基本持平,但5O年时又显着下降.相同窖龄的窖泥样品中,中层的物种丰度和多样性指数均高于上层和下层,特别是在2～5年样品中这一趋势更加明显.DGGE和序列分析显示,窖泥中优势种群均分布在厚壁茵门(PhylumFirmicutes)的杆菌纲(ClassBacil1)和梭茵纲(ClassClostrida),其中耐酸乳杆茵(Lactobac///usnce幻如M),芽孢茵(Bacillusfordii),未培养的瘤胃茵(uncultured尺H 砷c0cc∞e凹bacterium)和梭茵(unculturedC/ostr/d/a6nc"m)为窖泥样品中的主要优势种群.典型对应分析显示,窖泥微生物群落结构与环境因子具有显着的相关性,其中有效磷,氨氮,pH对微生物群落结构的影响较大,其次是腐殖质,而水分含量的影响较小.关键词:微生物;窖泥;细茵;群落结构;环境因子;变性梯度凝胶电泳中田分类号:Q93—3;TS262.31;TS261.1;Q938文献标识码:A文章编号:1001—9286(2011)09—0042—05 SuccessionofBacterialCommunityinPitMudandIts CorrelatiOIISwithEnvironmentalFactorsTAOYong,XUZhancheng2LIDongxun',uMenghua2,FanKequanandYaoKai(1.ChengduInstituteofBiology,ChineseAcademyofScience,Chengdu,Sichuan610041;2. SiehuanJiannanchunGroupCo.LnMianzhu,Sichuan618200;3.Textile&FoodScienceDepartmentofSichuanUniversit y,Chengdu,Sichuan610065,China)Abstract:Bacterialcommunitysuccessioninpitmudofdifferentage(from2yearsto50years) inJiannanchunGroupanditscorrelationswith environmentalfactorsweresystematicallystudiedbyPCR-DGGEmethods.Theresultswer easfollows:bacterialabundanceandbacterialdiversi- tyindexdisplayedhighsimilaritybetween2-year-oldand5-year-oldpitmudsamples,howev er,theyincreasedobviouslyin10-year-oldpitmudsamplesandthenkeptstablein20-year-oldpitmudsamples,andthendramaticallydeclinedin 50-year-oldpitmudsamples;forpitmudofthesameage,bacterialabundanceandbacterialdiversityindexinmediumlayerwerehigherthant hatintheupperorlowerlayer,especiallyforpitmudsamplesof2～5years;I)C~Eprofileandsequencesanalysisindicatedthatthedominantbacterialpopulatio nsinpitmudsamplesWere mainlydistributedinClassBaeillandClostridaofPhylumFirmicutes.Thepredominantbact eriaincludedLactobacillusacetoto/era/18,Bac///usfo~Z/,unculturedRuminococcaceaebacterium,andunculturedClostridiabacterium;CCA resultsrevealedthatthereWaSsignificantcorrelations betweenenvironmentalfactorsandbacterialcommunityinpitmud.Amongallenvironment alfactors,availablephosphorous,ammonianitrogen andpHhadstrongerinfluenceonbacterialcommunitys仃uctllreinpitmud.thenfollowedbyhumicsandmoisturecontenttheleast.Keywords:microbe;Pitmud;bacteria;communitystructure;environmentalfactor;DGGE 浓香型白酒的生产是以窖泥微生物,大曲微生物,糟醅微生物等复杂的物质能量代谢过程为前提,其中窖泥微生物的作用使得浓香型白酒产生浓郁的窖香(".生产经验表明,窖池窖龄与酿酒质量关系极为密切.只有老窖才能出好酒.如以泸州特曲为代表的浓香型白酒.有些专家认为,50年以上的老窖才能生产特头曲,20年左右的窖池只能生产二曲,三曲酒回,由此可见,老窖池对于浓香型白酒生产及品质的重要性.窖泥微生物区系极为复杂,它是经过长期的驯化和演替而逐渐形成的.前人利用传统方法对窖池微生物区系的解析研,纯种分离及作用机理等方面做了大量研究工作,为大曲白酒的发展做出了重大贡献.但研究表明,通常环境中可培养的细菌仅收稿日期:2o11-05—20作者简介l冉勇(1972-),~J,博士后,副研究员,主要从事环境微生物学研究.通讯作者:徐占成,中国白酒杰出贡献着名科学家,享受国务院政府津贴专家,主要从事白酒酿造与酒质评定工作,所主持的项目2次获中国食品工业协会科技进步一等奖.陶勇,徐占成,李东迅,刘孟华,樊科权,姚开?窖泥细茵群落结构演替及其与环境因子的相关性占细菌总数的0.1%～10%01.大量的细菌不能培养或现阶段难于培养,因此.采用传统的分离培养方法研究窖泥微生物区系有一定的局限性.近年来,有些学者尝试借助于现代分子生物学技术研究窖泥微生物群落.如罗惠波等采用PCR—SSCP技术研究窖池微生物群落[11-12].邓依等采用16S一23SrRNAITS—AFLP指纹图谱分析窖泥原核微生物多样性【"】,陕小虎等对利用PCR—DGGE技术研究窖泥微生物的电泳条件进行了优化和探讨【l1.3种方法比较,DGGE除了可较好地反映样品的微生物群落结构外.还可对优势条带切胶回收,并进行序列测定和分析,从而可以进一步了解优势菌种的种属分类.总体来说,利用现代分子生物学方法系统研究窖泥微生物群落结构与演替趋势,以及与环境因子的相关性研究相对较少.本研究以剑南春不同窖龄的窖泥为研究对象.采用PCR—DGGE技术对不同窖龄窖泥的微生物群落结构和变化趋势进行系统研究,并利用典型对应分析(CCA)探讨了微生物群落结构与环境因子的相关性,为全面了解窖泥微生物区系分布及主要功能微生物,进而为老窖环境的人工模拟及条件控制提供理论依据.l材料与方法1.1实验材料窖泥样品取自四川剑南春股份有限公司各生产车间,窖龄分别为2年,5年,10年,20年以及5O年,取样按窖池自上而下,分上(距池口约40cm),中,下层(距池底约40cm),每层多点取样混匀.所得窖泥样品一部分用于测定水分,pH值及矿物质元素等指标,剩余部分用于窖泥原基因提取1.2理化指标检测窖泥理化指标(水分含量,pH,氨态氮,有效磷及腐殖质等)的测定,参照《酿酒分析与检测》【4】所述方法分析测定.1.3基因组DNA提取【l5】取5g样品于50mL离心管中,加入13.5mLDNA提取Buffer(100mMTris—HCl,100mMsodiumEDTA,100mMsodiumphosphate,1.5MNaC1.1%CTAB)和l0L蛋白酶K(100mg/mL),于37℃,225r/min,30rain;加入20%SDS1.5mL.60℃孵育1h(每隔20min轻轻颠倒离心管)室温离心l0min,6000g,收集上清液.向泥土沉淀中加入4.5mLDAN提取Buffer和0.5mL20% SDS,漩涡混匀10S于65℃,5min,室温离心10min, 6000g,收集上清液(重复2次),混合所有上清液,加入等体积的氯仿/异戊醇(24:1),室温离心5min,16000g收集水相.加人0.6倍体积的异丙醇沉淀,室温放置lh, 室温离心20min,16000g,弃上清液,加入冰冷的70%的乙醇,室温离心20min,16000g,弃上清液,于室温干燥,加入500L无菌水溶解DNA,一20℃保存.1.4PCR—DGGEPCR扩增引物选用16SrDNA V3区通用引物GC一338F(5'一CGGGGGCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG一3',下划线表示GC夹)和518Rr5'-ATTACCGCG GCTGCTGG一3').PCR反应体系(50L)的组成:10xT aqbuffer((NI-h)2SO4)5L,MgC12(25mM)5L,10mM dNTPmix1L,双向引物(10M)2L,TaqDNA聚合酶(MBIFermentas)1.25U,无菌去离子水补足至5OL/ PCR扩增程序:94℃预变性4min:94℃变性45s.65℃退火35s,72℃延伸45S,33个循环;72℃延伸10min.PCR扩增产物采用1%琼脂糖凝胶电泳检测.对上述PCR扩增产物进行变性梯度凝胶电泳分析(Bio—radDcodeUniversalDetectionMutationsystem).聚丙烯酰胺凝胶f1.51Tllrl厚,16cmxl6cm)浓度为8%,变性范围选用30%～60%.电泳条件为60℃,80V,6h.凝胶通过溴化乙锭染色15min后.在凝胶成像系统(Syn. geneG:BoxHRGelDocumentation)中照相,并对优势条带进行回收.1.5DGGE图谱分析利用QuantityOne软件(Bio—Rad)对DGGE图谱上的条带进行数字化.采用非加权配对算数平均法(UPG.MA)聚类对细菌群落进行聚类分析.研究各细菌群落的相似性.细菌丰度用DGGE图谱中条带的个数来表示.优势度:用某一特定条带的峰面积占样品总体峰面积的百分数来表示.采用Shannon—Weaver指数H对细菌群落的多样性进行分析.Shannon—Weaver指数H=一XPilnPi式中Pi--ni/N.在本研究中,Pi代表某一泳道的第i个条带(Band)的光密度的百分含量.1.6种群结构与环境因子相关性分析.7】使用Quantityone(美国Bio—Rad)软件对DGGE电泳图谱进行量化处理,以二进制的格式输出.运用生物统计学软件Canocoforwindows(Version4.5)对DGGE图谱量化后的数据进行典型对应分析(CCA),研究各个水样中微生物多样性与其理化指标的相关性.分析过程中去除了相对含量小于1%和只出现过1次的条带,水样的理化指标进行了标准化处理[18】.1.7优势种群系统发育地位分析从DGGE凝胶切下可见条带,捣碎后于5OL无菌双蒸水中于4℃浸泡过夜.以溶出的DNA作模板,用338F/518R引物对其进行PCR扩增(条件同前),产物酿酒科技2011年第9期(总第207期)?LIQUOR—MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY201lNo.9(To1.207)经纯化后.连接到pEASY—T1载体(北京全式金生物试剂公司)并转入大肠杆菌DH5et中,挑取阳性克隆,用M13引物进行质粒PCR检测后,送上海生工测序.测序结果在NCBI数据库fhttp://Www.ncbi.nlm.nih.gov/blast)中进行比对,下载数据库中最接近的已知序列,利用ClustalX—MEGA4软件进行序列同源性分析.并构建系统发育进化树(NJ算法,Bootstrap1000次).2结果与讨论2.1PCR-DGGE电泳结果与聚类分析DGGE结果显示.共有28个不同条带,每个泳道均出现数量不等的较清晰条带(6—23),表明各样品16S rRNA的PCR产物通过DGGE实现了较好的分离(图1).表1为不同窖泥样品中的细菌的丰度结果.从表1可以看出,2年,5年窖泥细菌丰度相近,平均为14.7,而10年窖泥细菌丰度明显增加,平均为21.7,20年窖泥的细菌丰度则与10窖泥基本持平,平均为2O.7,但是50年窖泥细菌丰度则明显减少,平均只有7.7.同窖龄不同层次细菌丰度比较,2～20年窖泥呈中层>上层>下层.而50 年窖泥呈中层>下层>上层的趋势.DGGE电泳图显示, 条带B3,B7,B19和B28在各样品中均有检出,尽管其优势度各有不同,但总体而言是主要的优势种群.Bl3条带只在2～5年窖泥样品中检出.而在10~50年窖泥样品中少有检出.表明该种群在长期生产与驯化过程中.逐渐被淘汰.B15条带则只在10~20年窖泥样品中检出,而在其他样品中未检出(除2年窖泥中层样品).B16和B23条带在2～20年窖泥样品中,随着窖龄的增加.其优势度逐渐增加,但在50年窖泥样品中却显着减少.图1DGGE与聚类分析2～50分别代表窖泥样品的窖龄,s,Z和x分别代表取样的上层,中层和下层.表1不同窖泥样品中的细菌丰度窖层上层中层下层平均214l81114.35l5171315.0205O2362O9l9820.77.7聚类分析结果显示,不同窖龄的样品共聚为4个簇,其中2～5年窖泥的上,下层样品聚为一簇.相似性指数为0.72～0.84;10~20年窖泥的中,下层样品聚为一簇,相似性指数为0.64～0.75;50年窖泥样品单独聚为一簇, 相似性指数0.79～0.83.令人奇怪的是.2～5年窖泥中层样品与10~20年上层样品聚为一簇.相似性指数0.62～0.67.总体来说,2～5年窖泥样品与50年样品相似度较高(0.66),而与10~20年样品相似度较低(0.54),其中的原因与机理还有待于进一步研究.2.2多样性指数分析Shannon—Wiener指数(H值)是分析样品中物种多样性中最常见的指数.不同窖龄窖泥细菌群落多样性指数变化规律结果见图2.2.52L_5l0.5O25102O5O窖龄(年)图2不同窖龄窖泥细菌群落多样性指数变化规律从图2可知,不同窖龄窖泥样品中细菌的多样性指数在0.88～2.2之间.随着窖龄的增加.多样性指数总体上呈先增加后降低的趋势,同一窖龄样品中,中层多样性均高于上,下层,这一趋势在2年,5年和50年窖泥样品中尤其明显,而在10~20年窖泥样品中,不同层次的多样性较均衡.中层多样性仅略高于上层,下层.罗惠波【"等利用PCR—SSCP技术研究某酒厂不同窖龄窖泥(20年,100年,200年,300年)中细菌的多样性结果显示,随着窖龄的增加.相同位置样品的多样性指数总体上呈递增趋势,其中20年窖泥样品中多样性指数上层>下层> 中层,而在本研究中,20年窖龄样品中多样性指数中层>上层>下层.此外,50年窖泥样品的多样性指数显着低于10~20年窖泥样品,甚至低于2～5年样品.这与以往对于老窖微生物种群多样性的认识有所不同.但这一结果与课题组采用高通量测序所得的结果相类似(另文发表),其内在机制还有待于进一步研究.2.3优势种群的序列分析测序及系统进化树显示(图3),窖泥中优势种群主要分布厚壁菌门(PhylumFirmicutes)的杆菌纲(ClassBacil1)和梭菌纲(ClassClostrida)2个纲中.B和B7归为一簇,属杆菌纲,其中B3为耐酸乳杆菌(Lacto—bacillusacetotoleFOILS(T)DSM20749;M58801),序列相似性100%.乳酸菌是固态法白酒生产的重要微生物.绝大多数都是厌氧菌或兼性厌氧菌,革兰氏阳性.在固态法一一加一捣陶勇,徐占成,李东迅,刘孟华,樊科权,姚开?窖泥细菌群落结构演替及其与环境因子的相关性白酒发酵过程,乳酸菌具有促进美拉德反应,促进酿酒发酵,维护与保持酿酒微生态环境等作用[19],由它代谢产生的乳酸与酵母发酵生成的酒精生成乳酸乙酯乳酸乙酯含量的多少在一定程度上决定浓香型大曲酒的质量『41,B7与1株芽孢菌(Bacillusfordii;MGA1—2:HM057850)有99.5%相似性,研究表明.芽孢菌也是产生乳酸的重要菌类:B13,B15,B16,B19和B23归为一簇,属梭菌纲.其中.B13与RDP数据库中已有序列相似较低,与之最接近的是一株未培养的互营共养单胞菌(unculturedPelosporasp.;47IIISN;EU887777),相似性仅93%,而B15则与互营共养单胞菌47IIISN和与1株互营共养单胞模式菌(Syntrophomonassapovorarts(T);AF022249)具有较高的序列相似性.分别为98.9%和97.9%.互营共养单胞菌多为厌氧有机酸降解菌,并产氢或产乙酸【2l】:B16与l株毛螺菌科Lachnospiraceae属细菌(uncul—turedbacterium;A3C6;EU885019)较分类相近,相似性98.8%,目前还未见该属细菌在窖泥中的报道与研究.]llBacillillClostridiaII图3系统进化树Bl9与B23均为未培养瘤胃菌.分别与RDP数据库中已知菌株瘤胃菌T62l6(uriculturedbacterium;T6—2—16;EU828406)和G35一D8一L—B—F07(unculturedbacterium;G35一D8一L_B—F07;EF559144)有95.7%和lO0%的相似性.关于瘤胃菌在酿酒中的作用还未见报道.瘤胃菌绝大部分属厌氧菌,可分解纤维素,果胶等,产生甲酸,乙酸等,其次还分解淀粉和糖类.所产生的产物町能作为合成酯类的底物,但详细的机理还有待于进一步研究.B20,B27与B28归为一簇,属梭菌纲,但其分类上相对其他梭菌纲细菌来说,更接近杆菌纳.其中,B20 与未培养的梭菌SRB2(uriculturedAnaerobrancasp.; SRB2;DO069229)有较高的相似性(98.9%),而B27和B28则分别与另一株未培养的梭菌L5(uncultured Clostridiabacterium;L5;EU887985)有高达1o0%.99.4% 的相似性,但B20与B27和B28之间的相似性较低(87.6%),表明,可能是为不同的属.梭菌早在20世纪80年代就被认为是酿酒生产中重要的功能菌,如泸型梭菌(ClostridiumLushun),耳涡形梭菌[8】等均为重要的产己酸菌,关于其窖内发酵机理及生态学作用前人已做了大量研究,部分成果已应用于生产.总体来说.结合DGGE电泳图可知,耐酸乳杆菌(B芽孢菌(B7T3~胃菌(Bl9)和梭菌(B28)为剑南春窖泥中的主要优势种群.2.4环境因子与窖泥细菌群落的相关性分析不同窖龄窖泥样品中理化指标及矿质元素含量分析结果见表表2不同窖龄窖泥样品的理1七}旨,一一/表2不同窖龄窖泥样品的理化指标一一运用典型对应分析(CCA),将DGGE图谱的数字化结果和窖泥理化指标结合在一起分析,结果见表3.理化指标为水分含量,pH,氨氮,有效磷,腐殖质等5项指标. MonteCarlopermutationtest显示5个环境因子与第一排序轴(P:0.01)和全部排序轴(p:0.004)均有显着的相关性.表3典型对应分析结果表3显示.第1和第2排序轴解释了样本中32.5%的变异,前4个排序轴合并解释了45.7%的样本总变异.第1和第2排序轴的种一环境相关系数分别为0.966和0.902.这说明.窖泥中细菌群落结构与环境因子间存在较强的关联,并且前2个排序轴反映种一环境累积百分变化率达就高到65.6%,这充分解释环境与种的相关性.酿酒科技2011年第9期(总第207期)?UQUOR—MAKINGSCIENCE&TECHNOLOGY2011No.9ffo1.207)图4是由AX1和AX2轴生成的二维排序图.如图4所示,pH(r==一0.65),水分含量(r=:一0.49),有效磷一0.80),氨氮(r==一0.73),腐殖质(r==一0.01)均与第1排序轴负相关.其中关联较高的环境变量为有效磷,氨氮和pH,而与第2排序轴关联较高的环境变量主要是腐殖质(r==一0.56)和有效磷(F0.24).从排序图结果可知,有效磷,氨氮,pH\水分含量,(r==一0.73),腐殖质与1O年和2O 年窖龄窖泥微生物狴落结构呈正相关,而与2年,5年和50年窖泥群落结构呈负相关;腐殖质与2年和5年样品呈正相关,而和10~50年样品呈负相关.因此,本文所选千环境变量对窖泥微生物分布的影响.依次为有效磷,氨～氮,pH,腐殖质和水分含量.\,.-一～3结论～3.1DGGE结果显示.不同窖龄窖泥样品细菌丰度不同,10"~20年窖泥样品中细菌丰度最高,然后是2～5年的窖泥样品,而50年窖泥样品的细菌丰度最低.多样性指数也显示了相似的趋势.此外.细菌丰度和多样性指数分析均显示同一窖龄样品中.中层多样性要高于上层,下层.3.216SrRNA序列分析表明.窖泥中优势种群主要分布在厚壁菌门的杆菌纲和梭菌纲.其中耐酸乳杆菌,芽孢菌,未培养的瘤胃菌和梭菌为窖泥样品中的优势种群,但其优势度在不同窖龄样品中有所不同.互营共养单胞菌和毛螺菌科的Lachnospirace∞细菌在2～5年窖龄窖泥样品和10~20年窖泥中有不同程度分布,但在50年窖泥中显着减少.3_3典型对应分析显示,窖泥微生物群落结构与演替环境因子具有显着的相关性,其中有效磷,氨氮,pH对微生物群落结构的影响最大.其次是腐殖质,水分含量影响最参考文献:【1]陕小虎,敖宗华,周健,等.浓香型白酒窖泥原核微生物DGGE电泳条件的优化【J】.酿酒科技,2011(1):37—40.【2】傅金泉.中国酿酒微生物研究与应用【M].北京:中国轻工业出版社.2008.【3】胡承,应鸿,许德富,等.窖泥微生物群落的研究及其应用[J】.酿酒科技,2005(3):34—38.[4]王葳,赵辉,陈凤阁.浓香型白酒窖泥中乳酸菌的分离与初步鉴定【J】.酿酒科技,2006(4):29—31.【5】徐军,谭崇尧.枝江老窖泥中己酸菌的分离纯化及培养条件的研究[J].酿酒科技,2010(5):42—43.【6】熊俐,胡洋,刘俊,等.窖泥己酸菌的分离培养与诱变选育【J】.四川理工学院:自然科学版,2010,23(31:324—327.f7】姚万春,唐玉明,任道群,等.优良窖泥功能菌的筛选及其生物学特性的初步研究【J].酿酒科技,2OLO(11):33—35.【8]徐占成,王加辉.窖泥己酸菌新菌种——耳涡形梭菌的发现与50;V o50soaaP.o'R2sMoisture20~"10Z10siisoo5xOHm一1.41.5图4典型对应分析图其形态及生理特性研究[J】.酿酒,2005(5):1-3.【9]Rudolfi.Amann,WolfgangLudwig,andKarl-HeinzSchleifer. Phylogeneticidenti1ationandinsitudetectionofindividual microbialcellswithoutcultivation[J].Microbio-10gicalReviews. 1995,58:143-169.[10】张洪勋,王晓谊,齐鸿雁.微生态学研究方法进展【J】.生态, 2003,23(5):988-995.【I1】罗惠波,甄攀,黄治国.浓香型白酒窖池细菌群落[J】.微生物学通报,2010,37(11):1621—1627.[12】罗惠波,甄攀,黄治国.窖泥微生物群落SSCP分析条件优化的研究[J】.四川理工学院:自然科学版,2010,23(6):695—698.【l3]邓依,唐云容,张文学.16S.23SrRNAITS—AFLP指纹图谱分析在白酒窖泥原核微生物多样性分析中的应用【J】.酿酒科技,2010(3):46-48.【l4]王福荣.酿酒分析与检测【M】.北京:化学工业出版社.2005. [15】Zhou,J.,M.A.Brunns,andJ.M.Tiedje.DNArecoveryfrom soilsofdiversecomposition[J].App1.Environ.Mierobio1.1996,62:316—322.[16]CE,DemirE,CoyneKJ,eta1.Abacteriumthatinhibitsthe growthofPfiesteriapiscicidaandotherdinoflagellates【J】. HarmfulAlgae,2005,4(2):221-234.【17】JanL,PetrS.Multivariateanalysisofecologicaldata CANOCOTM.CambridgeUniversityPress.2003.[18】YannarellAC,TriplettEW.Geographicandenvironmental sourcesofvariationinlakebacterialcommunitycomposition[J】.AppliedandEnvironmentalMicrobiology,20o5,71(1):227-239.[】9]谢玉球,钟雨,谢旭,乳酸菌在固态法白酒生产中的地位与作用【J】.酿酒科技,20o8(il):83—86.【20】朱文淼,肖敏,刘复今.固态发酵白酒生产中芽孢杆菌属细菌产乳酸特性及降乳研究[J].食品与发酵工业,1996(4):38--41. 【21】操先华.互营降解有机酸的微生物资源和分子生态学研究【D1.硕士论文,中国科学院微生物研究所,2002.[22】吴衍庸.泸型梭菌己酸发酵应用的理论与实践[J】.酿酒科技, 2007(11):131—133.。

浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究

浓香型白酒窖泥中梭菌群落多样性与窖泥质量关联性研究浓香型白酒窖泥中栖息着大量可培养及不可培养的微生物,而这些微生物群落组成及多样性反映了窖泥质量,并在很大程度上决定了浓香型白酒品质。

此外,专性厌氧梭菌纲微生物及产己酸微生物一直被认为是窖泥中的重要功能菌群。

然而,关于窖泥质量与微生物群落之间的关联性及上述功能微生物群落多样性解析的系统研究尚无报道。

因此,全面剖析窖泥中功能微生物菌群组成及多样性、窖泥质量与微生物群落之间的关联性为深入认识浓香型白酒生产机制,进而为从根本上提升浓香型白酒品质提供理论依据。

同时也是带动浓香型白酒传统生产技术升级及实现浓香型白酒可持续发展的必要环节。

本课题以浓香型白酒窖泥为研究对象,围绕目前微生物学研究的核心问题——微生物群落组成及多样性解析、微生物之间相关性和功能微生物确定开展相关研究。

采用了传统可培养技术及多种分子生态学技术并建立和开发了相应的新方法及策略,定性及定量研究了窖泥中功能微生物菌群组成及不同质量等级窖泥样品中微生物群落组成。

合理运用了多种生物信息学方法,揭示了窖泥质量与微生物群落之间、理化因子与微生物群落之间、微生物群落成员之间的相关性。

本论文主要研究结果如下:(1)针对16S r RNA基因V4可变区,采用Illumina Miseq高通量测序技术对不同质量窖泥样品中原核微生物群落多样性进行解析。

在不同分类水平中共检测到33个门、145个目及225个属的原核微生物。

微生物群落α-多样性分析结果表明,微生物群落的Shannon多样性指数及Chao1丰度指数随着窖泥质量提高呈现显著增加趋势。

β-多样性解析结果表明窖泥质量与其微生物群落组成呈现明显相关性。

随着窖泥质量提高,优势原核微生物群落组成从单一的Firmicutes逐渐变为Firmicutes、Euryarchaeota和Bacteroidetes三个门;窖泥中核心属数目从2个属增加15属,主要集中于Clostridia、Bacteroidia、Methanobacteria、Methanomicrobia四个纲,尤其是Clostridia(7个属)。

泸型酒窖泥中梭菌群落发酵演替及代谢特性分析

泸型酒窖泥中梭菌群落发酵演替及代谢特性分析泥窖固态酿造是中国优质泸型酒(浓香型白酒)的独特生产方式,泥窖窖泥中栖息的独特微生物群落对泸型酒风味品质的形成具有重要影响。

已有研究表明,窖泥中厌氧梭菌纲微生物具有合成丁酸、己酸等功能,是重要的生香功能菌群,但目前对其物种多样性、发酵演替规律及其在发酵过程中的代谢功能尚未完全明晰。

本研究以泸型酒优质百年窖泥为研究对象,通过微生物分子生态学技术分析了酿造过程窖泥中梭菌纲微生物群落的物种多样性和发酵演替规律;采用微生物纯培养手段分离了窖泥中梭菌纲微生物菌株,并对其进行了代谢功能实验分析;对其中1株梭菌新种进行了系统的分类学研究。

主要研究结果如下:(1)采用高通量测序等分子生态学技术分析了泸型酒窖泥中梭菌纲微生物群落的多样性及其发酵演替规律。

梭菌纲微生物的相对丰度和生物量整体呈先升后降,之后保持相对稳定。

根据梭菌纲群落结构,可将整个发酵周期大致分为2个阶段:发酵中期(3-22天)为一个阶段,发酵初期和末期为另一阶段。

细菌16S rRNA基因扩增子测序结果表明:窖泥中梭菌纲优势菌群主要包括Heliobacteriaceae,Ruminococcaceae,Clostridiales incertaesedis,Syntrophomonadaceae,Clostridiaceae,ClostridialesvadinBB60group,Christensenellaceae,Lachnospiraceae,Peptococcaceae,Cal dicoprobacteraceae等10个科。

梭菌纲特异性引物测序结果表明:窖泥中梭菌主要包括Clostridiales IncertaeSedis,Heliobacteriaceae,Clostridiaceae,Lachnospiraceae,Syntrophomonadaceae,Christensenellaceae,Ruminococcaceae,Peptococcaceae,Clostridiale s vadinBB61group,Caldicoprobacteraceae,Eubacteriaceae,Thermoanaerobacteraceae等12个科,尤其是Clostridiales IncertaeSedis,Heliobacteriaceae,Clostridiaceae 3个科;属水平则主要集中在Hydrogenispora,Sedimentibacter,Clostridium,unclassifiedClostridiaceae 1,Syntrophomonas,Tissierella等25个属,尤其是Hydrogenispora(18.3%),Sedimentibacter(17.1%)和Clostridium(5.0%)3个属,且具有各自不同的发酵演替规律。

浓香型白酒不同窖龄窖池窖泥中古菌群落结构分析

Archaeal Community Analysis of Pit Mud from Cellars of Different Ages for Luzhou-Flavor Liquor
DENG Jie, WEI Chunhui, BIAN Minghong, HUANG Zhiguo* (Liquor Making Biological Technology and Application of Key Laboratory of Sichuan Province, Sichuan University of Science & Engineering, Zigong 643000, China) Abstract: In this study, the archaeal community structure in pit mud from cellars of different ages used for the production of Luzhou-ﬂavor liquor was researched by high-throughput sequencing technology. The diversity of archaeal community was analyzed and cluster analysis of pit mud with different cellar ages was performed based on the obtained data. Also, we investigated the effect of environmental factors on the archaeal community structure of pit mud with different cellar ages. The results were obtained as follows. The main archaeal phylum in the pit mud samples was Euryarchaeota (99% of OTU), consisting of 7 genera. The diversity of archaeal community showed a decreasing trend with increasing age of pit mud. Similarly, the dominance of Methanobacterium and Methanocorpusculum showed a decreasing trend with increasing age of pit mud, contrary to Thermoplasmatales. Similarity of archaeal community structure between pit mud from 5-year-old cellars and pit mud from 100-year-old cellars was higher, while the diversity of archaeal community in pit mud from 30-year-old cellars was higher. The environmental factors with the greatest effect on the archaeal community structure of pit mud from different aged cellars were different. In summary, the archaeal community structure in pit mud with different cellar ages showed a signiﬁcant difference, which might be part of what causes the different qualities of Luzhou-ﬂavor liquor produced from pit mud with different cellar ages. Key words: archaeal community structure; high-throughput sequencing; cluster analysis; Luzhou-ﬂavor liquor; pit mud DOI:10.7506/spkx1002-6630-201708007 中图分类号：TS261.1 引文格式：邓杰 , 卫春会 , 边名鸿 , 等 . 浓香型白酒不同窖龄窖池窖泥中古菌群落结构分析 [J]. 食品科学 , 2017, 38(8): 37-42. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201708007. DENG Jie, WEI Chunhui, BIAN Minghong, et al. Archaeal community analysis of pit mud from cellars of different ages for Luzhou-ﬂavor liquor[J]. Food Science, 2017, 38(8): 37-42. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630201708007. 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2017）08-0037-06

泥坑浓香型白酒窖泥中微生物群落结构与多样性分析

摘要本文采用Illumina PE250测序法对浓香型新窖泥、老窖泥和品质较好的老窖泥中微生物群落结构与多样性进行研究。

结果表明:从门水平结构分析,厚壁菌门与子囊菌门分别为浓香型白酒窖泥的优势细菌与优势真菌;从属水平结构上分析,新窖泥的优势菌属是乳酸菌属,优势真菌属是单端孢属;老窖泥与品质较好的老窖泥优势菌属是乳酸菌属,优势真菌属是青霉属。

不同窖龄、不同质量的窖泥微生物结构多样性具有显著差异。

关键词浓香型白酒;窖泥;微生物多样性;结构组成中图分类号TS201.3文献标识码A 文章编号1007-5739(2021)03-0203-04DOI :10.3969/j.issn.1007-5739.2021.03.078开放科学(资源服务)标识码(OSID ):Microbial Community Structure and Diversity in Luzhou-flavor Liquor Cellar MudLIANG Huan 1XU Changfeng 2*TANG Weibin 2REN Yueming 2ZHU Lining 3(1School of Biological Science and Engineering,Hebei University of Economics and Business,Shijiazhuang Hebei 050200;2School of Biological Science and Engineering,Xingtai University,Xingtai Hebei 054001;3Hebei Fenglaiyi Wine Co.,Ltd.,Ningjin Hebei 055550)Abstract In this paper,Illumina PE250sequencing method was used to study the microbial community structure anddiversity in Luzhou-flavor new cellar mud,old cellar mud and good quality old cellar mud.The results showed that,from theperspective of phyla level,Firmicutes and Ascomycetes were the dominant bacteria and fungi in luzhou-flavor liquor cellar mud respectively;the dominant bacteria were Lactobacillus and the dominant fungi were Trichothecene in the new cellar mud from the analysis of the genus level.The dominant bacteria was Lactobacillus and the dominant fungi was Penicillium in the old cellar mud and good quality old cellar mud.There were significant differences in microbial structure diversity of pit mud with different ages and qualities.Keywords Luzhou-flavor liquor;cellar mud;microbial diversity;structural composition泥坑浓香型白酒窖泥中微生物群落结构与多样性分析梁欢1许长峰2*唐伟斌2任月明2朱立宁3(1河北经贸大学生物科学与工程学院,河北石家庄050200;2邢台学院生物科学与工程学院,河北邢台054001;3河北凤来仪酒业有限公司,河北宁晋055550)浓香型白酒具有独特的酿造工艺,混有特殊的窖香风味,深受人们喜爱[1]。

微生物群落结构与环境因素的相关性研究

微生物群落结构与环境因素的相关性研究随着微生物研究的深入，越来越多的人开始意识到微生物群落的重要性。

微生物群落是指由微生物组成的群体，包括细菌、真菌、病毒等。

它们生存在我们的周围环境中，不仅与我们的身体健康息息相关，还对环境的生态平衡有着不可或缺的作用。

因此，深入研究微生物群落结构与环境因素的相关性，对于保护我们的生态环境和人类健康都具有重要意义。

微生物群落结构指的是微生物个体在群落中的数量、种类及其相互作用关系。

不同环境下微生物群落结构是不同的，这种差异取决于环境因素如温度、湿度、光照强度、pH值、土壤质地和化学成分等。

这些环境因素对微生物群落结构有着显著的影响。

首先是温度。

低温（如极地环境）能够限制微生物的生长和繁殖，因此微生物种群数量较少，种类也相对单一。

而在热带气候下，由于温度适宜，微生物能够充分繁殖，因此微生物的种类数量相对较多。

其次是湿度。

气候干燥的地区，土壤水分很少，微生物的分布也会受到限制。

然而，在湿润的环境中，水分能够促进微生物的繁殖和生长，因此在这样的环境下微生物群落结构通常比干旱环境下要复杂。

光照强度也是影响微生物群落结构的重要因素之一。

在充足的光线下，植物能够进行光合作用，产生大量的有机物。

微生物也利用这些有机物作为营养，因此微生物的种类和数量会随着光照强度的增加而增加。

pH值是衡量土壤酸碱度的指标。

不同的微生物对于pH值的耐受范围是不同的，有些微生物对于酸性或碱性环境更加适应。

因此，土壤的pH值会影响微生物种类和数量的分布。

另一个影响微生物群落结构的因素是土壤质地和化学成分。

不同的土壤质地（如沙土、壤土、黏土等）对微生物的分布和数量有着不同的影响。

而土壤中的化学成分（如铁、锌、钾等）也会影响微生物的生长和繁殖。

总体而言，环境因素与微生物群落结构之间存在密切的关系。

通过研究微生物群落结构与环境因素的相关性，我们可以更好地了解微生物在不同环境下的生态适应能力，为人类保护生态，维护健康提供有力的理论参考。

污泥厌氧消化过程中的微生物群落结构分析

污泥厌氧消化过程中的微生物群落结构分析污泥厌氧消化过程是一种常见的生物处理技术，可以有效地处理有机废水。

其中微生物群落是影响污泥消化效果的重要因素之一。

因此，对污泥厌氧消化过程中的微生物群落结构进行研究，不仅有助于了解污泥内微生物代谢功能和转化途径，还可以为进一步提高污泥消化效率提供理论依据。

微生物群落在厌氧消化过程中的变化污泥厌氧消化过程中，微生物群落的组成和分布随着环境条件的变化而发生变化。

消化池内温度、pH值、压力、厌氧菌、有机物种类和浓度等环境因素对微生物群落结构都有显著影响。

一些研究表明，污泥厌氧消化过程中，压力和温度对微生物群落结构的影响最为显著。

具体地说，在污泥厌氧消化过程中，产气菌和乙酸发酵菌在消化早期占据主导地位。

当有机物分解进一步进行时，硫酸盐还原菌和丙酸发酵菌的数量开始增加。

而在消化后期，甲烷生成菌则占据了主导地位。

这些微生物群落的变化直接影响了污泥厌氧消化过程中的产气和甲烷产量。

微生物群落结构分析方法为了准确地了解污泥厌氧消化过程中微生物群落的结构，需要借助一些现代分子生物学方法。

其中最常用的方法有PCR-DGGE、T-RFLP和高通量测序技术。

PCR-DGGE法基于DNA序列的多样性和不同序列片段的独特性，通过电泳技术对PCR扩增产生的DNA片段进行快速、高通量的分析。

这种方法简便易行，可以同时检测多个DNA片段，具有一定的灵敏性和可重复性。

T-RFLP法是基于DNA序列的长度差异，使用限制性内切酶切割扩增出的DNA片段，然后进行电泳分析。

这个方法快速、高通量，对于大规模样品的检测具有优势。

而且比PCR-DGGE方法更加准确。

高通量测序技术是近年来发展起来的一种研究微生物群落结构的新方法。

它可以同时检测数千到数万条DNA序列，对于微生物群落的种类和数量的检测有非常高的准确性。

微生物群落结构研究的意义通过研究污泥厌氧消化过程中微生物群落的结构，可以深入了解微生物在厌氧消化过程中的生态角色和代谢转化途径。

微生物群落的构成和变化及其与环境变化的相互关系研究

微生物群落的构成和变化及其与环境变化的相互关系研究微生物群落是指在某个生态系统中占据一定位置并对该生态系统发挥重要作用的一群微生物。

它们能够参与到生态系统的功能和物质循环过程中，例如能够分解有机物质、氮循环、硫循环等，因此成为了生态系统中非常重要的组成部分。

本文将讨论微生物群落的构成和变化及其与环境变化的相互关系。

一、微生物群落的构成微生物群落的组成包括细菌、真菌、病毒、古菌等各种微生物。

其中细菌是微生物群落中最为丰富的物种。

在土壤、水体等生态系统中，常见的细菌有放线菌、根瘤菌、变形菌等。

真菌包括枝节菌、子囊菌、拟革菌等。

在土壤中，真菌是非常重要的分解者和腐生产体。

而病毒在微生物群落中所占的比例虽然很小，但是它们对微生物群落的影响也是相当显著的。

微生物群落的构成可以受到生态系统内生和外生因素的影响。

内生因素包括温度、湿度、氧气浓度、营养状况等因素。

外生因素多为人为干扰，包括土地利用方式、环境污染等。

这些因素会对微生物群落的类型、数量、分布区域等产生一定的影响。

二、微生物群落的变化微生物群落的组成是动态变化的，它可以随着环境因素的改变而发生变化。

例如，温度升高对微生物群落的影响非常大。

温度升高可以促进微生物的生长繁殖，但是也可能导致其他种类微生物的死亡或者数量下降。

同样，土地利用方式的改变也会对微生物群落的构成产生较大的影响。

比如，农用地的改变可能会导致微生物群落的某些成分大量减少，从而影响到生态系统的稳定性。

除了这些因素外，微生物群落的变化还受到其他一些因素的影响，例如酸度、盐度、氧化还原电位和微生物活性等。

有一些微生物是易感染到的，它们可能由于一些原因而失去优势，最终被其他微生物所代替。

同时，也有一些微生物种类可能变得越来越优势，例如一些耐受恶劣环境的微生物可能会逐渐兴盛而成为主导种类。

三、微生物群落与环境变化的关系微生物群落具有非常高的响应能力，它们可以对环境的变化有很多种不同的响应方式。

例如，当温度升高时，微生物群落会适应新的环境并进行调整，这种适应是通过改变微生物群落的结构、数量、分布等以满足新环境要求的方式而实现的。

细菌群落结构和生态学及其对环境变化的响应

细菌群落结构和生态学及其对环境变化的响应细菌是地球上最为简单，也是最为丰富的生物群体之一，它们广泛存在于各种环境当中。

由于其快速繁殖能力及数量庞大，对环境变化也有着特殊的响应机制。

本文将从细菌群落结构及其生态学角度出发，探讨细菌对环境变化的响应情况。

一、细菌群落结构和生态学在细菌群落中，许多物种之间展开着各种复杂的相互作用。

这些相互作用包括竞争，共生关系和掠夺等。

这样复杂的群体组织形式及其功能悠久以来便被研究学者所关注。

在实际应用中，比如说用微生物来修复环境污染等方面，更是需要深入探究细菌群落的组成及其生态学特征。

为了揭示细菌群落结构及其生态学，研究人员通常使用高通量测序技术对其进行研究。

通过高通量测序技术，人们可以快速获得大量细菌群落数据，发现其生境分布规律及物种多样性。

同时，通过统计学分析及计算机模拟，可以形成数据库，从而更加系统地探究细菌在群落组织中的角色及其相互关系。

二、细菌群落对环境变化的响应细菌群落在生境变化的过程中做出了许多响应及调适行为。

在应对环境压力方面，细菌群落的组成、物种多样性、群落密度、代谢功能和群落稳定性等都会发生改变。

1.物种多样性物种多样性是细菌群落中一项重要的生态特征。

当环境发生改变时，群落中可能会出现物种多样性的改变。

一些环境因素比如离子浓度的变化，或者环境温度等可以影响细菌群落多样性。

例如，在高温条件下，一些类域细菌会发生改变，而在低温条件下，另一些类域细菌将占据主导地位。

此外，环境的酸度、盐度、氧气和微量元素含量等也会对细菌群落多样性产生影响。

2.群落密度群落密度是细菌群落数量的表达方式。

在环境变化的过程中，其他物种的数量可能发生变化，从而影响细菌群落的密度。

例如，在温度升高的情况下，某些细菌数量会减少。

这主要是因为高温条件下动物群落的数量也会相应降低，从而造成这些消耗细菌的物种数量减少，也就是说，在这个特定生态系统中，细菌的数量会随着其他物种的变化而发生变化。

水窖沉积物中微生物群落及其与环境因子的相关性

水窖沉积物中微生物群落及其与环境因子的相关性杨浩;张国珍;杨晓妮;李健;宋小三;王宝山【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2018(037)003【摘要】为探究窖水沉积物中微生物群落组成与主要环境因子之间的关系,应用16S rRNA基因-Illumina Miseq高通量测序技术,研究了水窖沉积物中微生物群落组成及其主要环境因子之间的相关性.结果表明:变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、y-变形菌纲、芽孢杆菌纲、β-变形菌纲、α-变形菌纲、δ-变形菌纲等为水窖沉积物中的优势菌;细菌群落的分布符合生态学中描述群落结构的、经典的物种多度分布模式,且与水窖沉积物不同环境因子间有着显著的正、负相关性.【总页数】6页(P110-115)【作者】杨浩;张国珍;杨晓妮;李健;宋小三;王宝山【作者单位】兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州 730070;寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州 730070;寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心,甘肃兰州730070;甘肃农业大学资源与环境学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州730070;寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心,甘肃兰州 730070;兰州交通大学环境与市政工程学院,甘肃兰州 730070;寒旱地区水资源综合利用教育部工程研究中心,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】X172【相关文献】1.椒江口海域沉积物微生物群落及其对环境因子的响应 [J], 黄备;邵君波;周斌;孟伟杰;罗韩燕2.渤海湾天津近岸表层沉积物中细菌丰度及其与环境因子的相关性研究 [J], 肖慧;唐学玺;乔旭东;张喆;曲良3.内蒙古通辽市砂质土壤中微生物群落结构及其与环境因子的关系 [J], 朱立月;丁美月;黄冠南;张蕊;李慧儒;马金才4.黄海西部海域沉积物细菌群落及其对环境因子的响应 [J], 黄备;邵君波;母清林5.排水管道沉积物微生物群落及环境因子分析 [J], 黄帅辰;左剑恶;陈磊;盛紫琼;李雨晴;张宇;王蓦然;刘艳臣因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

细菌群落与环境因子的耦合机制

细菌群落与环境因子的耦合机制
细菌群落与环境因子的耦合机制是指细菌群落与其所处环境中的物理、化学、生物等因子之间相互作用的机理。

它可以将细菌群落的结构和功能与其外部环境的变化联系起来，表现出细菌群落与环境因子之间的相互依赖关系。

具体而言，细菌群落与环境因子的耦合机制可以分为三个阶段：细菌群落适应环境因子，细菌群落与环境因子相互作用，和细菌群落对环境因子的反馈作用。

① 细菌群落适应环境因子：细菌群落在不断变化的环境中会适应环境变化，重组其成员，以保证细菌群落的整体存在及生存。

这一过程主要是由遗传和表观遗传机制调控，促使细菌群落中不断出现交叉混合和多样性。

② 细菌群落与环境因子相互作用：细菌群落中的每个成员都会与环境因子产生交互作用，其中包括彼此之间或与环境因子之间的直接或间接的作用，并影响细菌群落的结构和功能。

③ 细菌群落对环境因子的反馈作用：细菌群落可以通过产生抗生素、有机酸、氧气和其他有机物质等，对其外部环境产生一定的反馈作用，从而影响环境因子的变化。

不同位置窖泥酶活力及其细菌群落结构相关性分析

不同位置窖泥酶活力及其细菌群落结构相关性分析曾波;蒲吉洲;陈秋旭;饶家权;邹永芳;文静;黄治国;卫春会【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2024(50)4【摘要】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<0.05);酸性磷酸酶与Lactobacillus呈显著负相关(P<0.05),脲酶与Syntrophaceticus呈显著的正相关(P<0.05)。

PICRUSt2功能预测中,参与氮代谢的功能酶在不同位置窖泥中的相对丰度差异显著(P<0.05)。

酶活性影响窖泥物质循环,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。

【总页数】8页(P102-109)【作者】曾波;蒲吉洲;陈秋旭;饶家权;邹永芳;文静;黄治国;卫春会【作者单位】四川轻化工大学;舍得酒业股份有限公司;中国轻工业酿酒生物技术及智能制造重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TS2【相关文献】1.不同性状窖泥的细菌群落结构与酸酯含量分析2.应用PCR-DGGE技术分析不同性状窖泥的细菌群落结构3.不同地域窖泥细菌群落结构差异及其与理化因子相关分析4.不同窖龄浓香型白酒窖泥细菌群落结构及其多样性分析研究5.不同窖龄及位置浓香型白酒窖泥中细菌群落结构的差异性分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。