白水地区清香型大曲理化指标及真菌多样性分析

该研究在测定了陕西白水地区清香型大曲理化指标的基础上,进一步采用MiSeq高通量测序技术对其真菌类群进行了解析,并探讨了真菌类群与理化指标间的相关性。理化指标检测结果显示,不同清香型大曲样品在酒化力、发酵力、液化力和糖化力等指标上存在较大差异(变异系数>15%),且酸度偏低(0.52~0.76 mmol/10 g)。测序结果显示优势真菌类群主要为红曲霉菌属(Monascus,37.37%)、嗜热子囊菌属(Thermoascus,25.57%)和根霉菌属(Rhizopus,21.70%)等。相关性分析显示Rhizopus与糖化力和发酵力之间存在显著正相关关系(P<0.05),而Xeromyces和Lichtheimia均与氨基酸态氮之间存在显著负相关关系(P<0.05)。此外,该研究从MG-RAST数据库中下载了湖北襄阳地区清香型大曲的真菌序列,将白水地区与襄阳地区清香型大曲的真菌群落结构展开了比较分析。结果显示白水地区清香型大曲的真菌多样性要显著高于襄阳地区,且白水地区的特征微生物主要为Rhizomucor和Lichtheimia等,而襄阳地区的主要为Monascus。与此同时,2个地区清香型大曲中还含有Thermoascus、酵母菌属(Saccharomycopsis)、假丝酵母菌属(Candida)和Aspergillus等核心真菌类群。纯培养结果表明白水地区清香型大曲中的可培养酵母菌主要为Saccharomycopsis fibuligera。由此可见,白水地区清香型大曲在酒化力、发酵力和糖化力等理化指标上存在一定差异,其中的优势真菌主要以Monascus、Thermoascus和Rhizopus为主,且优势真菌类群与部分理化指标间存在一定的相关性。

3种不同香型大曲细菌群落与酒曲及白酒理化指标的相关性

目的分析清香、浓香、酱香3种不同香型白酒酒曲中细菌多样性与相应白酒及酒曲理化指标的相关性。方法本研究基于高通量测序技术对采自贵州省酱香型高温大曲、四川省浓香型中温大曲、山西省清香型低温大曲的细菌群落结构及多样性进行了对比,同时对不同酒曲的理化指标与菌群的相关性及酒曲所酿白酒的理化指标与菌群的相关性进行分析。结果3种酿酒酒曲中均有丰富的细菌类群但差异很大;浓香型酒曲的细菌多样性最高,酱香型酒曲次之,清香型酒曲的细菌多样性最低;在酱香型酒曲中优势菌属为潘多拉菌属(Pandoraea)、糖多孢菌(Saccharopolyspora)和魏斯氏菌属(Weissella),在浓香型酒曲中优势菌属为潘多拉菌属(Pandoraea)、泛菌属(Pantoea)、魏斯氏菌属(Weissella),在清香型酒曲中的优势菌属为乳杆菌属(Lactobacillus)、泛菌属(Pantoea)、魏斯氏菌属(Weissella)。通过对3种不同香型白酒和酒曲理化指标与酒曲中菌群相关性分析表明,拟诺卡氏菌属(Nocardiopsis)等21种菌属与白酒中甲醇、总酸和总酯有显著相关性,链球菌属(Streptococcus)等15种菌属与白酒中的固形物和杂醇油有显著相关性;节杆菌属(Arthrobacter)等13种菌属与酒曲的发酵力、水分和糖化力有显著相关性,雷夫松氏菌属(Leifsonia)等9种菌属与酒曲的酯化力有较强的相关性。结论不同种类酒曲中优势细菌类群存在一定的共性和差异性,3种不同香型白酒和酒曲理化指标与特定菌属存在相关性。本研究可为进一步研发不同功能的酒曲提供理论依据。

清香型白酒发酵过程中微生物群落结构变化及与理化性质的相关性

为了更好地了解清香型白酒的酿造机理,分析传统清香型白酒发酵过程中微生物群落结构、演替规律及与理化性质的相关性,采用传统地缸发酵28 d,连续取样(第0,2,4,6,8,12,16,20,24,28天)获得10组清香型白酒酒醅样品,分别测定其真菌、细菌组成以及水分含量、酸度、pH值、淀粉含量等理化性质。结果表明:从清香型白酒酒醅样品中检出细菌分布在18个门,其中真菌分布在7个门;属水平分析共获得467个属,其中细菌属311个,主要包括乳酸菌属、小球菌属、明串珠菌属、魏斯氏菌属、泛菌属、阿克曼菌属、肥杆菌属、链球菌属等,乳酸菌属和小球菌属为优势菌属;真菌属156个,主要包括哈萨克酵母属、酵母属、库玛氏菌属、嗜热子囊菌属、曲霉属、威克汉姆酵母属等,其中哈萨克酵母属和酵母属为优势菌属,且在同一时期不同的发酵缸内微生物组成略有差异。对样品的微生物多样性与理化性质进行相关性分析表明:细菌群落的多样性与发酵温度和pH值呈极显著的正相关,与水分和酒度呈极显著的负相关;比较而言,酒醅真菌群落的多样性与各理化指标之间的相关性均不显著。

不同时期及不同区域汾酒大曲微生物群落结构分析研究

利用高通量测序分析了汾酒伏曲、冬曲等不同时期及不同区域生产用曲中细菌和真菌的组成结构及其差异。结果表明,共获得850个细菌操作分类单元(OTU)和223个真菌OTU,其中,包含54个细菌核心OTU和15个真菌核心OTU。不同大曲中的优势微生物组成相似,优势细菌属为泛菌属(Pantoea)、肠杆菌属(Enterobacter)、乳杆菌属(Lactobacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、魏斯氏菌属(Weisella)等,优势真菌属为毕赤酵母属(Pichia)和覆膜孢酵母属(Saccharomycopsis)。但这些优势微生物在不同大曲中的丰度差异较大,尤其是伏曲,特点明显,拥有最高丰度的乳杆菌属及毕赤酵母属,为汾酒的优质稳定高产奠定了生物基础。

新型无线紫外光协作通信网络性能分析与研究

为进一步提高无线紫外光通信网络的信息传输质量和网络性能,提出了一种新型无线紫外光协作通信网络,网络中各节点采用解码转发方式,设定各节点优先级,从而实现了网络节点实时转发的协作策略。仿真分析了有无缓存设置和有无协作条件下无线紫外光通信网络的归一化吞吐量、各节点平均时延等性能。仿真结果表明:无缓存设置时,随着数据帧传输成功率的增加,高优先级节点一直有较高的归一化吞吐量,而低优先级节点数据帧丢失,归一化吞吐量下降;有缓存设置时,随着缓存的增加,各节点归一化吞吐量均有所增加;与无协作相比,有协作的紫外光通信网络具有更高的节点归一化吞吐量和平均时延。

缩短堆积时间对清香型白酒发酵过程的影响研究

将传统清香型白酒生产工艺的堆积时间缩短到6 h,对大二米查发酵过程中温度变化曲线、常规理化指标以及微生物群落结构变化与传统工艺进行对比。试验结果表明:该工艺条件的改变对发酵过程中温度变化、常规理化指标影响不大,主要影响在于优势细菌和真菌组成以及微生物群落PCA分析上。

基于高通量测序技术分析北京清香型大曲微生物多样性

利用高通量测序方法对北京某清香型酒厂大曲细菌16S rDNA V4区和真菌ITS1区进行测序分析其微生物多样性,并对大曲微生物在不同分类水平相对丰度进行统计。结果表明:大曲中在细菌操作分类单元(OTU)为47、真菌OTU为11,细菌种类较真菌种类丰富;细菌中优势菌是乳酸菌,包括乳杆菌属、片球菌属、乳球菌属、明串珠菌属四个属。同时也检测到醋杆菌属、芽孢杆菌属等;真菌中优势菌是假丝酵母属,此外还有曲霉属、毛霉属、威克汉姆酵母属等;对大曲物种Alpha多样性分析表明测序深度基本覆盖该酒曲中微生物种类;最后分析讨论了大曲优势微生物在白酒酿造中的功能。该研究对于指导白酒生产具有重要意义。

基于Illumina MiSeq高通量测序分析清香型白酒酒糟微生物群落多样性

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对清香型白酒酒糟中微生物多样性进行研究。结果表明,酒糟样品中细菌菌群的丰富度与多样性均大于真菌,细菌菌群归属于10个门、18个纲、31个目、66个科、86个属、124个种,真菌菌群归属于5个门、11个纲、20个目、33个科、49个属、66个种。优势细菌门(相对丰度≥1.0%)为变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes),优势细菌属为根瘤菌属(Rhizobium)、拉乌尔菌属(Raoultella)、谷氨酸杆菌属(Glutamicibacter)、红球菌属(Rhodococcus)、短波单胞菌属(Brevundimonas)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单孢菌属(Pseudomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、Devosia、嗜盐单胞菌属(Halomonas)、未分类-鼠杆菌属(unclassified-Muribaculaceae)、乳杆菌属(Lactobacillus);优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota)、毛霉门(Mucoromycota)及担子菌门(Basidiomycota),优势真菌属为孢圆酵母属(Torulaspora)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、横梗霉属(Lichtheimia)、根霉属(Rhizopus)、曲霉属(Aspergillus)、酵母属(Saccharomyces)。

基于自适应OFDM的可见光通信系统分析

为了提高可见光通信系统的整体性能和实现带宽资源的有效利用,针对可见光无线信道的频域选择性特性,提出在可见光通信系统中采用自适应OFDM调制方式的方案,即根据信道状况的优劣自适应地选择恰当的调制、解调方式。仿真结果表明,在相同的信噪比(SNR)下,该方案所采用的自适应OFDM系统比传统的OFDM系统有更低的误比特率(BER),同时所提出的最佳载波选择准则可以提高系统的整个吞吐量。

基于转录组高通量测序分析白光对杜仲愈伤组织中绿原酸含量的影响

利用Illumina Hi SeqTM2500平台对光暗培养的杜仲愈伤组织进行了转录组高通量测序,利用BLAST软件进行差异表达基因的功能注释和富集分析,就白光(光强为12 000 lux,16 h光照,8 h黑暗)对杜仲愈伤组织中绿原酸含量的影响进行了研究.结果表明:通过Trinity软件合并组装后共获得62 030个Unigenes,通过BLASTX比对,共获得25 417(40.98%)个有注释信息的Unigenes.通过对KEGG通路进行深入分析表明,白光(光强为12 000 lux,16 h光照,8 h黑暗)培养杜仲愈伤组织18 d,与绿原酸合成相关的3种酶基因上调表达,它们分别为苯丙氨酸解氨酶(EC 4.3.1.24,phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、肉桂酸-4-羟基化酶(EC 1.14.13.11,trans-cinnamate 4-monooxygenase,C4H)、奎宁酸羟基肉桂酰转移酶(EC 2.3.1.133,Shikimate o-hydroxyl-cinnamoyltransferase,HCT).由此推断,白光能促进杜仲愈伤组织中绿原酸的积累.研究结果为获取高产绿原酸资源和杜仲遗传分析提供有价值的资料.

传统清香型白酒发酵过程中细菌群落结构及其动态演替

利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对传统清香型白酒大楂和二楂发酵过程中的细菌群落结构、丰度及演替规律进行研究,测序获得有效序列数分别为319 872条和269 087条,归类为15个门(厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门、浮霉菌门、绿弯菌门、疣微菌门、酸杆菌门、芽单胞菌门、衣原体门、硝化螺旋菌门、广古菌门、产金菌门、梭杆菌门、蓝细菌门,分别包含39 567,22 717个OTUs。研究表明:大楂和二楂细菌群落组成丰富,在发酵过程中细菌的种类和数量随着发酵和环境的变化而变化,主要优势菌群包括葡萄球菌属、片球菌属、乳杆菌属。它们动态变化,此消彼长,影响大楂和二楂酒的质量与风味物质的产生。

稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量分析

在简要论述稳态大视场偏振干涉成像光谱仪 (SLPIIS)的干涉成像原理的基础上 ,重点对稳态大视场偏振干涉成像光谱仪的通量进行了分析和计算 .在考虑透射比的情况下 ,推导了偏振器偏振化方向及二分之一波片的光轴取向偏离理想方向时通量随偏角的变化关系 ,给出了最大调制度情形下的通量数值 .这种稳态大视场偏振干涉成像光谱仪适用波长范围广 ,具有结构简单、超小型和大视场补偿功能 ,突出了高稳态、高通量的显著特点 ,特别适合航空、航天遥感及微弱信号探测 ,在军事。

清香型白酒酿酒大曲微生物菌群多样性解析

采用高通量测序技术对清香型堡子酒酿酒大曲样品的16S rRNA V3-V4区和ITS1-ITS2区基因序列进行测序,解析大曲微生物菌群多样性。结果表明,大曲样品中的细菌、真菌操作分类单元(OTU)数分别为124、48,细菌菌群丰富度、多样性和均匀程度较真菌高。优势细菌门(相对丰度>1%)主要有变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)等,优势细菌属(相对丰度>1%)主要有泛菌属(Pantoea)、乳杆菌属(Lactobacillus)、雀麦属(Bromus tectorum)等。绝对优势真菌门(相对丰度>90%)为子囊菌门(Ascomycota),第一优势真菌属(相对丰度>50%)为孢圆酵母属(Torulaspora)。细菌蛋白功能主要集中在氨基酸转运与代谢、转录、碳水化合物转运和代谢等;真菌共鉴定出2个营养型和2种混合营养型,以及4个单一生态功能群和9个混合生态功能群。

无线光通信网络的最优信道选择方法研究

研究光通信网络的最优信道选择方法,提升整个次用户无线光通信网络最大归一化吞吐量,降低主用户与次用户间的碰撞率。利用无线光通信网络多用户多信道感知方法感知全部占用的信道,可知延长次用户检测时间,能降低信道感知的虚警概率;以最优次用户检测时间为出发点,利用改进的匈牙利算法为每个次用户各分配一个信道,确保整个次用户无线光通信网络吞吐量最大,实现无线光通信网络的最优信道选择。实验证明:在不同平均信噪比与次用户检测时间等情况下,所研究方法可提升整个次用户无线光通信网络最大归一化吞吐量,降低主用户与次用户间的碰撞率。

传统清香型白酒发酵过程中真菌群落结构及其动态演替

通过Illumina MiSeq高通量测序技术,对传统清香型白酒大楂和二楂发酵过程中的真菌群落结构、丰度及演替规律进行研究,测序获得有效序列数分别为488956条和642670条,分别包含14230个和7303个OTU,归类为26个亚门或纲,主要为子囊菌纲、担子菌亚门、接合菌亚门和其它未分类的单元。结果表明,传统清香型白酒大楂和二楂真菌群落组成丰富,在发酵过程中真菌的种类和数量随着发酵时间的延长和环境的改变而不断变化,其中子囊菌纲的腹膜孢酵母属、酵母属、假丝酵母属、有孢汉逊酵母属和有孢圆酵母属为传统清香型白酒大楂或二楂发酵主要优势菌群。本研究为清香型白酒发酵过程中功能性微生物菌群的进一步挖掘奠定了基础。

采用高通量测序技术分析宝丰清香型白酒大曲的真菌多样性

宝丰酒是中原地区清香型白酒的代表,其酿造用曲中所含微生物种类繁多,其中真菌对酒的风格品质起着重要作用。明晰清茬曲、红心曲、后火曲中所含真菌的数量、种类,确定优势菌群,为揭示宝丰酒酿造用曲真菌群落的结构差异及酿酒功能性真菌的筛选奠定基础。从宝丰酒厂收集清茬曲、红心曲、后火曲样品,采用高通量测序技术分别对三种大曲ITS2区域进行测序,分析三种大曲物种组成和群落组成差异。三种大曲样品优势菌门均为Asccmycota(子囊菌门),清茬曲中真菌的优势菌属为Thermoascus(热子囊菌属),红心曲中真菌的优势菌属为Thermoascus(热子囊菌属)、Rasamsonia(罗山松属)、Aspergillus(曲霉属),后火曲中真菌的优势菌属为Thermoascus(热子囊菌属)、Aspergillus(曲霉属)。在真菌的多样性方面,红心曲多于后火曲,后火曲多于清茬曲。

聚焦离子束在光纤探针制备技术中的应用

本文概述了利用聚焦离子束制备用于近场光学显微镜光纤探针的方法,讨论了探针的锥型刻蚀、孔径控制和特殊结构加工等;论述了聚焦离子束的工作原理和在光纤探针高精度加工方面的优势。利用此技术制备的光纤探针的锥型和针尖孔径精确可控,并具有高光洁度,高通光效率等特点。

清香型白酒酒醅发酵菌株分离鉴定及细菌群落结构分析

采用纯培养技术对清香型白酒酒醅中的乳酸菌和芽孢杆菌进行分离鉴定,同时通过Illumina MiSeq高通量测序技术解析清香型白酒酒醅细菌群落结构。结果表明,所有酒醅样品共分离得到13株乳酸菌,分别鉴定为乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)4株、副干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasei)3株、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)3株、粪肠球菌(Enterococcus faecium)2株以及希尔氏乳杆菌(Lactobacillus hilgardii)1株。从酒醅中分离得到的17株芽孢杆菌菌株分别鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)9株、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)2株、短小芽胞杆菌(Bacillus pumilus)2株、澳洲芽孢杆菌(Bacillus australimaris)2株、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)1株以及蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)1株。Illumina MiSeq高通量测序技术结果显示,酒醅中优势菌门分别为厚壁菌门(Firmicutes)(97.96%)、放线菌门(Actinobacteria)(1.24%)和变形菌门(Proteobacteria)(0.76%);优势细菌属为乳酸杆菌属(Lactobacillus)(97.42%)、栖热嗜油菌属(Thermoleophilum)(1.22%)和假单胞菌属(Pseudomonas)(0.72%)。

基于数字化植物表型平台(D3P)的田间小麦冠层光截获算法开发

冠层光截获能力是反映作物品种间差异的重要功能性状,高通量表型冠层光截获对提高作物改良效率具有重要意义。本研究以小麦为研究目标,利用数字化植物表型平台(D3P)模拟生成了100种冠层结构不同的小麦品种在5个生育期的三维冠层场景,记录了从原始冠层结构中提取的绿色叶面积指数(GAI)、平均倾角(AIA)和散射光截获率(FIPAR_(dif))信息作为真实值,进一步利用上述三维小麦场景开展了虚拟的激光雷达(LiDAR)模拟实验,生成了对应的三维点云数据。基于模拟的点云数据提取了其高度分位数特征(H)和绿色分数特征(GF)。最后,利用人工神经网络(ANN)算法分别构建了从不同LiDAR点云特征(H、GF和H+GF)输入到FIPAR_(dif)、GAI和AIA的反演模型。结果表明,对于GAI、AIA和FIPAR_(dif),预测精度从高到低对应的点云特征输入为GF+H> H> GF。由此可见,H特征对提高目标表型特性的估算精度起到了重要作用。输入GF+H特征,在中等测量噪音(10%)情况下,FIPAR_(dif)和GAI的估算均获得了满意精度,R^2分别为0.95和0.98,而AIA的估算精度(R^2=0.20)还有待进一步提升。本研究基于D3P模拟数据开展,算法的实际表现还有待通过田间数据进一步验证。尽管如此,本研究验证了D3P协助表型算法开发的能力,展示了高通量LiDAR数据在估算田间冠层光截获和冠层结构方面的较高潜力。

清香型白酒发酵过程中微生物种群空间分布

利用高通量测序技术分析不同位置酒醅中微生物种群结构及演替规律。结果表明,清香型白酒发酵过程中优势细菌种群包括乳杆菌属、魏斯氏菌属、Kroppenstedtia、假单胞菌属、明串珠菌属、芽孢杆菌属和片球菌属,优势真菌种群包括毕赤酵母属、假丝酵母属、曲霉属、复膜酵母属和Kazachstania。发酵4~8 d时,不同位置酒醅微生物种群结构在属水平存在明显差异。同时,上层酒醅微生物种群演替速率慢于中、下层酒醅,最终造成上层酒醅乙醇产生速率低于中、下层酒醅。因此,不同位置酒醅微生物种群的监测对白酒发酵控制有重要参考价值。