不同年期发酵床垫料细菌群落多样性及功能

探究不同年期发酵程度对发酵床垫料细菌群落多样性及功能的影响,探究其中的有益微生物,开发适合陕北地区的发酵床专用菌剂。以铺设1、2、3和4年的发酵床垫料为研究对象,新铺设的发酵床垫料作为对照(CK),采用MiSeq高通量测序技术分别测定不同年期发酵床垫料细菌群落16S rRNA基因V3~V4区序列并进行生物信息学分析。不同年期发酵床垫料获得V3~V4区924008条有效序列,聚成686种操作分类单元(operational taxonomic unit,OTU),分属于15个门,30个纲,55个目,65个科和224个属,其中厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为发酵床垫料的主要优势菌门,其占比为40.88%~98.40%,其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria),其占比分别为3.55%~17.54%和1.29%~3.00%。Shannon指数和Simpson指数分别在3.599~4.737和0.787~0.891之间,不同年期发酵床垫料细菌群落的丰度和多样性指数均高于对照,且随着发酵年限的增加,多样性与生长年期呈正相关,致病细菌埃希氏菌属(Escherichia)及肠杆菌属(Enterobacte)丰度和多样性指数下降趋势明显。优势细菌属数目、组成及其丰度随发酵年限的不同而有所差异。短波单胞菌属(Brevundimonas)和芽胞杆菌属(Bacillus)的总丰度最高,分别在0.06%~43.63%和0.74%~49.35%之间,且优势细菌属中存在具有有益功能性状的微生物类群。群落功能预测分析初步显示不同年期的发酵床垫料细菌群落功能有所差异,其中年限为4年的发酵床垫料微生物群落的功能信息最为丰富,主要涉及到转运蛋白及磷酸转移酶系统功能,其他年期主要体现在ABC转运蛋白、细菌分泌系统、细菌毒素类及调控系统等功能方面。不同年期发酵床垫料细菌群落组成和功能存在较大差异,且发酵年限影响了发酵床垫料细菌群落多样性、群落结构及功能,随着发酵年限的增加,有益菌属丰度增加,致病菌属丰度下降。