中国传统发酵蔬菜中微生物多样性及其对品质形成影响研究进展

中国传统发酵蔬菜是以新鲜蔬菜为原料,通过微生物代谢和一系列化学反应而制成的发酵制品。在发酵过程中,微生物群落结构复杂,不同阶段的优势微生物发挥的作用不同,对发酵蔬菜品质、风味及安全性都有很大的影响。基于此,本文综述了中国传统发酵蔬菜中微生物多样性对发酵蔬菜品质、风味及安全性的影响,以及影响微生物多样性的非生物因素,旨在为提升发酵蔬菜品质及安全性提供理论依据。

增施微生物肥对设施黄瓜土壤微生物多样性的影响

【目的】研究增施微生物肥对土壤微生物群落结构和功能的影响,为设施蔬菜栽培过程中微生物肥的使用、土壤改良及提高蔬菜产量提供理论基础。【方法】选择蔬菜为黄瓜,以土壤微生物为研究对象,以不施用微生物肥土壤为对照,采用16S rRNA和真菌ITS区测序,分析微生物肥对土壤微生物群落结构和功能的影响。【结果】增施微生物肥可增加拟杆菌门、绿弯菌门和厚壁菌门的细菌丰度和担子菌门的真菌丰度,降低子囊菌门和被孢霉门的真菌丰度;增加土壤中微生物的均匀度和细菌的多样性,降低真菌多样性;通过增加有益细菌的含量、减少病源真菌、丰富种群,有效改善土壤微生物群落功能,微生物群落的代谢功能强于对照土壤。【结论】施用微生物肥料可以改善土壤营养环境,为土壤微生物的生命活动提供充足的养分和能源,从而促进微生物生长繁殖,丰富种群,有效改善土壤微生物群落功能。

基于高通量测序技术分析蒙古族传统奶酪微生物菌群多样性

以内蒙古牧区蒙古族传统木桶自然发酵生产奶酪为研究对象,采用Illumina Mi Seq高通量测序技术分析发酵凝乳及不同成熟阶段奶酪样品的微生物菌群多样性。结果表明,发酵凝乳中细菌菌群多样性最高,奶酪成熟10 d时细菌菌群丰富度及真菌菌群多样性最高,成熟30 d时真菌菌群丰富度最高。发酵凝乳及奶酪成熟过程中优势细菌属(平均相对丰度>1%)为乳球菌属(Lactococcus)、乳杆菌属(Lactobacillus)、醋酸杆菌属(Acetobacter)、拉乌尔菌属(Raoultella)、葡萄糖杆菌属(Gluconobacter)、链球菌属(Streptococcus);优势真菌属为地霉属(Geotrichum)、伊萨酵母属(Issatchenkia)、克鲁维酵母属(Kluyveromyces)、未分类双足囊菌科(unclassified_f_Dipodascaceae)、毕赤酵母属(Pichia)、孢圆酵母属(Torulaspora)、德克酵母属(Dekkera)。主坐标分析(PCoA)结果表明,发酵凝乳和奶酪成熟0 d时细菌群落结构差异较大,真菌群落结构较为相似;奶酪成熟10 d、20 d和30 d时细菌群落结构较为相似,真菌群落结构差异较大。综上,奶酪成熟过程中微生物丰富,且成熟过程对微生物群落结构具有明显影响。

不同间作模式对胶园土壤微生物功能多样性的影响

【目的】研究不同间作模式对胶园土壤微生物群落功能多样性的影响,为今后橡胶林下间作模式优化和间作栽培管理提供科学依据。【方法】运用Biolog⁃ECO技术研究土壤微生物代谢功能特征,分析不同间作胶园土壤微生物碳源代谢活性和多样性的差异。【结果】土壤微生物对碳源利用在培养216 h时达到稳定,不同处理的平均吸光值AWCD依次为橡胶/王草间作>橡胶/咖啡间作>橡胶/益智间作>纯林胶园。间作模式不仅增加了土壤微生物利用的碳源种类,还增强了碳源代谢活性,橡胶/王草间作土壤微生物对碳水化合物类、氨基酸类、酚酸类、羧酸类、多聚物类的代谢能力较强,橡胶/咖啡间作土壤微生物对胺类的代谢能力较强。主成分分析表明,间作胶园与纯林胶园之间土壤微生物碳源利用特征差异显著,橡胶/王草与橡胶/咖啡、橡胶/益智间作之间差异显著,橡胶/咖啡与橡胶/益智间作二者之间无显著差异。不同间作模式提高了胶园土壤微生物多样性指数,各处理之间的AWCD值和McIntosh指数差异显著,Shannon指数、Simpson指数无显著差异。相关性分析表明,胶园土壤微生物碳源代谢功能与土壤环境因子密切相关,土壤含水量、pH、有机质是影响胶园土壤碳源代谢差异的主要因子。【结论】橡胶林下间作王草、益智和咖啡作物有利于改善土壤生态环境,促进土壤碳源利用,提高土壤微生物群落功能多样性。

生草对山核桃林地土壤微生物群落结构和多样性的影响

山核桃林下设置3种人工生草(油菜、绵枣儿、野豌豆)及清耕(对照)4个处理,种植4年后,采用高通量测序技术分析各处理土壤微生物群落结构及多样性,研究不同处理微生物与环境因子关联性。结果表明:山核桃林下不同生草处理占优势地位的土壤细菌群落为酸杆菌门和变形菌门,油菜处理上层(0~10 cm)土壤较下层(20~40 cm)变形菌门的相对丰度提高71.41%;各生草处理占优势地位的真菌群落为子囊菌门、担子菌门和球囊菌门,上层(0~10 cm)土壤球囊菌门相对丰度较对照分别提高202.81%、193.90%、65.04%,各生草处理上层土壤细菌群落物种组成均匀度较高且物种丰富,油菜处理上层土壤Chao1、Shannon、Ace指数显著高于其他生草处理。土壤真菌群落的多样性指数各处理间均未达到显著性差异。树状聚类图显示,不同生草处理对土壤的细菌、真菌群落均具有显著的影响。基于门水平下土壤群落结构和环境因子的典范对应分析(CCA)可知,细菌群落结构与pH、全磷、有效磷呈极显著正相关,与有机质呈显著正相关;真菌群落结构与pH呈极显著正相关,与全磷、有效磷、过氧化氢酶呈显著正相关。这说明不同生草处理对山核桃林地土壤微生物影响较大,选择适宜的生草种类可改善土壤微生物群落结构,提高细菌群落物种组成均匀度及丰富度,其中油菜综合效果最好。

苯醚甲环唑胁迫下农田土壤微生物群落和多样性分析

为研究三唑类杀菌剂苯醚甲环唑(dif)施用后土壤中微生物群落结构的响应变化,通过模拟生产中的施用剂量,监测35 d后土壤的理化性质并利用高通量测序技术分析土壤中细菌和真菌的群落组成变化,通过db-RDA分析建立环境因子与微生物群落响应关系。研究结果显示,随着dif施用浓度的增加,土壤中有机质(SOM)、总氮(TN)、碱解氮(AN)均有所提高,有效磷(AP)呈下降趋势,Alpha多样性指数中细菌Chao1、ACE和Shannon指数均低于未处理土壤,真菌Shannon指数高于未处理土壤;所有样本中细菌共检出31门、91纲、206目、315科、553属,真菌共检测出11门、34纲、79目、174科、370属;苯醚甲环唑施用浓度为50 mg/kg时,土壤细菌中变形菌门和拟杆菌门的相对丰度分别提高了14.2%和1.81%,酸杆菌门和绿弯菌门相对丰度分别降低了8.28%和3.44%,绝对优势菌属节杆菌属相对丰度下降7.85%,真菌中赤霉属和被孢霉属逐渐成为优势菌群;细菌的优势菌群中变形菌门与TN呈显著正相关,真菌优势菌门中子囊菌门与AN、TN和dif呈显著正相关,被孢霉门与SOM呈显著负相关;TN和AN对细菌的Shannon指数影响较大。以上说明,高浓度苯醚甲环唑的施用对土壤的理化性质以及微生物的丰富度和群落结构均产生了影响。

不同生产状态下佛手山药土壤微生物群落多样性分析

佛手山药是湖北省“农产品地理标志产品”。大田种植佛手山药有多种生产方式。为了探讨不同生产状态下佛手山药土壤微生物群落结构,进行取样分析。以湖北省武穴市佛手山药主产区佛手山药的土壤样品为研究材料,样品取自于4种不同的自然生产状态(1、施2%阿维菌素连作1年地;2、施2%阿维菌素连作2年地;3、未施2%阿维菌素非连作地;4、未施2%阿维菌素连作2年地)。采取5点取样法分别采集5~10 cm、10~20 cm、20~30 cm深度土壤层土壤,每深度土壤层重复取样3次,并提取土壤基因组DNA;采用细菌16S RNA和真菌ITS技术进行高质量测序。序列数据分析结果表明共获得2539748条真菌ITS有效序列和1964285条细菌16S有效序列。门分类水平上确认了12个真菌分类单元和50个细菌分类单元,属水平共鉴定到193个真菌物种和1023个细菌物种,显示佛手山药根际土壤在不同生产状态下细菌群落组成的差异性相比真菌群落更为明显,连作对真菌群落结构的影响可能超过了施药处理,土壤深度对细菌群落结构的影响可能更为显著。佛手山药土壤真菌和细菌群落结构特征提示在不同自然生长状态和不同生长深度的土壤中,真菌和细菌群落在门和属水平均呈现多样性,佛手山药大田连作种植易增加根部病害发生的风险。

基于高通量测序分析拉萨大黄根部内生菌及根际土壤微生物多样性研究

以拉萨大黄根部内生菌和根际土壤微生物为研究对象,采用高通量测序技术对其测序并运用生物信息学和统计学方法进行分析,以探究拉萨大黄根部内生菌及根际土壤微生物多样性。结果表明,经过聚类注释后拉萨大黄根及根际土壤中真菌共有90个OTU(OperationalTaxonomicUnit,OTU),特有OTU分别为452个和635个;根及根际土壤中细菌共有622个OTU,特有OTU分别为982个和5618个。α多样性分析显示,与根部内生细菌相比拉萨大黄根际土壤细菌估计物种数量大,物种丰富度和均匀度高(P<0.05);拉萨大黄根际土壤真菌比根部内生真菌的物种总数更多,但根际土壤真菌和根部内生真菌的群落多样性无明显差异(P>0.05)。基于β多样性分析得到拉萨大黄根部内生菌与根际土壤微生物的菌群结构存在显著差异(P<0.05、q<0.05)。从群落组成来看,在门水平上,真菌群落中拉萨大黄根及根际土壤的优势菌门为子囊菌门(Ascomycota),细菌群落中根部内生细菌相对丰度最高的为拟杆菌门(Bacteroid-ota),相对丰度为75.44%,在根际土壤中优势门为变形菌门(Proteobacteria),相对丰度为44.36%;在属水平上,真菌群落中根部可被分类的相对丰度最高的属为青霉属(Penicillium),相对丰度为21.8%,根际土壤中可分类的相对丰度最高的为截盘多毛孢属(Truncatella),相对丰度为26.16%。细菌群落中根部可被分类出来的相对丰度最高的为JC017,相对丰度为73.44%,根际土壤中可被分类的相对丰度最高的为Ba-cillus_BD,相对丰度为6.7%。

微生物发酵饲料对断奶仔猪生长性能和肠道微生物多样性的影响

试验旨在研究断奶仔猪饲粮中添加微生物发酵饲料对其生长性能及肠道菌群结构的影响。选择体重相近同批次的60头杜长大三元断奶仔猪,随机分为试验组和对照组,每组3个重复,每个重复10头。对照组饲喂基础日粮,试验组添加20%的发酵饲料替代基础日粮,试验期35d。试验结果表明,试验组相比对照组平均日增重提高8.28%,平均日采食量提高2.8%,料肉比降低5.09%,试验组的腹泻率显著低于对照组(P<0.05);试验组的α多样性优于对照组,β多样性分析发现发酵饲料的饲喂较大地影响了猪肠道菌群组成和结构,物种丰度分析结果显示饲喂发酵饲料增加了仔猪肠道厚壁菌门相对丰度。

基于16S rRNA测序的观赏桃根系微生物多样性研究

观赏桃作为重要的园艺植物,其根际微生物群落对其生长和健康具有重要影响。本研究通过16S rRNA测序技术,分析了不同观赏桃品种根际微生物群落的多样性和结构特征,旨在揭示其微生物群落的差异性和互作关系。研究发现,不同观赏桃品种的Shannon多样性指数存在显著差异,“紫叶垂枝”(ZYCZ)显示出最高的多样性,而“中二乔”(ZEQ)和“烟云”(YY)等品种的多样性较低。此外,“紫叶垂枝”(ZYCZ)在特定分类群中的相对丰度较高,表现出明显的优势地位。研究还揭示了根际微生物群落之间的显著互作关系,如变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)之间的正相关关系,以及有益微生物与病原菌之间的负相关关系。本研究为观赏桃根际微生物群落的多样性和互作关系提供了新的见解,有助于优化观赏桃的种植和管理策略。未来将进一步研究微生物群落在根际环境中的具体功能、微生物-植物互作机制、环境因素的影响以及群落的长期动态变化,旨在提升观赏植物的健康生长和农业生产的可持续性。

传统发酵食品中基于微生物多样性的生物胺形成研究进展

传统发酵食品中微生物群落复杂,代谢途径多样,其中具有脱羧酶活性的微生物可代谢游离氨基酸形成潜在的危害因子—生物胺(biogenic amines,BAs)。BAs是一类具有生理活性的低分子碱性含氮化合物,主要由氨基酸脱羧酶脱羧产生。BAs根据其含氨量可分为单胺、二胺和多胺,根据其化学结构又可分为脂肪类胺、芳香类胺和杂环类胺,其主要形成途径包括微生物脱羧作用以及醛、酮氨基化和转胺作用。传统发酵食品中含有脱羧酶活性的乳酸菌、假单胞菌和肠杆菌等微生物是主要产胺菌。少量的BAs可以调节人体正常生理功能,但摄入过多则会导致中毒,甚至死亡。因此,传统发酵食品中的BAs问题一直备受关注。解析微生物多样性与BAs形成之间的关系,有利于探明发酵食品中BAs形成途径和机制,可以有效控制BAs的产生与积累,以期为提高传统发酵食品安全性及品质提供参考,保证食品安全。本文重点综述了发酵蔬菜、发酵豆制品、发酵乳制品、发酵肉制品以及发酵水产品等传统发酵食品中微生物多样性与BAs形成之间的相关性,明确了各种发酵食品中的主要产胺菌株,解析BAs形成机制,以期为提高传统发酵食品安全性及品质提供参考。

添加小米对老面发酵小麦面团的微生物多样性及馒头品质的影响

为了研究微生物生长代谢对老面馒头质地和品质的影响,采用高通量测序技术比较老面发酵小麦(SW)/小麦-小米(SM)面团中的微生物组成及其代谢功能差异,并对小麦/小麦-小米馒头的物理特性及其与微生物的相关性进行分析。结果表明,2组样品的微生物多样性和丰富度虽存在一定差异,但差异不大。SM中细菌和真菌群落的多样性较低。真菌较细菌的丰富度高,而多样性较低。2组微生物菌群组成相似,细菌的优势菌属为乳酸杆菌属和片球菌属,优势菌种为面包乳杆菌和发酵乳杆菌,在SW和SM中均差异显著(P<0.05)。真菌的绝对优势菌属为酵母属,由酿酒酵母组成。KEGG分析显示,次生代谢产物生物合成和氨基酸代谢是SM中代谢旺盛的通路,而碳水化合物、脂质、维生素和核苷酸代谢在SW中显著上调(P<0.05)。老面发酵对不同种类馒头的品质和质地特性产生了影响,相比于小麦馒头,小麦-小米馒头硬度、比容、咀嚼性较高,而弹性、内聚性较低。乳酸菌可以改善馒头的质地特性,这取决于菌属种类,低丰度菌属与弹性呈显著正相关关系(P<0.05)。研究结果为探明微生物组成与老面馒头物理特性的形成机制提供了理论依据,并为筛选、改善品质的潜在微生物提供了参考。

紫花苜蓿根际微生物多样性研究

为了获得耐盐碱微生物,以紫花苜蓿根际土壤和根瘤为研究对象,采用高通量测序法,对其根际土壤和根瘤微生物多样性进行检测,以常年没有种植植物的土壤微生物多样性作对照,分别从门水平上、Alpha多样性指数、Beta多样性指数和关键物种差异4个方面进行了比较分析,并对相关门属种的功能进行了简单的陈述。试验结果表明:根际土壤微生物的优势菌群为变形菌门、酸杆菌门、放线菌门和拟杆菌门,空白土壤微生物的优势菌群为变形菌门和酸杆菌门,根瘤中微生物的优势菌群为变形菌门和蓝细菌门。根瘤中微生物群落结构与根际土壤中和空白土壤存在明显差异,微生物多样性显著不同于土壤样品,紫花苜蓿根瘤中细菌和古菌的生物多样性较低。根际土壤和空白土壤中微生物群落结构相似,微生物多样性之间存在差异。紫花苜蓿根际土壤中细菌和古菌的生物多样性较高,由关键物种差异比较分析,紫花苜蓿根际土壤和紫花苜蓿根瘤中含有更多的有利于培肥固土,促进植物生长的耐盐碱微生物,因此,紫花苜蓿根际土壤和根瘤具有开发耐盐碱微生物的潜力。

不同种类和裂解温度生物质炭添加对稻田土壤微生物多样性和群落结构的影响

为探讨制备生物质炭的原材料和裂解温度对土壤微生物的影响,采用露天盆栽培养试验,分别将350、550、750℃裂解温度制成的玉米秸秆和水稻秸秆生物质炭添加到稻田土壤中培养60和360d,采用IlluminaNovaseq技术分析了其对稻田土壤细菌和真菌多样性和群落结构及差异微生物的影响。结果表明:添加两种生物质炭培养360d均使稻田土壤细菌丰富度、多样性提高,其中水稻秸秆生物质炭提高最为明显;土壤中细菌优势类群为浮霉菌门(Planctomycetes)、绿弯菌门(Chloroflexi)和放线菌门(Actinobacteria)。土壤中真菌群落随着添加生物质炭培养时间的延长,其丰富度和多样性表现为先降低后升高的趋势;土壤中优势真菌类群为子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota);真菌科水平物种丰度更加均匀,土壤中普遍检测出壶菌门(Chytridiomycota)和毛霉门(Mucoromycota)。培养60 d时,添加550℃裂解温度玉米秸秆生物质炭处理提高细菌和真菌丰富度和多样性的效果最好,不同裂解温度水稻秸秆生物质炭添加导致真菌群落存在不同的优势门类,改变了土壤微生物群落结构。综上,在稻田土壤中,与玉米秸秆生物质炭相比,水稻秸秆生物质炭施加360d后提高土壤微生物多样性效果更好。生物质炭原材料种类是影响土壤微生物多样性的重要因素,裂解温度能够影响微生物的群落结构,尤其是水稻秸秆生物质炭裂解温度对真菌群落结构的影响。

不同种植模式对栝楼根际土壤微生物群落多样性的影响

【目的】分析不同种植模式对栝楼根际土壤理化性质和土壤微生物群落多样性的影响,为探索合理有效的栝楼连作障碍消减策略提供理论依据。【方法】设连作(对照)、连作—翻耕—种植新苗和栝楼—水稻轮作3种种植模式,测定不同种植模式下栝楼根际土壤理化性质及土壤微生物群落结构和多样性并对比其差异,采用典型相关分析探明土壤理化性质与微生物群落结构的相关性。【结果】栝楼—水稻轮作和连作—翻耕—种植新苗2种模式下,栝楼根际土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮和速效磷含量显著高于对照(P<0.05,下同)。高通量测序结果表明,连作—翻耕—种植新苗模式能显著增加栝楼根际土壤细菌群落多样性和丰度,但真菌群落丰度和多样性与对照无显著差异(P>0.05),栝楼主要致病相关真菌属[壳多孢菌属(Stagonosporopsis)和炭疽菌属(Colletotrichum)]的相对丰度仍保持在较高水平;栝楼—水稻轮作模式可显著降低土壤真菌群落丰度和多样性,降低壳多孢菌属和炭疽菌属等有害真菌属相对丰度。典型相关分析结果表明,不同种植模式下土壤微生物群落存在明显差异,土壤有机碳含量、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效钾和速效磷含量能显著影响栝楼根际土壤细菌和真菌物种分布。【结论】栝楼—水稻轮作能提高土壤质量,降低土壤真菌群落丰度和多样性,降低有害真菌属相对丰度,该种植模式对栝楼连作障碍的缓解效果优于连作—翻耕—种植新苗模式。

混合菌剂对葡萄白粉病发生及叶际微生物多样性的影响

为明确常见杀菌剂及生防菌剂处理对葡萄白粉病发生及葡萄叶际微生物多样性的影响,进一步预测叶际微生物功能,采用随机取样法调查田间葡萄白粉病害,以Illumina高通量测序技术结合生物信息学分析了混合杀菌剂及生防菌剂处理的葡萄叶际微生物群落多样性差异,并结合PICRUSt2对微生物功能进行预测。结果表明,施用混合菌剂能显著降低白粉病的发生;混合菌剂处理后叶际细菌群落Chao1指数及Shannon指数分别下降了50.78%、48.57%;叶际真菌群落Chao1指数降低42.80%,Shannon指数增加了0.07。在门水平上,药剂处理后的优势细菌门为Firmicutes、Actinobacteriota,优势真菌门为Ascomycota和Basidiomycota;在属水平上,药剂处理后,相对丰度显著增加的细菌有Bacillus,真菌有Erysiphe和Aspergillus。葡萄叶际微生物群落功能预测,共评估了489条MetaCyc途径,以P<0.05、倍数变化FC>3进行筛选,共得到49条相关途径,其中有2条途径显著上调,47条显著下调,下调途径主要与葡萄核酸代谢、光呼吸、叶绿素、维生素合成等功能有关。

根系微生物多样性的研究进展

根系微生物参与土壤生态功能、环境功能和植物免疫功能,是维持植物健康的核心与关键。了解不同微生物的调控机制对有效利用微生物来维持作物健康生长至关重要。植物根系、土壤及微生物构成了一个动态稳定的生态系统,它们相互影响,相互制约。植物根系通过分泌物来选择富集偏好微生物,反过来在植物生长发育过程中土壤微生物也发挥着重要作用,比如利用微生物的抗干旱、解磷、增强植物抵御病原菌等一系列多样性特性来促进植物生长发育。文章主要从根系微生物对魔芋套作的多种特性影响综述了微生物在植物生长发育过程中的作用,为作物设计育种提供重要的理论依据。

新疆叶城两种主栽红枣土壤养分、微生物多样性与营养品质的比较分析

比较新疆叶城两种主栽红枣—骏枣与灰枣的土壤养分、微生物多样性和枣营养品质之间的差异,分析土壤养分、微生物与枣营养品质之间的相关性,从土壤养分、微生物角度研究枣营养品质的影响因素。通过化学分析法测定叶城骏枣与灰枣土壤养分、枣营养品质指标,高通量测序分析土壤微生物多样性,将土壤养分和微生物优势门属微生物进行冗余分析,研究枣营养品质指标与土壤养分、微生物功能类群的相关性。结果显示,新疆叶城两种主栽红枣土壤的全氮、速效氮、有机质含量显著不同;细菌群落变化的主要原因是土壤TN(全氮)值,真菌群落变化的主要原因是土壤AN(速效氮)值。两种主栽红枣土壤微生物多样性显示,骏枣土壤微生物在细菌水平上具有更高的物种丰富性和多样性,薄壁杆菌属(Gracilibacillus)、芽胞杆菌目(Bacillales)等溶磷微生物、固氮微生物等功能土壤微生物相对丰度和占比较高,差异显著;枣营养品质,尤其是不可溶膳食纤维、Fe、K、Zn的含量差异明显。而不可溶膳食纤维、K、蔗糖含量与TP(全磷)、OM(有机质)存在显著负相关;Fe、Zn含量与薄壁杆菌属、芽胞杆菌目等九类功能微生物存在显著正相关;Mg、可溶性糖、可溶性膳食纤维含量与Paenibacillaceae存在显著负相关。相关性结果表明,新疆叶城两种主栽红枣的枣营养品质与土壤养分、微生物功能类群具有密切的联系,土壤养分和微生物的共同作用也影响着枣果的营养品质。

微生物次级代谢产物多样性发掘方法

微生物次级代谢产物是微生物在生长过程中产生的非必需性代谢产物,其往往具有独特的生物活性。随着对微生物次级代谢产物多样性研究的不断深入开展,研究者逐渐发现在实验室的常规培养条件下微生物的代谢潜能不能完全被激发,从中可获得的天然产物结构类型远远少于其代谢潜能所决定的数量。近年来,随着基因组技术、分子生物学技术特别是合成生物学相关技术的发展,研究人员开发了如OSMAC、表观遗传、异源表达等多种方法,从多个角度多层次地发掘次级代谢产物多样性。这些方法有效激活潜在的生物合成基因簇、提高了微生物次级代谢产物多样性,加之与高通量筛选方法联合应用,能够显著改善了微生物活性天然产物的发现效率。本文综述了微生物次级代谢潜能的激活以及代谢产物高效筛选的方法和技术,为提高微生物次级代谢产物多样性发掘,加快先导化合物的发现提供参考。

草地贪夜蛾与黏虫肠道微生物的多样性分析

通过比较分析对食用玉米叶的草地贪夜蛾与黏虫体内肠道共生菌进行比较分析,研究玉米叶内生细菌的组成与草地贪夜蛾和黏虫肠道微生态的相互关系。选用玉米叶饲养的草地贪夜蛾和黏虫,通过16S rDNA全长扩增子测序,比较分析其肠道菌群多样性和丰富度。由α多样性研究结果可知,草地贪夜蛾和黏虫肠道菌群多样性、物种丰富度比较接近;β多样性分析结果也表明,草地贪夜蛾和黏虫肠道菌群落结构相似性较高。KEGG通路功能预测结果表明,草地贪夜蛾和黏虫肠道菌群中均以代谢功能占比最高,主要涉及糖类代谢、氨基酸代谢和能量代谢。同样取食玉米叶的草地贪夜蛾和黏虫的肠道细菌在门水平上的核心菌群相同,在属水平上的优势菌属丰度和物种多样性差异不大,群落结构相似度高,菌群功能差异不显著,其原因可能是物种遗传特点相似、取食食物和生长环境中微生物种类相同。