基于Illumina MiSeq高通量测序的燕麦种带细菌多样性及功能分析

采用高通量测序法,分析7份来自不同地区的燕麦种带细菌群落的细菌丰度、Alpha多样性、Beta多样性和物种组成差异,并采用PICRUSt和FAPROTAX功能预测的方法分析了各种带细菌间的丰度差异。结果显示:1)7份燕麦中共获得5187个细菌可操作分类单元(OTUs),主要归属于33个门、180个目和435个属。2)基于OTUs的丰度及注释信息,7份燕麦种带细菌群落中变形菌门、绿弯菌门、酸杆菌门、放线菌门和蓝菌门为优势菌门,立克次氏体目和鞘脂单胞菌目为优势菌目,鞘氨醇单胞菌属、Solibacter和假节杆菌属为优势菌属。3) Alpha多样性和Beta多样性表明不同燕麦品种的细菌群落多样性和群落结构具有较大差异,其中LXY-5具有最大的Alpha多样性。LEFSe分析更进一步显示不同的燕麦品种生物标记的物种不同。4) PICRUSt和FAPROTAX功能预测分析表明,燕麦种带细菌群落主要有代谢、有机系统和人类疾病3个代谢通路,分属于有42个KEGG和24个COG的二级代谢途径;FAPROTAX功能注释后共获得52个生态功能。研究结果为明确燕麦种带细菌多样性及开发新型基因资源提供了理论依据。

利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析原料乳的菌群分布

为测定原料乳中的菌群分布情况,应用Illumina MiSeq高通量测序方法,主要对14个奶牛场的原料乳进行采集,通过DNA测序确定菌群的多样性及致病菌的分布情况,进行操作分类单元聚类分析、Alpha多样性分析、物种分类分析3方面的测定。结果表明不同牧场的菌群存在多样性,位于前列的分别是肠球菌属(Enterococcus)、芽孢杆菌属(Bacillus)、不动杆菌属(Acinetobacter)、乳球菌属(Lactococcus),同时表明,个别牛场原料乳中有金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和志贺菌(Shigella)的存在。

应用Illumina MiSeq高通量测序技术解析O_3-BAC饮用水处理过程细菌多样性变化

采用Illumina MiSeq高通量测序技术,对臭氧-生物活性炭水处理工艺过程各单元出水中细菌多样性及丰度进行研究,测序获得196 809条16S r DNA基因序列,归类为38个门,522个属。各样品中细菌多样性分析结果表明:在各处理单元出水中细菌群落具有高度多样性,预臭氧和臭氧氧化处理对水体中细菌多样性及丰度的影响最大,可杀灭一部分属的细菌,可合理控制臭氧浓度杀灭部分耐氯菌;絮凝沉淀和沙滤单元处理对水体中细菌多样性具有恢复效果,使水体中细菌种属进一步增多;在生物活性炭滤池处理后,细菌多样性增加,丰度分布更为均匀,对后期消毒工艺提出了更高的要求。

基于Illumina MiSeq高通量测序技术解析利川酱豆真菌多样性

该研究利用Illumina MiSeq高通量测序技术对湖北省恩施土家族苗族自治州利川市酱豆样品的真菌多样性和群落结构进行解析。结果表明,利川酱豆样品中的真菌菌群隶属于3个门、15个纲、27个目、34个科、45个属,核心真菌门为子囊菌门(Ascomycota)(96.79%)和担子菌门(Basidiomycota)(2.63%);核心真菌属为毕赤酵母属(Pichia)(37.46%)、曲霉属(Aspergillus)(29.48%)、德巴利氏酵母属(Debaryomyces)(3.92%)、假丝酵母属(Candida)(2.86%)、Starmerella(2.62%)、节担菌属(Wallemia)(2.19%)和镰刀菌属(Fusarium)(1.03%),且核心真菌之间的相关性均不显著(P>0.05)。

应用Illumina Miseq测序技术分析传统酸马奶细菌多样性

利用Illumina Miseq高通量测序并结合数理统计对传统酸马奶的细菌多样性进行分析。结果表明,其优势细菌门为厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria),两者相对丰度之和可达98%;在属水平检出78个细菌属,其主要为乳杆菌属(Lactobacillus)和链球菌属(Streptococcus),两者相对丰度可达70%~82%。此外,发现牧民手工酿造酸马奶样品的细菌多样性要显著高于农场生产样品,且两者的细菌群落结构存在明显差异。该研究全面了解传统酸马奶的细菌种群分布,为工业化生产提供理论依据及筛选潜在价值的益生菌提供数据参考。

采用Illumina MiSeq测序技术分析葡萄籽原花青素对奶牛体外瘤胃发酵产甲烷菌区系的影响

本研究旨在基于Illumina MiSeq测序技术分析葡萄籽原花青素对奶牛体外瘤胃发酵产甲烷菌区系的影响。试验分为6组,以500 g精粗比为40∶60的全混合日粮为发酵底物,分别添加0(对照)、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/kg的葡萄籽原花青素。体外发酵24 h后提取各发酵液总DNA,采用Illumina MiSeq PE300高通量测序平台进行测序。结果表明:1)与对照组相比,添加0.1、0.2 g/kg葡萄籽原花青素降低了产甲烷菌的分类操作单元(OTUs)数量,添加0.3、0.4、0.5 g/kg葡萄籽原花青素增加了产甲烷菌的OTUs数量,但差异并不显著(P>0.05);葡萄籽原花青素添加量对Chao1指数和Shannon指数均无显著影响(P>0.05),即对产甲烷菌的多样性没有显著影响。2)在门水平上,与对照组相比,添加0.3、0.4、0.5 g/kg葡萄籽原花青素显著降低了广古菌门的丰度(P<0.05)。在科水平上,与对照组相比,甲烷杆菌科的丰度随着葡萄籽原花青素添加量的增加有降低的趋势,且在添加量为0.4 g/kg时丰度显著降低(P<0.05); Methanomassiliicoccaceae的丰度随着葡萄籽原花青素添加量的增加而增加,且当添加量为0.3、0.4 g/kg时显著增加(P<0.05)。在属水平上,与对照组相比,甲烷短杆菌属的丰度随着葡萄籽原花青素添加量的增加而降低,且当添加量为0.4 g/kg时显著降低(P<0.05),当添加量为0.5 g/kg时有回升的趋势,但是仍低于对照组;甲烷杆菌属的丰度随着葡萄籽原花青素添加量的增加而降低,且当添加量为0.4、0.5 g/kg时显著降低了该属的丰度(P<0.05); Candidatus_Methanoplasma的丰度随着葡萄籽原花青素添加量的增加有上升趋势,且当添加量为0.3、0.4 g/kg时显著增加了该属的丰度(P<0.05);甲烷球形菌属的丰度随着葡萄籽原花青素添加量的增加而降低,且当添加量为0.3、0.4、0.5 g/kg时显著降低了该属的丰度(P<0.05)。由此可知,添加葡萄籽原花青素在门、科、属水平上均对奶牛体外瘤胃产甲烷菌区系有一定的影响。

基于Illumina MiSeq高通量测序技术分析贵州水豆豉中细菌多样性

以不同生产阶段的贵州水豆豉为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术,对贵州水豆豉自然发酵前后、调味后发酵3个阶段的细菌菌群结构及多样性进行研究,并对其优势菌进行分离鉴定。结果表明,3个样品共得到296063条有效数据,1124个操作分类单元。在3个样品中共注释了6个门类,21个属类。在门水平上,随着发酵时间的延长,厚壁菌门(Firmicutes)丰度不断增加,变形菌门(Proteobacteria)不断减少。在属水平上,随着发酵时间的延长,芽孢杆菌属(Bacillus)丰度不断增加。后发酵24 h后(DCFW3),由于食盐、香辛料等抑菌成分的加入,细菌种类下降。此外,通过对贵州水豆豉中优势菌的分离纯化,利用VITEK MS全自动微生物质谱从贵州水豆豉中获得4株产蛋白酶较高的菌株,分别为枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌和蜡样芽孢杆菌。该研究为贵州水豆豉标准化和安全控制提供一定的参考依据。

基于Illumina Miseq测序技术分析剁辣椒产地预加工过程中菌群变化

基于Illumina Miseq测序技术,对山东、山西的朝天椒(Capsicum annuum L.)和线椒(Capsicum frutescens L.)产地加工过程中细菌16S rDNA和真菌ITS进行测序,解析其细菌及真菌群落结构多样性变化,并探讨不同产地加工工艺的合理性和科学性。结果表明:两种辣椒产地原料上附着的细菌和真菌菌群差异显著,经盐渍加工后,两种辣椒中细菌菌群仍存在显著差异(P<0.05),而真菌菌群差异性则随着加工的进行逐步减小。根据可培养微生物计数结果发现,经两次清洗后,线椒样品中可培养细菌和真菌数量分别增至2.6×10^(6)和1.6×10^(6) CFU/g,而朝天椒的可培养细菌和真菌数量分别降至9.0×10^(4)和6.6×10^(3) CFU/g,说明相同设备用于清洗线椒时的适用性低,导致清洗过程中微生物积累。拌盐后的朝天椒和线椒样品中,可培养细菌和真菌数量降至10^(2)~10^(4) CFU/g。该研究揭示了盐渍辣椒加工中微生物的群落结构和多样性变化规律,为提升产地加工水平、设备优化及品质安全与控制提供科学依据。

基于Illumina MiSeq测序技术分析大鲵肉冷藏过程中微生物菌群演替规律

为探究大鲵肉冷藏过程中菌相组成及特定腐败微生物,对托盘包装大鲵肉不同冷藏时间(4℃,0、2、4、6、8 d)的挥发性盐基氮和菌落总数进行评价,在此基础上采用Illumina MiSeq测序技术探究其微生物菌群变化与多样性。结果表明,大鲵肉在冷藏过程中菌落总数和挥发性盐基氮呈上升趋势,分别在第6天和第8天超标。高通量测序结果显示,大鲵肉中微生物丰度随着冷藏时间的延长呈降低趋势。在门水平上进行群落组成分析,细菌的优势菌门从冷藏前期(0、2 d)的拟杆菌门、厚壁菌门逐渐转变为中(4 d)、后期(6、8 d)的变形菌门。在属水平上细菌的优势菌属从冷藏前期主要的拟杆菌属、Faecalibacterium逐渐转变为中、后期的假单胞菌属、气单胞菌属、Hafnia-Obesumbacterium、沙雷氏菌属。主坐标分析显示0-2、4、6、8 d之间微生物菌群差异较大,2个主坐标叠加解释度达80.92%;LEfSe分析表明,引起大鲵肉各冷藏期差异显著的菌门主要为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门、纤维杆菌门、厚壁菌门,菌属主要为假黄单胞菌属、Bauldia、沙雷氏菌属、不动杆菌属、气单胞菌属、假单胞菌属、ambiguous_taxa、Hafnia-Obesumbacterium、Rikenellaceae_RC9_gut_group、Prevotella_9、拟杆菌属、纤维杆菌属、毛螺菌属、Faecalibacterium、Clostridium_sensu_stricto_1。进化分析表明大鲵肉冷藏过程中微生物菌群演替与冷藏时间具有较强相关性。综合分析,引起冷藏期间大鲵肉腐败变质的微生物主要为假单胞菌属、气单胞菌属、Hafnia-Obesumbacterium和沙雷氏菌属。该研究为今后大鲵肉冷藏过程中靶向抑菌及货架期延长提供了参考。

基于DGGE和Illumina MiSeq技术解析恩施地区米酒细菌多样性

以10个恩施地区米酒为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳(denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)与MiSeq高通量技术对其细菌多样性进行了评价。DGGE结果表明,恩施地区米酒中的细菌主要为Weissella、Enterococcus、Pediococcus、Kosakonia和Lactobacillus。MiSeq高通量测序结果表明,米酒中的细菌属主要为隶属于Firmicutes的Pediococcus、Enterococcus、Weissella,以及隶属于Proteobacteria的Kosakonia和隶属于Bacteroidetes的Prevotella,其平均相对含量分别为58.03%、10.72%、8.24%、3.34%和2.01%。在分类操作单元(operational taxonomic units,OTU)水平上,发现了6个核心OTU,其中OTU5646(隶属于Pediococcus)的平均含量为54.74%。采用传统纯培养技术共分离出17株乳酸菌,其中11株鉴定为Pediococcus pentosaceus。由此可见,Pediococcus为恩施地区米酒样品中的优势细菌。

应用Illumina MiSeq高通量测序技术解析梅干菜中细菌多样性

采用Illumina Mi Seq高通量测序技术对恩施地区梅干菜中细菌多样性进行解析,同时使用传统纯培养技术对乳酸菌进行分离鉴定。结果表明,恩施地区梅干菜中含量最高的优势细菌门为硬壁菌门(Firmicutes),其平均相对含量高达60.70%。优势细菌属为乳酸杆菌属(Lactobacillus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、魏斯氏菌属(Weissella)、鞘脂单胞菌属(Sphingomonas)、嗜冷杆菌属(Psychrobacter)、四联球菌属(Tetragenococcus)和棒状杆菌属(Corynebacterium),其平均相对含量分别为60.50%、8.69%、2.86%、1.73%、1.28%、1.07%、1.03%、1.00%。采用传统培养方法从梅干菜分离出5种共12株乳酸菌,经分子生物学鉴定分别为植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis),副干酪乳杆菌副干酪亚种(Lactobacillus paracasei subsp. paracasei)、食品乳杆菌(Lactobacillus alimentarius)和融合魏斯氏菌(Weissella confusa)。恩施地区梅干菜中的细菌主要以乳酸菌为主,且乳酸杆菌多样性较高。

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。

Illumina MiSeq高通量测序技术研究原料乳冷藏过程中微生物群落演替规律

为探究原料乳在4℃冷藏过程中细菌群落及其演替规律,采用Illumina MiSeq高通量测序技术对乳罐中原料乳的细菌16S rDNA V4-V5区测序,对冷藏不同时间的细菌群落进行表征。结果表明,原料乳中的菌群随冷藏时间的变化而变化。整个冷藏期内,各样本共有OTU数29个,其中冷藏初期样本的特有OUT个数最多,为157个。原料乳中主要的优势菌属为不动杆菌属、乳球菌属、黄杆菌属和假单胞菌属,且各菌属丰度随冷藏时间的变化而变化。冷藏初期不动杆菌属占优,为81.69%,波动后在冷藏末期降至37.02%。乳球菌属从冷藏初期的1.45%(A1),升至冷藏末期的53.34%(A7),为优势菌属。本研究结果为原料乳的冷藏提供基础数据。

Illumina MiSeq高通量测序分析不同品种桑树内生细菌多样性

为了分析不同抗病性桑树品种内生细菌多样性,利用基于Illumina MiSeq的高通量测序技术,从桑椹菌核病不同抗性品种(抗性品种:长果桑与川桑7637;易感品种:新伦教与红果2号)中共获得有效序列92282条,将高于97%相似度的划分为一个操作分类单元(OTU),优化后得到5858个OTUs。内生细菌种群分析结果表明,变形菌门(Proteobacteria,36.10%)、厚壁菌门(Firmicutes,14.51%)、酸杆菌门(Acidobacteria,13.38%)、拟杆菌门(Bacteroidetes,11.85%)以及放线菌门(Actinobacteria,6.35%)为各品种果桑的共有优势菌门,假单胞菌属(Pseudomonas,8.01%)为其共有优势菌属,但这些优势菌群在不同品种桑树中所占的比例均有差异。内生细菌多样性分析结果表明,抗性品种川桑7637的内生细菌多样性最高,长果桑次之,而易感品种新伦教与红果2号则相对较低。研究结果显示,桑树茎内具有丰富的内生细菌资源,抗性品种的内生细菌多样性高于易感品种。

基于Illumina MiSeq高通量测序技术分析5种不同臭豆腐生坯细菌多样性

该实验研究了长沙臭豆腐生坯中微生物结构,以期为臭豆腐低温保存储运过程品质保障提供依据。以5种不同厂家低温保存臭豆腐生坯(编号为YYD1、HSJD2、CGL3、PJX4、JXF5)为研究对象,利用Illumina MiSeq高通量测序技术对其细菌多样性进行分析。结果表明,5种臭豆腐生坯样品中共得到342560个有效的序列数(Tags),共注释到30个门和31个属。在门分类水平上,拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在5种不同样品中占绝对优势;在属分类水平上,普雷沃氏菌属(Prevotellaceae)在所有样品中占绝对优势。根据主成分分析(PCA)可知,样品HSJD2、PJX4和YYD1的菌群结构相似,而样品JXF5和CGL3的菌群结构具有较大的差异。

基于Illumina MiSeq高通量测序技术分析广西无盐发酵酸笋中细菌多样性

以10年老酸水泡制酸笋样品(BSFAF)、发酵6个月块状酸笋(MBSF)和丝状酸笋样品(FBSF)为研究对象,应用Illumina MiSeq高通量测序技术并通过生物信息统计与分析,探索广西无盐发酵酸笋样品中细菌菌群结构及多样性。结果表明:3组酸笋样品共得到148656个有效的序列数(Tags),聚类后总共得到1116个分类操作单元(OTUs)。根据物种注释结果,在3组酸笋样品中共注释到12个门、23个纲、37个目、98个科和190个属。在门分类水平上,3组样品中厚壁菌门(Firmicutes)占绝对优势,其次是变形杆菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria);在属分类水平上,乳杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)和魏斯氏菌属(Weissella)是3组样品中的优势菌属。其中,丝状酸笋(FBSF)组的香农(Shannon)、辛普森(Simpson)及ACE指数均显著高于其他两组,且乳杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)和魏斯氏菌属(Weissella)的平均相对丰度总和最高,可达99.8%。因此,以泉水泡制发酵丝状竹笋生产酸笋可能更佳。

基于Illumina MiSeq高通量测序技术解析四川麸醋发酵过程中微生物菌群结构

以四川麸醋为研究对象,采用高通量测序技术分析四川麸醋发酵过程中微生物群落结构变化和演替规律。结果表明:细菌菌群和真菌菌群丰度指数均在发酵第1天时最大,而细菌菌群和真菌菌群多样性指数最大值分别在发酵第1天和第23天。在门水平上对醋醅中细菌菌群结构和真菌菌群结构进行分析,发现细菌的优势菌门是厚壁菌门,而真菌的优势菌门是子囊菌门。在种水平上对醋醅中细菌菌群结构和真菌菌群结构进行分析,发现细菌的优势菌种是耐酸乳杆菌和巴氏醋杆菌,分别在发酵第7天和第25天时达到最大占比54.47%和84.54%,而真菌的优势菌种是酿酒酵母,在发酵第5天时达到最大占比97.94%。此外,还在醋醅中检测出曲霉属、链格孢属等。通过对四川麸醋发酵过程中微生物群落结构变化演替规律的研究,以期能锚定优势菌种,通过调控发酵环境的微生态结构来提高麸醋的质量。

Illumina MiSeq高通量测序分析红谷黄酒酒曲微生物菌群多样性

采用南阳红谷黄酒酒曲为研究对象,利用高通量测序方法对红曲、大曲、小曲的微生物菌群多样性进行分析。结果表明,大曲的微生物菌群多样性最高,红曲的最低,且两者间的微生物群落结构差异最大。红曲中优势细菌属为伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、醋酸杆菌属(Acetobacter)、芽孢杆菌属(Bacillus)、乳酸杆菌属(Lactobacillus)等,优势真菌种为紫红曲霉(Monascus purpureus)、黑曲霉(Aspergillus niger)等;大曲中优势细菌属为克罗彭斯特菌属(Kroppenstedtia)、芽孢杆菌属、魏斯氏菌属(Weissella)、葡萄球菌属(Staphylococcus)等,优势真菌种为嗜热子囊菌(Thermoascus aurantiacus)、黄曲霉(Aspergillus flavus)、疏绵状嗜热丝孢菌(Thermomyces lanuginosus)等;小曲中优势细菌属为魏斯氏菌属、乳球菌属(Lactococcus)、假单胞菌属(Pseudomonas)等,优势真菌种为少根根霉菌(Rhizopus arhizus)、热带假丝酵母(Candida tropicalis)、异常威克汉姆酵母(Wickerhamomyces anomalus)等。

利用Illumina Miseq测序技术分析浏阳霉豆腐制作过程中微生物变化

浏阳霉豆腐是湖南的一种地方特色发酵豆腐制品,具有细菌自然发酵为主、周期短、易控制的特点。该文对采取结合常规方法和Illumina Miseq测序技术对豆腐、发酵24 h、发酵48 h、酒水浸泡、豆腐拌料后半成品5个步骤的微生物群落变化进行了分析,研究发现,豆腐细菌数量均在10^(7) CFU/g以上,发酵48 h数量在10^(9) CFU/g以上,5个阶段共有的可操作分类单元(operational taxonomic units,OTU)数量为113个,不同阶段OTU数具有较大差异,微生物种类及多样性在发酵48 h达到最高值,变形菌门(Proteobacteria)和厚壁菌门(Firmicutes)在样品中占绝对优势,确定的微生物属主要以泛菌属(Pantoea)、肠杆菌属(Enterobacter)、明串珠菌属(Leuconostoc)、假单胞菌属(Pseudomonas)为优势菌属。不同阶段微生物结构在消长变化,这可为传统产业发展提供科学基础。

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析堇叶碎米荠根际土壤微生物多样性

以生长野生堇叶碎米荠(Cardamine violifolia O.E Schulz)的3个地区(湖北省恩施市双河镇、湖北省宜昌市五峰县、湖南省常德市石门县)的9个根际土壤样品为材料,应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析其微生物群落的多样性。结果显示,来自恩施市双河镇土样S1与来自宜昌市五峰县土样S2微生物类群的一致性最高,差异较小,S1与来自常德市石门县土样S3、S2与S3土样微生物类群一致性较低。多样性指数和稀释性曲线分析得出,在9个土壤样品中,来自恩施市双河镇土样的S1.2号Shannon指数最大,Simpson指数最小;来自常德市石门县土样的S3.2号Shannon指数最小,Simpson指数最大,说明恩施市双河镇土样的群落多样性最高,常德市石门县土样的群落多样性最低。3个地区土样中占优势的菌门均为变形菌门(Proteobacteria);共有的菌门有泉古菌门(Crenarchaeota)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、衣原体门(Chlamydiae)、绿弯菌门(Chloroflexi)、厚壁菌门(Firmicutes)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)、硝化螺旋菌门(Nitrospirae)、OD1、浮霉菌门(Planctomycetes)、变形菌门、疣微菌门(Verrucomicrobia)和WS3。