亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        新疆新源縣酸馬奶細(xì)菌菌群分析

        2021-06-04 14:03:06高世南徐志華雷勇輝孫燕飛
        中國釀造 2021年5期
        關(guān)鍵詞:分析

        高世南,徐志華,李 楊,雷勇輝,孫燕飛*

        (1.石河子大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,新疆 石河子 832003;2.石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院,新疆 石河子 832003)

        馬奶發(fā)酵后的酸馬奶是具有草原特色的傳統(tǒng)發(fā)酵飲品。酸馬奶又稱為馬奶酒、策勒(我國內(nèi)蒙古自治區(qū)常用)、艾日格(蒙古國常用)等,是以新鮮馬奶為原料,結(jié)合自然發(fā)酵和傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)制成的一種古老的乳酸菌保健品[1]。在新疆地區(qū)的哈薩克族和蒙古族牧民家庭中,至今還保留著制作和飲用酸馬奶的習(xí)俗[2]。新鮮馬奶自采集后的短時(shí)間內(nèi),在含有的多種微生物菌群共同互助作用下會(huì)自然發(fā)酵產(chǎn)生口味變酸的現(xiàn)象,成為酸味的乳制品[3]。酸馬奶風(fēng)味的改變和其中的發(fā)酵微生物有密切聯(lián)系,酸馬奶中的發(fā)酵微生物群落結(jié)構(gòu)復(fù)雜,包括多種類型的乳酸菌(如嗜溫乳桿菌、嗜酸乳桿菌、乳桿菌、乳球菌、嗜熱乳桿菌等),酵母菌(如乳糖發(fā)酵酵母、非乳糖發(fā)酵酵母、單孢酵母等)以及其他未鑒定出的菌種[4]。

        自1895年對酸馬奶自然發(fā)酵過程中起重要作用微生物的研究開始,許多研究人員已經(jīng)對中國新疆地區(qū)[5]、內(nèi)蒙古錫林郭勒地區(qū)[6-7]、蒙古國[8]等的酸馬奶采用了包括傳統(tǒng)鑒定培養(yǎng)、焦磷酸高通量測序技術(shù)、Illumination MiSeq高通量測序技術(shù)、Pacbio SMRT第三代測序技術(shù)等在內(nèi)的方法研究酸馬奶中微生物群落多樣性,這些研究大多數(shù)集中于乳酸菌菌群多樣性,分析發(fā)酵酸馬奶中乳酸菌屬在發(fā)酵過程中豐富度和多樣性變化。這表明新鮮馬奶在采集后的自然發(fā)酵過程中,乳酸菌菌群發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,馬奶中蘊(yùn)含豐富的乳酸菌資源。

        近年來,許多研究人員利用微生物菌劑改良鹽堿地并取得了良好效果:逄煥成等[9]通過玉米盆栽試驗(yàn),表明施用微生物制劑能夠降低鹽堿土的pH和含鹽量,并對玉米的株高和地上部分干物質(zhì)的積累有促進(jìn)作用;王維華等[10]對不同鹽梯度的土壤施用乳酸菌菌肥,結(jié)果表明乳酸菌菌肥可以提高鹽脅迫下其他微生物的活性;侯景清等[11]以西紅柿為材料進(jìn)行田間試驗(yàn),認(rèn)為施加乳酸菌復(fù)合制劑能夠顯著降低鹽堿土的pH,增加土壤養(yǎng)分,并且能夠降低土壤中病原微生物的數(shù)量。這顯示了乳酸菌菌劑對于改良鹽堿土具有較大的應(yīng)用潛力。

        本研究選用Illumina MiSeq高通量測序技術(shù),分析了采集于新疆那拉提大草原的新鮮馬奶在自然發(fā)酵變酸后細(xì)菌的菌群結(jié)構(gòu);并對其可培養(yǎng)優(yōu)勢菌群(乳酸菌)進(jìn)行分離純化鑒定,為將來將其應(yīng)用在新疆鹽堿地改良方面奠定基礎(chǔ),亦為新疆酸馬奶中乳酸菌資源開發(fā)和利用奠定基礎(chǔ)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        1.1.1 樣品的采集

        將采集于新疆伊犁新源縣那拉提草原的新鮮馬奶分裝入無菌容器中,低溫保存帶回實(shí)驗(yàn)室,在4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

        1.1.2 培養(yǎng)基

        MRS培養(yǎng)基[12]:酵母浸粉5.0 g/L,葡萄糖20.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,牛肉膏8.0 g/L,無水乙酸鈉5.0 g/L,檸檬酸氫二銨2.0 g/L,磷酸氫二鉀2.0 g/L,硫酸鎂0.2 g/L,硫酸錳0.05 g/L,吐溫-80 1 mL/L,pH 6.2~6.4。

        牛肉膏蛋白胨液體培養(yǎng)基:氯化鈉5.0 g/L,蛋白胨10.0 g/L,牛肉膏3.0 g/L,pH 7.4~7.6。

        糖類發(fā)酵培養(yǎng)基:溴甲酚紫(1.6%)1 mL,肉膏5.0 g/L,糖(或醇)1%,蛋白胨10.0 g/L,pH7.6。

        1.1.3 主要試劑

        Taq酶(5 U/μL):大連TAkaRa公司;氯化鈉、乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetic acid,EDTA)、瓊脂、蛋白胨、葡萄糖、牛肉膏、檸檬酸氫二銨、吐溫-80、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、15%過氧化氫、結(jié)晶紫染液、番紅染液、體積分?jǐn)?shù)95%乙醇、瓊脂糖、TE緩沖液等(均為分析純或生化試劑):天津市北聯(lián)精細(xì)化學(xué)品開發(fā)有限公司。

        1.2 儀器與設(shè)備

        SW-CJ-1F超凈工作臺(tái):蘇州凈化設(shè)備有限公司;RS-232精密電子天平:上海恒平科學(xué)儀器有限公司;FroFleX聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(polymerase chain reaction,PCR)儀:賽默飛世爾科技有限公司;DNP-9272電熱恒溫培養(yǎng)箱:上海精宏設(shè)備實(shí)驗(yàn)有限公司;HY-5A回旋式振蕩器:江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司。

        1.3 方法

        1.3.1 酸馬奶可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)細(xì)菌菌群高通量測序分析

        無菌條件下選擇適量酸馬奶樣品與蒸餾水按照體積比為1∶10進(jìn)行稀釋,將稀釋好并振蕩均勻的酸馬奶樣品選擇部分分批次進(jìn)行0.22 μm的濾膜抽濾:樣品標(biāo)號后,使用減壓抽濾裝置進(jìn)行振蕩液抽濾富集;待錐形瓶內(nèi)的所有振蕩液抽濾完畢,用干凈的分裝袋封存濾膜送樣至上海美吉生物公司完成高通量測序。樣本的16S rDNA V4區(qū)(引物為515F和806R)高通量測序后,對優(yōu)化序列在97%水平上歸并劃分可操作分類單元(operational taxonomic unit,OTU),將高質(zhì)量豐度的序列作為該OTU的代表性序列,相似度大于97%的序列將聚為同一個(gè)OTU,用于細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)的分類地位鑒定,在不同分類水平上分析該樣品中細(xì)菌群落的含量及種群結(jié)構(gòu)差異[13]。

        1.3.2 Alpha多樣性分析

        對新疆伊犁那拉提大草原酸馬奶高通量測序結(jié)果進(jìn)行Alpha多樣性的相關(guān)分析,應(yīng)用QIIME(1.8.0)軟件平臺(tái)計(jì)算酸馬奶樣本細(xì)菌群落的生物多樣性,繪制稀疏曲線,由此來判定當(dāng)前樣本的測序深度是否能夠完全呈現(xiàn)該菌群群落樣本所包含的微生物多樣性。超(Chao)1指數(shù)用來評估物種總數(shù),ACE指數(shù)估計(jì)群落中包含的OTU數(shù)目,兩者主要是側(cè)重表現(xiàn)群落豐富度;香農(nóng)指數(shù)和辛普森指數(shù)評估樣本中群落多樣性。目的在于對OTU豐度矩陣中的酸馬奶樣本在90%的最低測序水平深度下,隨機(jī)抽取樣本后,使用平臺(tái)運(yùn)算上述4種多樣性指數(shù)。

        1.3.3 酸馬奶中乳酸菌的分離純化和保藏

        利用MRS分離鑒定培養(yǎng)基,滅菌后與乳酸菌培養(yǎng)的同等條件下進(jìn)行恒溫培養(yǎng)24 h,排除培養(yǎng)基污染因素,將酸馬奶按10倍稀釋法進(jìn)行稀釋分離,移取稀釋液0.1 mL涂布于MRS培養(yǎng)基上,37 ℃恒溫培養(yǎng)24~72 h[14]。根據(jù)乳酸菌菌落和菌體形狀圓形、表面凸起、邊緣光滑、顏色呈乳白色等特征鏡檢確認(rèn)后[15],隨機(jī)挑取不同的疑似單菌落,平板劃線純化2~3次,將純化后的疑似乳酸菌于MRS斜面培養(yǎng),4 ℃干燥冷藏。

        1.3.4 分離菌株的生理生化鑒定

        將分離純化后的單菌落進(jìn)行形態(tài)學(xué)鑒定,觀察乳酸菌菌落形態(tài)特征和細(xì)胞形態(tài),同時(shí)進(jìn)行革蘭氏染色、過氧化氫酶接觸實(shí)驗(yàn)、糖發(fā)酵實(shí)驗(yàn)以及生長溫度實(shí)驗(yàn),對菌株進(jìn)行初步鑒定。最后依據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將革蘭氏染色陽性、接觸酶試驗(yàn)陰性的菌株暫時(shí)認(rèn)定為乳酸菌[16],進(jìn)行下一步的基因型分子鑒定分析,給疑似菌株編號并采用斜面4 ℃低溫保藏。

        1.3.5 分離菌株的分子生物學(xué)鑒定

        采用傳統(tǒng)DNA抽提法(酚-氯仿法)[17],提取酸馬奶樣品中分離純化得到的乳酸菌的總DNA。將抽提的樣本DNA進(jìn)行濃度檢測,選擇OD260nm/OD280nm=1.8~2.0且波長260 nm處有明顯吸收峰的樣本,利用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測其完整性。采用引物27F(5'-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3')和1492R(5'-ACCTTGTTACGACTT-3')擴(kuò)增16S rDNA全長PCR擴(kuò)增條件:94 ℃預(yù)變性5 min;94 ℃變性45 s,55 ℃退火45 s,72 ℃延伸1 min,共進(jìn)行30個(gè)循環(huán);最后72 ℃延伸10 min。將PCR擴(kuò)增產(chǎn)物送上海美吉生物公司進(jìn)行測序,將測序結(jié)果提交至美國國家生物技術(shù)信息中心(national center for biotechnology information,NCBI)序列比對,用Mega軟件建立系統(tǒng)發(fā)育樹。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 酸馬奶中OTU劃分和細(xì)菌多樣性組成分析

        通過Illumination MiSeq高通量測序,酸馬奶樣品中的菌群微生物多樣性指數(shù)如表1所示。由表1可知,總共產(chǎn)生了高質(zhì)量有效16Sr RNA基因序列38 901條,依據(jù)樣本基因序列相似程度來歸并劃分OTU,一共獲得了235個(gè)OTU;Chao1和ACE指數(shù)分別為249.76、252.23,表明OTU數(shù)目較多,酸馬奶中細(xì)菌菌群豐富度較大;香農(nóng)(Shannon)和辛普森(Simpson)指數(shù)分別為1.41和0.47,表明細(xì)菌菌群多樣性較低。

        表1 酸馬奶菌群微生物多樣性指數(shù)Table 1 Diversity index of microbial flora in koumiss

        可分類操作單元OTU在Alpha多樣性分析以及對于各分類水平劃分都具有非常重要的意義。對樣本進(jìn)行16S rDNA高通量測序后,最終酸馬奶樣品的細(xì)菌菌群可以注釋到17個(gè)門、36個(gè)綱、73個(gè)目、110個(gè)科、156個(gè)屬,核心OTU為乳桿菌屬以及醋桿菌屬。

        2.2 Alpha多樣性分析

        由圖1A可知,酸馬奶樣本的稀釋性曲線隨著抽取序列數(shù)的增加還未進(jìn)入平臺(tái)期;但根據(jù)圖1B和圖1C可知,Shannon曲線以及Chao1曲線均傾向于平緩:其中Chao1曲線進(jìn)入到了平臺(tái)期,且Shannon曲線也已飽和,說明在本次研究中所得到的樣本測序結(jié)果可以充分體現(xiàn)當(dāng)前樣本所包含的細(xì)菌多樣性,滿足了細(xì)菌測序量后繼所需的生物信息學(xué)分析要求。酸馬奶細(xì)菌菌群多樣性已經(jīng)不會(huì)再隨著樣本總量的增加而有較大的改變,即使測序深度繼續(xù)增加也已無法檢測出大量還未發(fā)掘的新型菌種,現(xiàn)有的測序結(jié)果足以反映大多數(shù)細(xì)菌菌群的物種信息;根據(jù)圖1D可知,Rank-Abundance曲線在橫坐標(biāo)上的范圍下降快速,反映酸馬奶樣本中優(yōu)勢菌群所占比例很高,細(xì)菌多樣性較低。

        圖1 酸馬奶樣品的Alpha多樣性分析結(jié)果Fig.1 Alpha diversity analysis results of koumiss

        2.3 群落結(jié)構(gòu)分析

        酸馬奶的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)如圖2所示。該酸馬奶樣本從門的分類水平上來看,細(xì)菌菌群中優(yōu)勢門為厚壁菌門(Firmicutes)占所有菌群的85.78%,其次為變形菌門(Proteobacteria)占12.72%,其他門占1.50%;從綱的分類水平上看,細(xì)菌菌群的優(yōu)勢綱為芽孢桿菌綱(Bacilli)占所有菌群的85.52%,γ-變形桿菌綱(Gammaproteobacteria)、α-變形桿菌綱(Alphaproteobacteria)和β-變形桿菌綱(Betaproteobacteria)也均有分布,分別占6.54%、4.39%和1.82%;從目的分類水平上,細(xì)菌菌群的優(yōu)勢目是乳桿菌目(Lactobacillales),占所有菌群的85.51%,分布較多的還有紅螺菌目(Rhodospirillales)和假單胞菌目(Pseudomonadales),分別占3.54%和3.44%;在科的分類水平上,細(xì)菌菌群中的優(yōu)勢科是乳桿菌科(Lactobacillaceae)占所有菌群的83.95%,醋桿菌科(Acetobacteraceae)和莫拉氏菌科(Moraxellaceae)也有分布,分別占3.42%和3.25%;在屬的分類水平上來看,細(xì)菌菌群中優(yōu)勢菌屬為乳桿菌屬(Lactobacillus)占83.95%,醋桿菌屬(Acetobacter)占3.36%,不動(dòng)桿菌屬(Acinetobacter)占3.24%,腸桿菌屬(Enterobacter)占2.04%,其他菌屬占7.40%。

        圖2 酸馬奶樣品中細(xì)菌相對豐度Fig.2 Relative abundance of bacteria in koumiss samples

        2.4 乳酸菌的形態(tài)特征

        從酸馬奶中分離純化出1株菌株MN-Is,參照文獻(xiàn)[18]觀察其菌落形態(tài)以及細(xì)胞形態(tài),如圖3所示,菌落形態(tài)觀察為圓形,乳白色,邊緣光滑,表面突起,菌株革蘭氏染色結(jié)果為紫色,由此推斷菌株MN-Is屬于革蘭氏陽性菌。

        圖3 菌株MN-Is菌落形態(tài)圖(a)和革蘭氏染色圖(b)Fig.3 Colony morphology (a) and Gram chromatogram (b) of strain MN-Is

        2.5 菌株MN-Is生理生化檢測

        菌株MN-Is的生理生化試驗(yàn)結(jié)果如表2所示:細(xì)胞無運(yùn)動(dòng)行為,接觸酶試驗(yàn)為陰性,能夠在15 ℃以及45 ℃條件下生長,能夠利用葡萄糖、麥芽糖、半乳糖等碳源,不能利用棉籽糖[19]。結(jié)合形態(tài)觀察及生理生化初步經(jīng)鑒定為乳桿菌屬(Lactobacillussp.)。

        表2 菌株MN-Is的生理生化試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of physiological and biochemical tests of strain MN-Is

        2.6 乳酸菌的系統(tǒng)進(jìn)化分析

        菌株MN-Is的系統(tǒng)發(fā)育樹見圖4,菌株MN-Is與通過結(jié)合菌株MN-Is形態(tài)特征、生理生化特性檢測結(jié)果,鑒定出菌株MN-Is屬于乳桿菌屬(Lactobacillus)。

        圖4 基于16S rDNA基因序列菌株MN-Is的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree of strain MN-Is based on 16S rDNA gene sequences

        3 討論

        傳統(tǒng)純培養(yǎng)方法分離出酸馬奶中的乳酸菌種類有限,僅分離得到優(yōu)勢屬中的乳桿菌屬,可能的原因是研究中采用MRS培養(yǎng)基進(jìn)行分離純化,其成分含量并不能適用于所有乳酸菌,在后續(xù)的研究中應(yīng)利用不同種類的培養(yǎng)基。其次,研究中采用的培養(yǎng)溫度是37 ℃,根據(jù)張?zhí)m威等[20]的研究表明,溫度會(huì)影響混合生長的乳酸菌培養(yǎng),且當(dāng)溫度達(dá)到44 ℃時(shí),有利于不同乳酸菌的生長比例到達(dá)平衡,這提示在后續(xù)試驗(yàn)中應(yīng)設(shè)置不同的溫度梯度,以適應(yīng)不同種類乳酸菌的生長。

        不同地區(qū)酸馬奶的細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)差異并不十分明顯,烏日汗等[21]采用Illumina MiSeq第二代測序技術(shù)對內(nèi)蒙古科爾沁地區(qū)的酸馬奶進(jìn)行了細(xì)菌多樣性分析,結(jié)果表明酸馬奶引子中細(xì)菌主要分布于四個(gè)屬:乳桿菌屬、醋桿菌屬、乳球菌屬和鏈球菌屬,其中乳桿菌屬是絕對優(yōu)勢菌群;布仁其其格等[22]采用454焦磷酸測序分析內(nèi)蒙古錫林郭勒地區(qū)酸馬奶不同發(fā)酵時(shí)期的細(xì)菌群落結(jié)構(gòu),結(jié)果表明酸馬奶中乳桿菌屬是優(yōu)勢細(xì)菌屬,乳球菌屬是次優(yōu)勢細(xì)菌屬。此外,還分布有醋酸菌屬和不動(dòng)桿菌屬等多種細(xì)菌;趙飛燕等[23]利用PacBio SMRT測序技術(shù)分析內(nèi)蒙古錫林郭勒地區(qū)鮮馬奶的細(xì)菌多樣性,結(jié)果表明在細(xì)菌屬水平,優(yōu)勢菌群主要有芽孢桿菌屬(23.44%)、乳球菌屬(18.18%)和類芽孢桿菌屬(13.8%),這提示鮮馬奶的細(xì)菌多樣性比發(fā)酵后的酸馬奶更豐富。

        4 結(jié)論

        采用Illumina MiSeq高通量測序首次對新疆新源縣那拉提草原的酸馬奶細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)的多樣性進(jìn)行了分析與鑒定。結(jié)果表明,酸馬奶的細(xì)菌菌群結(jié)構(gòu)豐富,但菌群多樣性較低,其中厚壁菌門(Firmicutes)為酸馬奶中的優(yōu)勢菌門,占所有菌群的85.78%;乳桿菌屬(Lactobacillus)為酸馬奶中的優(yōu)勢菌屬,占所有菌群的84%。通過傳統(tǒng)培養(yǎng)分離方法分離出1株菌,編號為MN-Is,經(jīng)形態(tài)觀察、生理生化試驗(yàn)及分子生物學(xué)鑒定為乳桿菌屬(Lactobacillus)。

        猜你喜歡
        分析
        禽大腸桿菌病的分析、診斷和防治
        隱蔽失效適航要求符合性驗(yàn)證分析
        電力系統(tǒng)不平衡分析
        電子制作(2018年18期)2018-11-14 01:48:24
        電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化發(fā)展趨勢分析
        經(jīng)濟(jì)危機(jī)下的均衡與非均衡分析
        對計(jì)劃生育必要性以及其貫徹實(shí)施的分析
        GB/T 7714-2015 與GB/T 7714-2005對比分析
        出版與印刷(2016年3期)2016-02-02 01:20:11
        網(wǎng)購中不良現(xiàn)象分析與應(yīng)對
        中西醫(yī)結(jié)合治療抑郁癥100例分析
        偽造有價(jià)證券罪立法比較分析
        亚洲国产成人精品无码区在线秒播| 福利一区在线观看| 放荡的闷骚娇妻h| 久久尤物av天堂日日综合| 久久精品国产亚洲av麻豆四虎 | 久久久精品国产亚洲av网麻豆| 无码h黄肉3d动漫在线观看| a级国产乱理论片在线观看| 人妻无码在线免费| 在线免费观看毛视频亚洲精品| 亚洲av丰满熟妇在线播放| 少妇高清精品毛片在线视频| 国产成人免费一区二区三区| 少妇一级内射精品免费| 欧美牲交a欧美牲交| 国产熟女露脸大叫高潮| 国产精品久久国产三级国电话系列| 一区二区三区av资源网| 欧美熟妇另类久久久久久多毛| 国产乱人视频在线播放| 日韩欧美第一区二区三区| 国产又色又爽的视频在线观看91| 图片小说视频一区二区| 纯爱无遮挡h肉动漫在线播放| 亚洲欧美中文v日韩v在线| 麻豆视频黄片在线免费观看| 无码无套少妇毛多18pxxxx| 人妻熟妇乱又伦精品视频app | 成年女人毛片免费视频| 亚洲日产国无码| 亚洲天堂av一区二区| 国产成+人欧美+综合在线观看| 美女啪啪国产| 国产av精品一区二区三区不卡| 人妻丝袜中文无码av影音先锋专区| 国产av一区二区精品久久凹凸| 精品免费久久久久国产一区| 国产的自拍av免费的在线观看| 国产亚洲一本大道中文在线| 欧美在线播放一区二区| 中文字幕丰满人妻被公强|