利用DNA高通量测序技术分析生料酿醋过程中的真菌多样性

发布时间：2020-06-22 16:18

【摘要】：在我国,传统食醋的酿造有着上千年的历史,最具代表性的就是被称为中国“四大名醋”的山西老陈醋、镇江香醋、福建永春老醋和四川保宁醋。随着传统食醋酿造工艺的不断发展与优化,食醋酿造技术也得到了很大的发展。20世纪70年代后期,北京、天津、山西等地的一些食醋生产企业开始生料制醋技术的研究以及生产。经过几十年的发展,生料酿醋取得了良好的效果。山西省长治市潞城市圣堂食品有限公司是一家专门以生料制醋工艺酿造食醋的企业。从该公司采集样品51份,包括原料、大曲、发酵缸样品(采集13个不同发酵时间点的样品)、淋醋样和熏醅样等共17组样品,每组3个平行样。本研究以这51份样品为研究对象,扩增nrDNA ITS区域并进行DNA高通量测序,分析生料制醋工艺流程中真菌多样性的变化。主要结果如下:(1)在原料中,酿酒酵母为优势物种(相对丰度为99.73%);在大曲中黑曲霉为优势物种(相对丰度98.86%);发酵缸各组样品群落结构组成大体相似,只是各物种在每组样品的相对丰度不同;熏醅和淋醋与其他样品的群落组成和物种丰富度都存在显著差异。(2)对发酵缸采集的样品做了真菌群落结构比较。样本层级聚类结果表明,发酵2、6、10、13天的所有样品聚为一支,属于发酵前期,而发酵17、22、26、29、32、35、39和46天的样品聚为一支,统称为发酵后期。发酵前期与后期真菌群落结构存在显著性差异(P值),尤其在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、未经分类的新球腔菌科(unclassified Davidiellaceae)、未分类的链格孢属(unclassified Alternaria)、红曲霉菌(Monascus purpureus)等至少9个物种中相对丰度存在显著差异。(3)发酵期真菌来源分析表明:在生料制醋发酵过程中,来自原料、大曲中的真菌数量占比分别为1.44%和2.26%,几乎全部为子囊菌门的真菌,但也存在很小比例的接合菌门和担子菌门的真菌;约94.6%的真菌来源未知,可能来源于发酵室或工人翻缸过程带入。(4)通过对翻缸(代表发酵缸底部的样品)与未翻缸(代表发酵缸顶部的样品)样品的样本层级聚类分析、群落Heatmap图分析和组间差异检验可知,发酵缸顶部和底部真菌群落结构几乎没有差异性。本研究所采集的51份样品涉及生料制醋的全过程,对其在门、纲、目、科、属、种分类学水平上进行了全面的研究,研究结果可反映实际生料制醋过程中真菌群落结构组成、变化及其多样性,为生料制醋技术的发展提供了一定的理论基础。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：Q93;TS264.22
【图文】：

序列,序列长度分布

和后期两组样品、翻缸与未翻缸的两组样品以及 F46A 和 F46C 异分析。究结果本信息统计过质检，51 个样品只有 46 个样品 PCR 扩增成功，可以进行后续；扩增不成功的样品编号为 F35C 、F39B 、 F46B 、X1 、X2后续测序分析。测序成功后，对 46 个样品的序列做样本信息分析品在数据优化后得到 2068530 条有效序列，644102177 个碱基，均序列数都大于 30000，序列长度主要分布在 201bp－320bp 和个范围内（图 2.1）。从 46 个样品中共检测到 464 个真菌 OTU5 纲，62 目，122 科，200 属，302 种。各类样品中的物种数和 O示。

曲线,多样性指数,样品,曲线

图 2.2 样品 Alpha 多样性指数稀释曲线Fig 2.2 Alpha diversity rarefaction curve of all samplePhylum）分类水平上真菌群落分析样品的序列在门分类水平进行真菌群落分析（图 2.3、图 2.4）醋整个过程中原料、大曲、不同发酵时期的醋糟和熏醅中占比Ascomycota），为整个发酵过程中（除淋醋外）的优势菌门，发酵前 13 天的样品中子囊菌门（Ascomycota）在每组样本中 99.5%以上；其次是担子菌门（Basidiomycota），其在发酵该组样品相对丰度只有 0.02%，但是随着发酵时间的延长，除%）和发酵 35 天（3.14%）之外，担子菌门的真菌占比总体呈在发酵 39 天时，担子菌门的真菌相对丰度达到 34.6%，达到，随后占比逐渐下降，在发酵 46 天时占比达 1.31%；在淋醋对丰度最高（达 67.7%），超过子囊菌门（31.4%），为淋醋

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