陈化烤烟?叶面优势菌的筛选鉴定与其增香效应

摘要:【目的】筛选定位出陈化烤烟表面优势微生物,研究其增香效应。【方法】以NC89、中烟100、中烟101三个烤烟品种烟叶为材料,提取烟叶表面微生物总DNA,通过PCR-DGGE技术研究烟叶表面微生物的多样性,筛选定位出优势增质菌。采用恒温恒湿发酵条件研究优势增质菌对发酵烤烟烟叶中香气物质含量的影响。【结果】1）根据PCR-DGGE图谱显示,3个烤烟品种在不同陈化时期有A、B、C、D、E五条共有的条带;通过进一步的聚类分析、序列测定和Blast分析,筛选定位出一株可培养的优势菌株,巨大芽孢杆菌。2）经过添加优势增质菌处理后的发酵烟叶中大多数香气成分含量与其对照相比表现为增加趋势,从而验证了优势菌株的增香效应。【结论】由PCR-DGGE技术筛选定位出的陈化烟叶表面优势增质菌,对陈化烤烟具有较为明显的增香效应,为进一步工业化生产和应用提供了理论依据和技术支撑。     

烟叶陈化过程可培养微生物的生态功能

【背景】烟叶陈化涉及多方面因素的相互作用。【目的】研究烟叶表面可培养微生物群落结构、功能和化学成分之间的联系。【方法】以储存于贵阳库、坛厂库、茅台库的烟叶为研究对象,分别对不同陈化时间的烟叶样品进行微生物分离,采用rDNA条形码技术对微生物优势菌株进行物种鉴定,利用FAPROTAX和FUNGuild数据库分别对细菌和真菌进行功能注释,并结合主要化学成分进行相关分析。【结果】243个烟叶样品中共分离到189株优势细菌菌株和229株优势真菌菌株,其中细菌以芽孢杆菌属(Bacillus)为优势种群,真菌以曲霉属(Aspergillus)和青霉属(Penicillium)为优势种群。随着陈化时间的延长,优势种群和优势功能类群比例逐渐降低,主要化学成分与微生物群落变化呈显著相关关系。【结论】微生物功能群通过结构变化推动烟叶陈化进程,同时陈化过程中主要化学成分的变化影响了微生物群落的组成与功能。     

烟叶陈化过程细菌群落演替特征

仓储生态因子和烟叶化学成分的改变直接影响烟叶微生物群落结构和功能。以储存在贵阳库(GY)、坛厂库(TC)及紫云库(ZY)的云南保山C3F烟叶为研究对象,对不同陈化时间(0、6、12、18、24个月)的烟叶样品提取微生物总DNA,利用Illumina Hi Seq平台对细菌的16S rRNA V4区进行高通量测序,并结合主要化学成分分析,以期揭示烟叶陈化过程中细菌群落演替规律及其与烟叶化学成分间的作用关系。研究结果表明,烟叶细菌群落以假单胞菌属、鞘氨醇单胞菌属、寡养单胞菌属、芽孢杆菌属为优势属;随陈化时间的增加,细菌优势群落呈现出变形菌门和厚壁菌门间消长变化的趋势,陈化后期芽孢杆菌(厚壁菌门)优势度明显增强;烟叶陈化过程中,细菌优势功能群变化与化学成分逐级降解间呈显著的相关关系,主要表现为由降解糖类菌群向降解淀粉类菌群,再向降解纤维素类菌群变化的趋势;其中,影响菌群演替的关键因素是水溶性总糖和纤维素。研究结果揭示了在烟叶陈化过程中存在显著的细菌群落演替特征,加深了对烟叶陈化机制的理解,为微生物调控烟叶陈化过程提供了科学依据。     

玉溪地区自然陈化烟叶表面可培养细菌多样性研究

目的为了较全面的了解陈化烟叶的细菌多样性,进一步挖掘其中的有益微生物。方法以种植于玉溪元江县的红大烤烟品种为材料,利用16SrDNA克隆测序技术,系统研究了云南玉溪红塔区和元江县两仓库中不同自然陈化时期烟叶表面可培养微生物的种群结构。结果陈化初期,烟叶表面细菌数量较少,元江县低水分烟叶陈化30d时细菌数量达到高峰;红塔区高水分烟叶陈化4.5个月时细菌数量达最大;经过16SrDNA鉴定,烤烟叶面细菌包括芽孢杆菌属(Bacillus sp.)、肠杆菌属(Enterobacter sp.)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus sp.)和泛菌属(Pantoeasp.)等8个细菌属。结论不同时期、不同地点陈化烟叶表面细菌的优势种群不尽相同,而芽孢杆菌属始终为优势种群。另外,研究中分离到的大量可培养细菌,为进一步筛选烟叶表面有益细菌提供了重要线索。     

“黑老虎”晾晒烟叶表面产酶细菌的鉴定及其在烟草加工上的应用

从江西"黑老虎"晾晒烟叶表面分离筛选出具备产木聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶能力的细菌,并将这些菌株添加到烟丝上进行陈化。结果表明:菌株促进了烟丝的陈化过程,主要体现在香气更加充实、杂气减少、刺激性减弱、余味更净,同时产生香味物质,减少有害物质的含量。其中两株菌经过生理生化实验和16S rDNA鉴定,判定为短小芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌,此外对这两株菌的培养条件进行了初步优化。从烟叶表面分离筛选的产酶微生物在烟叶陈化过程起重要作用,可制备成微生物菌剂加速烟叶陈化并实现提质增香的效果。本研究以江西"黑老虎"烟叶作为研究对象,根据鉴定平板的水解圈分离筛选具有产木聚糖酶、果胶酶、纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶能力的细菌,对陈化结果进行感官评价后发现所筛选的3株产酶细菌(82#,83#和85#)均能有效提升烟丝的品质,主要体现在香气更加充实、杂气减少、刺激性减弱、余味更净。结合形态学观察、理化试验及16S rDNA序列分析,确定3株潜在的提质增香菌均为芽孢杆菌。其中83#为短小芽孢杆菌Bacillus pumilus,而85#为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amyloliquefaciens。研究结果表明筛选得到的菌株83#和85#具有作为提质增香菌剂的应用潜力,并为芽孢杆菌应用于烟叶陈化提供理论依据。     

烤烟K326与黄酒酒曲共发酵过程中烟叶表面细菌多样性动态分析

为揭示3种黄酒酒曲(生麦曲、熟麦曲、药白曲)与烤烟K326烟叶共发酵过程中细菌的多样性及其对关键酶活的影响,采用高通量测序分析共发酵过程中细菌群落结构组成和动态变化,并进一步探讨烟叶细菌多样性变化与关键酶活的相关性。结果显示,3种黄酒酒曲共发酵的10 g烟叶样品OTU(Operational taxonomic units)数在103～344,且样品间OTU数都有显著差异(P<0.001);在发酵过程中,生麦曲处理烟叶样品具有较多特有OTU,糖多孢菌属(Saccharopolyspora)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和假单胞菌属(Pseudomonas)为主要优势菌;药白曲处理烟叶样品中细菌群落丰富度及多样性高于生麦曲和熟麦曲共发酵烟叶的,其中魏斯氏菌属、葡萄球菌属和假单胞菌属等为优势细菌;聚类分析结果显示,相对于其他酒曲而言,不同发酵时期的药白曲共发酵烟叶样品相关性不高,这说明了其细菌结构的多变性。通过冗余分析进一步探究关键酶的酶活与烟叶中细菌多样性的关系,其中淀粉酶对优势细菌组成的影响最大。本研究结果为微生物调控烟叶醇化过程、提升烟叶品质的应用研究提供一定的参...     

烟叶表面微生物群落结构鉴定及其产酶分析

为分析"黑老虎"烟叶表面微生物群落及其产酶情况,基于PE:2×300 bp测序策略利用Illumina Miseq平台对以不同调制方式处理的"黑老虎"烟叶进行16S r DNA高通量测序,并用水解圈平板分析微生物产木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、蛋白酶和淀粉酶的能力。3个样品共获得346 060条有效序列,组装成303个、228个和196个OTU。主要细菌类群为厚壁菌门(Firmicutes)下的芽孢杆菌(Bacillus)、变形菌门(Proteobacteria)下的假单胞菌(Pseudomonadaceae)及放线菌门(Actinobacteria)下的微球菌(Micrococcaceae)。85株分离的细菌多数能产多种酶,产果胶酶和木聚糖酶能力较强,产蛋白酶和淀粉酶次之,而产纤维素酶能力稍弱。芽孢杆菌是"黑老虎"烟叶表面最主要的菌群,而假单胞菌可能是刷米浆调制工艺赋予烟叶独特风味的重要菌群。所分离出的产酶微生物在烟草加工上有作为微生物菌剂实现提质增香的应用潜力。     

含金地质体表生带中主要微生物类群的研究

通过对16个含金矿区主要微生物类群的分布、生态结构的研究,发现不同类型的金矿具有不同的微生物类群.金矿矿石与金矿酸水中的自养硫细菌和异养菌分布具有明显差异,酸性水中含自养硫细菌较多,含异养菌极少;金矿氧化带中的异氧菌一般多于自氧硫细菌,其优势菌以芽孢杆菌属中蜡状芽孢杆菌为主.研究结果揭示了金矿中存在的主要微生物类群,对阐明表生金的形成、成岩和蚀变作用具有一定的意义,对发掘生物湿法冶金菌种资源具有重要作用.     

生物酶和微生物技术改善烟叶香气的研究进展

生物酶和微生物在烟叶醇化发酵过程中发挥着重要作用。目前,利用生物酶和微生物技术提高烟叶品质、改善烟叶香气,已成为烟草行业关注的热点。利用酶制剂处理烟叶可以降解烟叶的蛋白质、果胶、纤维素等生物大分子,以达到提高烟叶品质和改善烟叶香气的作用。利用微生物对烟叶进行发酵可以有效调整和改善烟叶内部化学组分的比例,增加烟叶中的香气物质。综述了生物酶和微生物技术在烟叶产香发酵中的研究进展及其在烟叶发酵机理及增香技术中的应用,重点阐述了微生物和生物酶提高烟叶香气、改善烟叶品质以及降解烟叶中蛋白质、淀粉、果胶、纤维素等大分子物质的研究现状,分析了目前微生物和生物酶在实际应用中存在的问题,以期为今后使用生物酶和微生物技术改善烟叶香气提供理论依据。     

马里亚纳海沟不同深度水样微生物分离与多样性分析

【背景】马里亚纳海沟挑战者深渊是地球表面最深点,认识其微生物群落结构和分离培养的微生物对挖掘新的微生物资源具有重要意义。【目的】对马里亚纳海沟不同深度水样进行细菌分离培养,并与这些样品的微生物群落结构进行比较,认识进一步要分离培养的微生物类型。【方法】采用不同培养基对马里亚纳海沟两个站位不同深度水样进行细菌分离培养,并通过Illumina MiSeq高通量测序分析各个水样的细菌和古菌的群落结构。【结果】从来自两个站位不同深度的6个水样样品中分离获得783株细菌,属于4个门6个纲28个属。其中,变形菌门占主导地位,67.8%的菌株属于γ-变形菌纲。分离获得的菌株主要属于亚硫杆菌属、假单胞菌属和交替假单胞菌属,它们在这些样品中广泛分布,且在高通量测序结果中也能检测到。高通量测序结果表明除浅层样品优势微生物为蓝细菌外,其他样品以变形菌门占主导;不同深度样品的微生物群落结构存在较大差异。【结论】马里亚纳海沟不同深度水样中不仅分离培养出了相对丰度较高的一些细菌属,也分离得到一些相对丰度较低的微生物类型。从马里亚纳海沟水样中分离培养获得的细菌菌株资源将用于功能微生物和功能酶挖掘等相关研究,这有利于...     

基于高通量测序的4种硝化细菌富集培养物微生物群落结构分析

【目的】比较分析4种硝化细菌富集培养物(以铵盐为氮源的淡水富集物A、以亚硝酸盐为氮源的淡水富集物B、以铵盐为氮源的低温淡水富集物C和以亚硝酸盐为氮源的海水富集物D)的微生物群落结构与组成。【方法】分别提取样品的总DNA,采用高通量测序技术,分析微生物群落的组成、丰度和多样性。【结果】在不同微生物的分类水平,4个样品共检测到24门47纲129属。4个样品的优势菌门均为变形菌门;样品A、B、C的优势菌纲为β-变形菌纲和γ-变形菌纲,样品D的优势菌纲为γ-变形菌纲、δ-变形菌纲和芽孢杆菌纲;而优势菌属各不相同,其中样品A为亚硝化单胞菌属(24.56%),样品B为链霉菌属(7.15%),样品C为噬菌弧菌属(19.36%)和类诺卡氏菌属(19.35%),样品D为嗜酸菌属(13.6%)和柄杆菌属(11.5%)。共检测出7种具有硝化功能的细菌,其中样品A、B和D中主要是亚硝化单胞菌属,占比分别为24.56%、4.94%和0.63%,样品C主要为Nitrospirillum(0.69%)和硝化螺旋菌属(0.69%)。此外在样品中还检测到红灯食烷菌、羽扇豆根瘤菌等有益菌,以及弧菌属、伯克霍尔德菌等致病菌。【结论】阐述了4个样品微生物群落结构的多样性,确定了不同培养物中起主要作用的硝化细菌类群以及其它与环境物质循环相关或具有特殊生理特性的菌群,研究结果为硝化细菌富集培养物的实际应用奠定了基础。     

烟叶微生物及其在烟叶发酵和醇化中的作用研究进展

微生物在烟叶发酵和醇化过程中具有十分重要的作用。本文综述了烟叶微生物概况及其在烟叶发酵和醇化中的应用和研究进展。主要介绍了烟叶微生物的区系划分、烟叶发酵和醇化过程中微生物动态变化以及外源添加微生物的应用方法。阐述了微生物在缩短烟叶发酵和醇化周期、改善烟叶品质、降低烟叶有害物质和提高烟叶安全性等方面的研究应用成果。最后,对该领域今后的研究方向提出了展望。     

南海深海沉积物烷烃降解菌的富集分离与多样性初步分析

通过培养和非培养2种手段研究了南海沉积物中石油降解菌的多样性。通过烷烃富集培养,从2个站点不同深度的南海沉积物样品中富集筛选出48株深海细菌,其中27株对十六烷有降解能力。表面张力测定结果表明,4株降解菌同时具有较强的表面活性剂产生能力,2株Dietzia maris菌能使水的表面张力降至33mN/m左右,这是该种微生物产表面活性剂的首次报道。通过变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析显示,南海沉积物富集物中的烷烃降解菌优势菌是芽孢杆菌,而且有多种。其中,Bacillus aquimaris在两个站点的7个样品的富集物中都是优势菌。此外,Sporosarcina,Halomona以及Brevibacterium属的细菌在不同样品中也表现为除Bacillus之外的优势菌。     

烟碱的微生物降解研究进展

烤烟叶面微生物类群有细菌、放线菌、霉菌和酵母菌,它们在烟叶生长、调制、陈化、加工和贮存过程中对烟叶质量产生很大的影响。就烟草生长至加工过程中微生物菌群动态变化及微生物在降解烟叶烟碱上的应用作了概述,分析了微生物降烟碱的应用前景。     

不同风化时间碳酸岩表面古菌群落结构与功能特征

【背景】古菌群落是碳酸岩表面微生物群落的重要成员,也是碳酸岩表面生物演替的先锋生物,能够促进碳酸岩风化和加快土壤形成,在生物地球化学循环中起重要作用。【目的】揭示在不同风化时间碳酸岩表面风化残积物中的古菌群落结构及生态功能。方法】采集19-213年风化时间段废弃碳酸岩墓碑表面风化残积物样品(n=18),基于宏基因组测序技术分析其古菌群落结构与功能特征。【结果】门水平上,优势门有广古菌门(Euryarchaeota),随后为奇古菌门(Thaumarchaeota)、未鉴定古菌门(unclassified Archaea)、深古菌门(Bathyarchaeota)和泉古菌门(Crenarchaeota);属水平上,优势属主要由甲烷八叠球菌属(Methanosarcina)、甲烷丝状菌属(Methanothrix)、Methanoperedens、氨氧化古菌属(Nitrosocosmicus)、亚硝化球菌属(Nitrososphaera)及其他未鉴定属组成;C/N、C/P、N/P是显著影响碳酸岩表面古菌群落的主要环境因子。进一步分析发现,碳酸岩表面古菌群落功能丰富,其中新陈代谢(metabo...     

重庆烟区“K326”烟草品种靶斑病发生的叶际微生态因子分析

为明确烟草靶斑病在重庆烟区“K326”烟草品种上对叶际微生物群落结构的影响,在重庆市酉阳县分别采集移栽40 d、 60 d、 80 d和100 d后具有烟草靶斑病与健康的烟叶样品,采用高通量测序方法分析样品中细菌群落结构,并结合烟株生长期气象因子和病害发生情况进行分析.移栽后40 d靶斑病开始发生,且发病率和病情指数呈上升趋势,移栽后60～80 d为发病高峰期.发病叶中叶际细菌优势菌门为变形菌门和厚壁菌门,优势菌属为假单胞菌属、微小杆菌属等.健康叶叶际细菌的优势菌门分别为蓝藻门、放线菌门、拟杆菌门等,优势菌属为不动杆菌属、微小杆菌属、芽孢杆菌属、泛细菌属等.健康叶的整体群落丰度大于发病叶,移栽40 d、 60 d和100 d后采集样品的发病叶与健康叶叶际细菌群落结构比较差异具有统计学意义.靶斑病发生较重情况下,发病叶与健康叶叶际细菌群落结构上差异具有统计学意义,提示靶斑病的发生影响了叶际细菌群落结构.     

生物浸矿反应器中的微生物种群结构及其中可培养微生物的特征

【目的】本文旨在了解生物浸矿反应器中的微生物种群结构及其中可培养微生物的特征。【方法】通过构建微生物冶金反应器中矿浆原样的16S rRNA基因文库,测定16S rRNA基因序列,分析矿浆中种群结构。同时在不同培养条件下,对样品进行富集培养,分离获得纯菌株;并对各个菌株的16S rRNA基因序列,生理生化特征及对不同矿物的氧化能力进行了分析。【结果】研究中所选生物浸矿反应器中主要的微生物物种有细菌:Leptospirillum sp.,Sulfobacillus sp.,Acidithiobacillus sp.,Spingomonas sp.及古菌Sulfolobus sp.,Ferroplasma sp.等菌属。同时分离出5株纯菌株,这些菌分别与Acidithiobacillus thiooxidans,Acidithiobacillus caldus,Acidithiobacillus ferrooxidans,Leptospirillum ferriphilum,Sulfobacillus thermosul fidooxidans相似。分离获得的菌株具有氧化硫或二价铁和不同硫化矿的能力。【结论】生物浸矿反应器是个微生物种类相对简单的生境,利用非培养和培养技术全面地了解生物浸矿体系中的微生物群落及其生理、浸矿特性,有利于洞察生物浸矿过程中微生物种群结构,强化控制种群组成及浸矿活性,从而提高生物湿法冶金的效率。     

一种快速分离检测产脂肽类生物表面活性剂枯草芽孢杆菌的方法

脂肽(Lipopeptide)是由枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)等微生物产生的一类具有较强表面活性的生物表面活性剂.枯革杆菌磷酸泛酰巯基转移酶基因(afp)是枯草芽孢杆菌中参与脂肽代谢的功能性基因.采用sfp基因PCR对从环境中得到的一组产生表面活性剂的微生物进行筛选,结合Tricine-SDS-PAGE电泳对PCR结果呈阳性的菌蛛的代谢粗初提物进行检测,初步鉴定得到两株枯草芽孢杆菌.进一步利用16S rDNA序列的系统发育学分析确定这两种菌株为枯草芽孢杆菌,并利用TLC、HPLC鉴定其产物为脂肽类表面活性剂,从而建立了一套快速分离检测产生脂肽类生物表面活性剂的枯草芽孢杆菌方法.     

高通量测序分析云南腾冲热海热泉微生物多样性

【背景】云南腾冲热海热泉中蕴含着丰富的极端微生物资源。【目的】揭示云南腾冲热海热泉中微生物物种多样性及群落结构差异,发掘酸性热泉中铁、硫氧化功能微生物。【方法】采用Illumina HiSeq高通量测序技术对3处热泉15个水体样品中微生物16SrRNA基因V4-V5区进行测序及生物信息学分析。【结果】3处热泉中共获得578061条有效序列,聚类为141个可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU),包括19个门66个属。鼓鸣泉(GMQ)、蛤蟆嘴(HMZ)、黄瓜箐(HGQ)3处热泉均以泉古菌门(Crenarchaeota)和厚壁菌门(Firmicute)为主。从属水平分析,碱性热泉鼓鸣泉(GMQ)和中性热泉蛤蟆嘴(HMZ)分别注释到37、32个属,优势属均为芽孢杆菌属(Bacillus)和热棒菌属(Pyrobaculum)。酸性热泉黄瓜箐(HGQ)共注释到20个属,优势属为酸杆菌属(Acidibacillus)和酸硫杆状菌属(Acidithiobacillus),此外,具有铁、硫氧化潜力的菌属有喜酸菌属(Acidicaldus)、硫化芽孢杆菌属(Sulfobacillus)、硫化叶菌属(Sulfolobus)及生金球菌属(Metallosphaera)等,进一步通过硫氧化培养基分离获得了这些菌属中的纯菌株。【结论】云南腾冲热海热泉水体中蕴含丰富的微生物资源,热泉间微生物物种组成差异明显;酸性热泉中存在多种具有潜在铁、硫代谢功能的菌种;未分类类群、非培养类群丰度很高,尤其是蕴藏着可观的古菌资源。     

温州市境内城市河流底泥氨氧化菌富集培养物微生物群落结构分析

【背景】城市河流底泥含有丰富的微生物资源,底泥表面更是硝化作用的主要位点之一,其表面微生物在河流生态系统氮的转化过程中发挥着重要作用。【目的】以温州市境内的城市河流水系温瑞塘河茶山段舜岙河和横江河的4条河道作为采样点,比较分析4种不同环境下城市河流表层底泥氨氧化菌富集培养物的微生物群落结构。【方法】通过野外采样及室内培养对底泥中氨氧化功能菌进行富集培养,采用高通量测序技术分析微生物群落的组成、丰度和多样性。【结果】富集培养后主要优势类群为变形菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)。4个样品共涉及氨氧化细菌3个属,分别为亚硝化单胞菌属(Nitrosomonas)、亚硝化螺菌属(Nitrosospira)、亚硝化球菌属(Nitrosococcus),涉及氨氧化古菌1个属为Nitrososphaera,其中所有样品均以Nitrosomonas为主。不同底泥富集样品氨氧化微生物可操作分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)组成存在明显差异,栽种有水生植物的河道底泥样品DA2具有最高的氨氧化细菌OTU数量和相对丰度,而存在生活餐饮污染的河道底泥样品DA4具有最高的氨氧化古菌OTU数量和相对丰度;相较于滞留水体,采自相对流动水体的富集样品DA2、DA4具有更高的氨氧化微生物OTU数量和相对丰度。【结论】阐述了4种不同环境下城市河流底泥氨氧化菌富集培养物微生物群落结构的多样性,确定了富集培养之后的优势类群,为氨氧化微生物培养源的选择提供了参考,也为城市河流底泥中氨氧化菌进一步的筛选分离及其生理生态特征的研究提供了科学依据。