基于比较基因组学解析耐酸乳杆菌G10的多碳源利用特征

【背景】耐酸乳杆菌（Lactobacillus acetotolerans）是白酒发酵过程中的优势乳酸菌,对白酒发酵具有重要作用。L. acetotolerans G10是分离自芝麻香型白酒发酵酒醅的一株能够利用多种碳源的菌株。【目的】基于全基因组测序,解析菌株G10多碳源利用机制。【方法】通过三代测序平台Oxford Nanopore完成菌株G10全基因组测序,分别利用Circlator和Prodigal对测序数据进行组装和基因预测;通过细菌基因组分析工具（bacterial pan genome analysis tool,BPGA）进行泛基因组分析。【结果】G10能够利用22种糖类及糖类衍生物,其全基因组大小为1 627 828 bp,含有1 878个编码基因;基于Koyto Encyclopedia of Genes and Genomes （KEGG）数据库注释获得292个碳源代谢相关基因,基于Carbohydrate-Active Enzymes （CAZy）数据库注释获得44个CAZy家族的编码基因。与其他发酵食品来源的耐酸乳杆菌相比,G10基因组最小,但其总基因数量以及...     

超声造影联合血清HE4、CA125、TK1、TAP对子宫内膜恶性病变的诊断价值研究

摘要 目的：探讨超声造影联合血清人附睾分泌蛋白4（HE4）、糖类抗原125（CA125）、胸苷激酶1（TK1）、肿瘤异常蛋白（TAP）对子宫内膜恶性病变的诊断价值。方法：选择2019年1月至2022年1月于济南市人民医院超声科行超声造影检查的95例子宫内膜病变患者。检测其血清HE4、CA125、TK1、TAP水平,通过超声造影检查获得造影参数开始增强时间、达峰时间、峰值强度、梯度、TIC曲线下面积（TIC-AUC）。受试者工作特征（ROC）曲线分析超声造影参数联合血清HE4、CA125、TK1、TAP诊断子宫内膜恶性病变的价值。结果：根据病理结果将患者分为恶性组（37例）和良性组（58例）,恶性组峰值强度、TIC-AUC、血清HE4、CA125、TK1、TAP水平高于良性组（P＜0.05）,恶性组开始增强时间、达峰时间、梯度与良性组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。峰值强度、TIC-AUC、HE4、CA125、TK1、TAP 单独诊断子宫内膜恶性病变的曲线下面积为0.767、0.676、0.656、0.691、0.713、0.721,联合诊断子宫内膜恶性病变的曲线下面积为0.896,高于单独指标诊断。结论：超声造影参数峰值强度、TIC-AUC联合血清HE4、CA125、TK1、TAP诊断子宫内膜恶性病变具有较高的价值。     

荧光定量PCR方法检测白酒发酵过程中Aspergillus tubingensis生物量

【目的】为了更好地分析霉菌在白酒发酵过程中的作用,需要快速准确地测定发酵过程中霉菌生物量的变化,本实验以白酒酿造中常用的塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)为例,建立一套快速准确定量塔宾曲霉生物量的方法。【方法】优化从酒醅中提取基因组的方法,设计和验证专一性引物,建立实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR)方法,验证方法的有效性并应用于白酒发酵过程中塔宾曲霉生物量的检测。【结果】用原位机械破碎法提取酒醅中总基因组,其DNA的浓度能够达到1.060×105 ng/g酒醅;同时建立了一套快速准确测定固态基质中霉菌生物量的方法,并应用于白酒生产(制曲、堆积发酵和窖池发酵过程)中塔宾曲霉生物量的定量。【结论】实时荧光定量PCR方法能够快速准确地测定固态基质中霉菌的生物量,且检测限较低,对今后的相关研究具有借鉴意义。     

氨基酸对青稞酒酿造微生物群落演替及风味代谢的驱动

【背景】环境因素是微生物生长代谢的重要驱动因素,因此,解析其对白酒酿造过程中微生物群落演替的影响对青稞酒的可控化生产具有重要作用。氨基酸作为微生物生长代谢的重要营养底物以及环境因素,其对微生物群落演替的作用尚不明确。【目的】揭示环境因素对青稞酒发酵过程中微生物群落演替及风味代谢的驱动作用。【方法】通过气相色谱-质谱联用技术对比检测肚里黄和瓦蓝两种青稞原料酿造青稞酒过程中风味物质变化情况;采用高通量扩增子测序及多元统计分析比较两种青稞酒醅中微生物群落结构特征;结合蒙特卡洛置换检验确定环境因素对微生物的影响;通过模拟发酵对以上研究结果进行验证。【结果】肚里黄青稞酒醅中酯类化合物的含量及其发酵后期乳酸杆菌相对丰度和氨基酸含量显著低于瓦蓝酒醅(P<0.05);通过生物信息学分析发现,环境因素中游离氨基酸是青稞酒发酵过程微生物群落演替重要的推动因素,且乳酸杆菌相对丰度与游离氨基酸呈显著相关;模拟发酵实验证实了特定氨基酸不足会影响乳酸杆菌生长。【结论】揭示了青稞酒发酵过程中游离氨基酸对微生物群落组装的驱动作用,进而影响青稞酒的风味品质,为青稞酒的可控发酵提供理论基础。     

川芎嗪调节自发糖尿病肾病鼠Ⅲ型前胶原表达的实验研究

目的:观察川芎嗪对自发糖尿病肾病大鼠肾小球Ⅲ型前胶原基因表达的调节.方法:将实验用6月龄SPF级GK大鼠和Wistar大鼠随机分为正常对照组、糖尿病组、川芎嗪治疗组.治疗16周.观察治疗后大鼠的尿素氮、_薛肌苷、内生肌苷清除率、24小时尿蛋白排泄率,免疫组化检测肾组织Ⅲ型前胶原表达.结果:①造模组大鼠均出现肾脏功能有损害②川芎嗪能改善自发糖尿病肾病大鼠基本状况,降低糖尿病大鼠的尿素氮、血肌苷、24h尿白蛋白排泄率,增加内生肌苷清除率,Ⅲ型前胶原表达显著下调.结论:川芎嗪可通过降低Ⅲ型前胶原的表达,对肾脏起保护作用.     

酿酒酵母与地衣芽孢杆菌相互作用及基于蛋白组学的作用机制分析

【目的】为解析酱香型白酒发酵过程中群体微生物的酿造特征,研究酱香型白酒酿造中贡献特征风味的地衣芽孢杆菌和贡献酒精的酿酒酵母之间的相互作用。【方法】通过构建酿酒酵母纯培养及与地衣芽孢杆菌共培养发酵体系,比较不同培养体系中的生物量、乙醇产量及有机酸产量差异,并从蛋白组学角度加以分析和认识二者之间的相互作用。【结果】在共培养体系中,酿酒酵母抑制地衣芽孢杆菌生长,其自身生长不受地衣芽孢杆菌的影响,然而代谢产物却发生变化,其中乙醇及有机酸中的丙酮酸、苹果酸、乳酸、琥珀酸及酒石酸的最高产量分别高出其纯培养的11.8%、56.8%、36.3%、24.3%、48.2%及27.7%,而柠檬酸的最高产量低于其纯培养的35.1%;蛋白组分析显示,地衣芽孢杆菌诱导酿酒酵母胞内69个蛋白差异表达(>2倍),质谱鉴定出24个,主要功能为参与糖酵解过程、乙醇代谢过程、细胞壁稳定性调控及应激反应等。糖酵解和乙醇代谢途径相关蛋白对酿酒酵母混合培养条件下的代谢变化起重要作用,其余蛋白可能与微生物相互作用时的防御和适应性相关。【结论】在混合培养发酵体系中地衣芽孢杆菌能够影响酿酒酵母的乙醇及有机酸代谢,这对于白酒品质调控及微生物间相互作用都具有重要意义。蛋白组学结果为从分子层面深入认识酿酒酵母与地衣芽孢杆菌之间的相互作用提供理论基础,有利于促进酱香型白酒发酵过程中群体微生物酿造特征的解析。     

谷物蛋白对白酒发酵过程中微生物群落及其代谢多样性的调控

[背景] 在白酒发酵过程中,原料中的谷物蛋白可为微生物的生长提供氮源等营养物质,进而形成多种代谢产物。谷物蛋白可分为清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。然而,谷物蛋白对微生物多样性及其代谢产物多样性的调控尚不明确。[目的] 揭示白酒发酵过程中与微生物多样性及其代谢产物多样性显著相关的关键谷物蛋白种类及其调控作用。[方法] 通过Osborne法测定不同品种高粱中谷物蛋白的组成;采用多组学联用技术解析4种高粱在发酵过程中的微生物菌群多样性及代谢产物多样性;通过模拟发酵揭示原料中影响微生物群落及其代谢多样性的关键蛋白。[结果] 4种高粱中的谷物蛋白组成存在显著差异（ANOSIM：R=0.85,P=0.001）;4种高粱在发酵第5天时,S4高粱的细菌多样性显著（P<0.05）高于其他3种高粱,S3高粱中微生物的代谢产物多样性显著（P<0.05）高于其他3种高粱;清蛋白和球蛋白含量与发酵第5天的优势细菌多样性（R²=0.34,P<0.05;R²=0.58,P<0.05）和代谢产物多样性呈显著正相关（R²=0.58,P<0.05;R²=0.36,P<0.05）,被定义为关键蛋白;模拟发酵实验验证了优势细菌多样性和代谢产物多样性可随着2种关键蛋白即清蛋白和球蛋白含量的升高而升高。当清蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.72和0.65;当球蛋白含量在3.0 g/L时,优势细菌多样性及代谢产物多样性可分别达到0.66和0.81。[结论] 研究揭示了酿造原料中的清蛋白和球蛋白对发酵过程中细菌多样性及代谢产物多样性的调控作用,为提高白酒发酵的可控性及质量提供了依据。     

青稞酒发酵过程中的风味功能微生物及其风味代谢特征解析

[背景]青稞酒是一个多菌种固态发酵的产物,解析发酵过程中重要的功能微生物及其代谢特征对调控青稞酒发酵具有重要作用。[目的]揭示青稞酒发酵过程中的风味功能微生物并解析其风味代谢特征。[方法]基于高通量测序技术揭示青稞酒发酵过程中的微生物群落多样性和组成;采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱技术跟踪酒醅的风味信息;通过微生物属与风味物质的关联分析揭示青稞酒发酵过程中风味功能微生物菌群,并采用蒙特卡洛检验分析进一步揭示发酵过程理化因子对风味功能微生物菌群的影响;于实验室环境下重构6株微生物发酵体系,以揭示其风味代谢特征。[结果]青稞酒发酵过程中9个真菌属和8个细菌属(相对丰度>1%)占据优势,其中Aspergillus、Komagataella、Lactobacillus、Pichia、Saccharomyces和Weissella是青稞酒发酵过程主要风味功能微生物;发酵过程中还原糖(r2=0.946 9,P=0.013 2)和酸度(r2=0.847 6,P=0.048 6)是驱动风味功能微生物菌群演替的关键因子;6株菌的组合发酵实验揭示了体外系统与原位系统具有相同的微生物演替现象与相...     

基于Probit回归模型的经济发达地区土地利用变化驱动力分析——以南京市为例

基于1996、2002及2010年的遥感影像,借助RS和GIS技术,分析南京市1996—2010年土地利用变化特征,并采用Probit回归模型定量分析土地利用变化驱动因素.结果表明： 1996—2010年,南京市土地利用变化特征主要表现为耕地和林地面积不断减少,建设用地、园地和草地面积持续增加,综合土地利用变化率呈不断上升趋势,整体处于发展状态;通过对耕地和林地变化的回归分析发现,耕地变化在1996—2002年主要受距最近农村居民点距离和农业人口密度变化的影响,在2002—2010年主要受地均GDP变化、距最近农村居民点距离和距最近道路距离的影响;而林地变化在1996—2002年主要受高程和距最近农村居民点距离的影响,在2002—2010年主要受地均GDP变化、人口密度变化和距最近道路距离的影响.影响研究区土地利用变化的因素早期主要是自然和空间距离因素,而近年主要是社会经济和人口因素.     

中国酱香型白酒酿造酿酒酵母的独特生理代谢特征

【目的】酿酒酵母是白酒发酵的主要微生物,对白酒的产量及质量都有重要影响。而酱香酒酿造环境具有高温、酸性、高乙醇等胁迫因素,研究其中酿酒酵母的生理代谢特征并有目的地应用于白酒实际生产中的意义。【方法】从酱香酒酿造环境中筛选一株性能优良的酿酒酵母菌株,比较其与酿酒酵母模式菌株S288c和商业酵母的生理代谢特征。【结果】从酱香型酒醅中筛选得到性能优良的Saccharomyces cerevisiae MT1,该菌株可耐受高温42 °C,高浓度乙醇(16%,体积比),低pH (2.0),其最大比生长速率和最大比产乙醇速率分别达到了S288c的125%和114%,其乙醇转化率也要高于其他菌株。一些挥发性物质只有在MT1的发酵液中可检测到,包括苯并噻唑、2,3-二氢苯并呋喃、4-乙烯基愈创木酚以及丁羟甲苯等,MT1的苯乙醇、法呢醇、橙花叔醇、乙偶姻和大马酮量也要高于S288c。另外,MT1可以利用多种碳源发酵产乙醇,如半乳糖、麦芽糖、蜜二糖、松二糖、海藻糖和棉子糖等。【结论】来源于酱香酒酿造的S. cerevisiae MT1具有高耐受力、高效的发酵性能及更广泛的碳源利用图谱,并能生成多种挥发性物质。