基于高通量测序技术解析传统绍兴黄酒酿造真菌群落结构

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黄酒是我国传统的酒精发酵饮料,口感醇厚、风味独特。由于传统微生物培养方法具有一定局限性,无法全面反映黄酒酿造微生物多样性,本文采用高通量测序技术解析传统绍兴黄酒酿造真菌群落结构,分别对绍兴五大黄酒企业的黄酒麦曲、淋饭酒母、初醪及熟醪中的真菌多样性、群落组成结构、相关性分析进行研究。为认识黄酒酿造微生物多样性提供有利手段及提升黄酒品质做一定的理论基础,论文的主要结论如下:(1)本研究分析了绍兴黄酒糖化发酵剂中酿造真菌的群落结构多样性,对绍兴四大黄酒生产企业的糖化发酵剂酿造真菌群落进行了分析。发现在J、K、Z、G黄酒企业中,黄酒糖化剂真菌多样性均高于黄酒发酵剂,J企业的黄酒糖化发酵剂中酿造真菌多样性最高,而K企业的黄酒糖化剂酿造真菌物种最丰富。从门水平上分析黄酒糖化发酵剂中酿造真菌群落结构,发现子囊菌门(Ascomycota)均为优势真菌门,在属水平上,不同来源的黄酒糖化剂优势属不一,而酵母菌属(Saccharomyces)和复膜孢酵母属(Saccharomycopsis)为四大企业黄酒发酵剂的优势属真菌属,表明不同企业的糖化发酵剂的酿造真菌群落结构组成相似,其相对丰度和组成比例存在一定差异。进一步对淋饭酒母和麦曲进行物种差异分析,表明不同企业的黄酒糖化发酵剂中真菌物种组成存在差异,与淋饭酒母相比,黄酒麦曲中显著独特真菌物种多。相关性网络图分析,发现在黄酒糖化发酵剂中酿造真菌有6个正相关Hubs和3个负相关Hubs,麦曲中有6个正相关,正相关性比负相关性强,对黄酒酿造真菌的生态体系的稳定性起着重要作用。(2)为了揭示绍兴黄酒酿造真菌群落与多样性的发生机制,采用高通量测序技术对W黄酒企业的淋饭酒母、麦曲、初醪和熟醪样品中的真菌资源进行研究。从淋饭酒母、麦曲、初醪、熟醪样本中分别获得136000、215283、166150、143624条优化序列,聚类后分别得到32、133、107、84个操作分类单元(OTU),酿造真菌多样性与丰富度表现出麦曲>初醪>熟醪>淋饭酒母的趋势。从门水平来看,所有样本中的子囊菌均占有绝对优势;在属水平上,酵母在淋饭酒母中表现出明显的优势,曲霉为麦曲中的优势真菌,初醪与熟醪中的优势真菌主要是酵母和曲霉。随着黄酒酿造时间的延长,醪液中酵母的比例逐渐升高,而包括曲霉在内的其它真菌类群表现出逐渐减少的趋势。主坐标分析(PCo A)和相似性聚类分析结果表明,淋饭酒母、初醪和熟醪中的菌群结构更为相近,而麦曲中的真菌资源与其它样本差异很大。对落缸发酵的初始醪液中真菌群落特征进行分析发现,淋饭酒母与麦曲对绍兴黄酒酿造真菌群落的形成具有重要影响。在酿造真菌群落构建过程中,源于淋饭酒母、麦曲等糖化发酵剂的优势种类发挥主导作用。
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