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浓香型大曲微生物菌群演替与吡嗪类物质合成的关系

Dissecting the Relationship between Microbial Community Succession and Pyrazine Metabolite Synthesis in Nongxiangxing Daqu

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摘要对浓香型大曲制曲过程中吡嗪类物质合成的阶段特征与微生物菌群之间的相关性进行解析,探究制曲过程中微生物相互作用对吡嗪类物质合成的影响.通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术和高通量测序获得制曲过程中吡嗪类物质和微生物菌群结构的阶段性变化,利用主成分分析和线性判别分析寻找制曲过程中的差异微生物.基于Spearman相关系数构建差异微生物与吡嗪类物质的相关性,及这些吡嗪类代谢相关微生物与浓香型大曲微生物菌群之间的相关性网络图.结果显示,在制曲过程中共检测到9种吡嗪类物质,在1～5 d和7～28 d阶段吡嗪类物质的数量和种类存在显著差异,且制曲过程中微生物群落演替可分为两个阶段:A阶段(1～5d)和B阶段(7～28d).在A阶段,差异真菌主要为奥默柯达属(Kodamae)、念珠菌属(Candida),差异细菌主要为考萨考氏菌属(Kosakonia)、泛菌属(Pantoea)、嗜甲基菌属(Methylophilus);B阶段差异真菌主要为嗜热子囊菌属(Thermoascus)、嗜热丝孢菌属(Thermomyces),差异细菌主要为高温放线菌属(Thermoactinomyces)、糖多孢菌属(Saccharopolyspora).制曲过程中与吡嗪类物质合成呈正相关的微生物包括枝孢霉属(Cladosporium)、横梗霉属(Lichtheimia)等;呈负相关的微生物包括嗜热子囊菌属、镰刀菌属(Fusariuim)等,这些吡嗪合成相关微生物与制曲过程中其他大曲微生物之间多呈正相关,仅嗜热真菌属(嗜热子囊菌属)等少数微生物表现出负相关.研究结果揭示了浓香型大曲发酵过程中合成吡嗪类物质相关的微生物菌群,为解析大曲微生物合成吡嗪类物质的机制提供理论依据.