内蒙古传统发酵酸粥中微生物多样性分析

内蒙古传统发酵酸粥中微生物多样性分析

论文摘要

酸粥是一种主要由糜米、大米、小米等制作而成的传统谷类发酵食品,其中微生物成分在其制作过程和品质形成中发挥着重要的作用。为了促进其品质改良和未来的工业化生产,研究其中微生物组成和生物多态性具有重要意义。本研究首次采用PCR-DGGE技术研究内蒙古传统发酵酸粥中微生物多样性。用CTAB-溶菌酶法提取酸粥样品中微生物基因组总DNA,采用带有GC夹子的细菌和真菌通用引物分别扩增微生物16S rDNA V3和26S rDNA D1区,并对样品中相对复杂的细菌用降落PCR程序扩增目的片断。同时为了达到对PCR产物的最佳分离效果,对变性梯度凝胶电泳条件进行了优化,最终确定细菌和真菌的DGGE最佳变性梯度范围分别为35%-55%和30%-55%,最佳上样量为15μL (约为1500ng PCR产物),最佳电泳时间为8h。通过对28个酸粥样品进行DGGE分析,结果显示每个样品都具有丰富的微生物多样性,其中细菌图谱较真菌图谱复杂。在细菌图谱中每个样品都有数量不等的优势条带存在。通过对DGGE图谱中的样品进行聚类分析,结果显示绝大多数的样品地区聚类相似度高,具有一定的地域特征。本研究建立了酸粥样品中乳酸菌初步鉴定的标准模型。通过鉴定梯子初步鉴定出酸粥样品中含有的乳酸菌为Lactobacillus plantarum, Lactobacillus fermentum, Leuconostoc mesenteroide, Lactobacillus brevis, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus curvatus, Lactobacillus delbrueckii, Pediococcus pentosaceus和Lactococcus lactis subsp. lactis。对DGGE图谱中的优势条带切割回收并进行序列比对,结果显示酸粥样品中主要的优势菌为乳杆菌、一些未培养菌以及酵母菌。其中Lactobacillus helveticus是酸粥样品中的最优势菌,出现在85.7%样品中;其次的优势菌为Lactobacillus panis,Lactobacillus fermentum,Lactobacillus brevis,Lactobacillus plantarum;Lactobacillus rossiae和Lactobacillus salivarius仅是极少量样品中的优势菌;另外,未培养菌和与已知菌同源性较低的优势菌种分别占样品量的21.4%和7%、17.9%。酸粥样品中主要的优势真菌为Trichosporon asahii,Saccharomyces cerevisiae,Geotrichum sp.和Issatchenkia orientalis。其中Issatchenkia orientalis是存在于绝大多数酸粥样品中的优势酵母菌,其它几种是少数几个酸粥样品中的优势菌。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  • 1.1 酸粥基本概况及其微生物研究进展
  • 1.1.1 酸粥的基本概况
  • 1.1.2 酸粥类食品中微生物的研究进展
  • 1.2 微生物多样性研究方法的发展
  • 1.2.1 传统培养法研究微生物多样性
  • 1.2.2 分子生物学方法研究微生物多样性
  • 1.3 DGGE 技术在食品微生物多样性研究中的应用
  • 1.3.1 分析微生物类群的多样性
  • 1.3.2 微生物群落的动态监测
  • 1.3.3 食品质量的监测与控制
  • 1.3.4 发现新的微生物种类
  • 1.4 本课题研究的目的及主要内容
  • 2 材料和方法
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 实验样品采集
  • 2.1.2 参考菌株
  • 2.1.3 主要试剂
  • 2.1.4 实验仪器及设备
  • 2.2 基本方法
  • 2.2.1 酸粥样品中微生物总 DNA 的提取
  • 2.2.2 乳酸菌参考菌株 DNA 的提取
  • 2.2.3 DNA 的完整性及浓度纯度检测
  • 2.2.4 16S rDNA 和26S rDNA D1/D2 的PCR 扩增
  • 2.2.5 16S rDNA V3 和26S rDNA D1 区的PCR 扩增
  • 2.2.6 变性梯度凝胶电泳(DGGE)分析
  • 2.2.7 参考菌株 DGGE 图谱模型的构建
  • 2.2.8 微生物多样性的统计学分析
  • 2.2.9 DGGE 优势条带的回收、测序及序列同源性分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 微生物总 DNA 的提取及结果比较
  • 3.2 16S rDNA 和26S rDNA D1/D2 区的PCR 扩增结果
  • 3.3 16S rDNA V3 和26S rDNA D1 区的扩增结果
  • 3.4 变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术的优化
  • 3.4.1 最佳变性剂浓度范围的选择
  • 3.4.2 最佳上样量的选择
  • 3.4.3 最佳电泳时间的选择
  • 3.4.4 染色方法的选择
  • 3.5 酸粥样品中细菌多样性DGGE 指纹图谱分析
  • 3.5.1 乳酸菌参考菌株DGGE 图谱标准模型的建立
  • 3.5.2 样品中细菌多样性DGGE 指纹图谱分析
  • 3.6 DGGE 指纹图谱相似性分析
  • 3.7 细菌DGGE 优势条带序列同源性分析
  • 3.8 酸粥样品中真菌多样性DGGE 指纹图谱分析
  • 3.9 真菌DGGE 优势条带序列同源性分析
  • 4 讨论
  • 4.1 酸粥中微生物总DNA 提取方法的确立
  • 4.2 酸粥样品DGGE 方法的确立
  • 4.3 不同地区酸粥样品微生物多样性比较
  • 4.4 标准梯子对酸粥样品中乳酸菌的初步鉴定
  • 4.5 酸粥样品中优势菌群分析
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 作者简介
  • 相关论文文献

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