应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析玉米内生细菌多样性

为了调查玉米内生细菌种类多样性。应用高通量测序技术测定玉米内生细菌的16S rDNA-V4变异区序列,应用Qiime和Mothur等软件整理和统计样品序列数目和操作分类单元(OTUs)数量,分析物种的丰度、分布和Alpha多样性,以及物种丰富度的差异。本研究获得用于分析的有效序列和OTU数为96334/156;稀疏曲线表明测序深度充分,OTU的数量接近于饱和。玉米(样品名YM)的Chao1指数为156.0,Shanno多样性指数为1.211。玉米内生细菌分布于以下6个属:鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,37.78%)、盐单胞菌属(Halomonas,33.33%)、假单胞菌属(Pseudomonas,13.33%)、希瓦氏菌属(Shewanella,6.67%)、甲基杆菌属(Methylobacterium,4.44%)、土地杆菌属(Pedobacter,4.44%);玉米内生细菌优势菌属为鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas,37.78%)、盐单胞菌属(Halomonas,33.33%)。Illumina Mi Seq高通量测序技术为植物内生细菌的研究提供了更加准确、科学的数据资源。     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术解析梅干菜中细菌多样性

采用Illumina MiSeq高通量测序技术对恩施地区梅干菜中细菌多样性进行解析,同时使用传统纯培养技术对乳酸菌进行分离鉴定。结果表明,恩施地区梅干菜中含量最高的优势细菌门为硬壁菌门（Firmicutes）,其平均相对含量高达60.70%。优势细菌属为乳酸杆菌属（Lactobacillus）、假单胞菌属（Pseudomonas）、葡萄球菌属（Staphylococcus）、魏斯氏菌属（Weissella）、鞘脂单胞菌属（Sphingomonas）、嗜冷杆菌属（Psychrobacter）、四联球菌属（Tetragenococcus）和棒状杆菌属（Corynebacterium）,其平均相对含量分别为60.50%、8.69%、2.86%、1.73%、1.28%、1.07%、1.03%、1.00%。采用传统培养方法从梅干菜分离出5种共12株乳酸菌,经分子生物学鉴定分别为植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）、短乳杆菌（Lactobacillus brevis）,副干酪乳杆菌副干酪亚种（Lactobacillus paracasei subsp. paracasei）、食品乳杆菌（Lactobacillus alimentarius）和融合魏斯氏菌（Weissella confusa）。恩施地区梅干菜中的细菌主要以乳酸菌为主,且乳酸杆菌多样性较高。     

基于Illumina MiSeq高通量测序技术解析利川酱豆真菌多样性

该研究利用Illumina MiSeq高通量测序技术对湖北省恩施土家族苗族自治州利川市酱豆样品的真菌多样性和群落结构进行解析。结果表明,利川酱豆样品中的真菌菌群隶属于3个门、15个纲、27个目、34个科、45个属,核心真菌门为子囊菌门（Ascomycota）（96.79%）和担子菌门（Basidiomycota）（2.63%）;核心真菌属为毕赤酵母属（Pichia）（37.46%）、曲霉属（Aspergillus）（29.48%）、德巴利氏酵母属（Debaryomyces）（3.92%）、假丝酵母属（Candida）（2.86%）、Starmerella（2.62%）、节担菌属（Wallemia）（2.19%）和镰刀菌属（Fusarium）（1.03%）,且核心真菌之间的相关性均不显著（P＞0.05）。     

基于DGGE和Illumina MiSeq技术解析恩施地区米酒细菌多样性

以10个恩施地区米酒为研究对象,采用变性梯度凝胶电泳(denatured gradient gel electrophoresis,DGGE)与MiSeq高通量技术对其细菌多样性进行了评价。DGGE结果表明,恩施地区米酒中的细菌主要为Weissella、Enterococcus、Pediococcus、Kosakonia和Lactobacillus。MiSeq高通量测序结果表明,米酒中的细菌属主要为隶属于Firmicutes的Pediococcus、Enterococcus、Weissella,以及隶属于Proteobacteria的Kosakonia和隶属于Bacteroidetes的Prevotella,其平均相对含量分别为58. 03%、10. 72%、8. 24%、3. 34%和2. 01%。在分类操作单元(operational taxonomic units,OTU)水平上,发现了6个核心OTU,其中OTU5646 (隶属于Pediococcus)的平均含量为54. 74%。采用传统纯培养技术共分离出17株乳酸菌,其中11株鉴定为Pediococcus pentosaceus。由此可见,Pediococcus为恩施地区米酒样品中的优势细菌。     

基于MiSeq高通量测序技术宣恩地区米酒微生物多样性解析

采用MiSeq高通量测序技术对湖北省恩施土家族苗族自治州宣恩县的3个米酒样品微生物多样性进行了解析,结果发现米酒中的细菌主要为隶属于Firmicutes(硬壁菌门)的Pediococcus(片球菌属,74.10%)、Bacillus(芽孢杆菌属,6.32%)和Lactobacillus(乳杆菌属,3.03%)以及隶属于Proteobacteria(变形菌门)的Pseudomonas(假单胞菌属,3.58%)、Acinetobacter(不动杆菌属,1.22%)和Enterobacter(肠杆菌属,1.08%),真菌主要为隶属于Ascomycota(子囊菌门)的Wickerhamomyces(异常威克汉姆酵母属,44.67%)、Saccharomycopsis(扣囊复膜酵母,23.10%)和Trichomonascus(1.20%)以及隶属于Mucoromycotina(毛霉亚门)的Amylomyces(淀粉菌,27.06%)。细菌和真菌的核心OTU包含序列条数占总序列数的89.88%和98.80%。由此可见,宣恩地区米酒存在大量的核心细菌和真菌类群。

     

基于Illumina MiSeq高通量测序技术分析5种不同臭豆腐生坯细菌多样性

该实验研究了长沙臭豆腐生坯中微生物结构，以期为臭豆腐低温保存储运过程品质保障提供依据。以5种不同厂家低温保存臭豆腐生坯（编号为YYD1、HSJD2、CGL3、PJX4、JXF5）为研究对象，利用Illumina MiSeq高通量测序技术对其细菌多样性进行分析。结果表明，5种臭豆腐生坯样品中共得到342 560个有效的序列数（Tags），共注释到30个门和31个属。在门分类水平上，拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）在5种不同样品中占绝对优势；在属分类水平上，普雷沃氏菌属（Prevotellaceae）在所有样品中占绝对优势。根据主成分分析（PCA）可知，样品HSJD2、PJX4和YYD1的菌群结构相似，而样品JXF5和CGL3的菌群结构具有较大的差异。     

Illumina MiSeq高通量测序分析红谷黄酒酒曲微生物菌群多样性

采用南阳红谷黄酒酒曲为研究对象,利用高通量测序方法对红曲、大曲、小曲的微生物菌群多样性进行分析。结果表明,大曲的微生物菌群多样性最高,红曲的最低,且两者间的微生物群落结构差异最大。红曲中优势细菌属为伯克霍尔德氏菌属（Burkholderia）、醋酸杆菌属（Acetobacter）、芽孢杆菌属（Bacillus）、乳酸杆菌属（Lactobacillus）等,优势真菌种为紫红曲霉（Monascus purpureus）、黑曲霉（Aspergillus niger）等;大曲中优势细菌属为克罗彭斯特菌属（Kroppenstedtia）、芽孢杆菌属、魏斯氏菌属（Weissella）、葡萄球菌属（Staphylococcus）等,优势真菌种为嗜热子囊菌（Thermoascus aurantiacus）、黄曲霉（Aspergillus flavus）、疏绵状嗜热丝孢菌（Thermomyces lanuginosus）等;小曲中优势细菌属为魏斯氏菌属、乳球菌属（Lactococcus）、假单胞菌属（Pseudomonas）等,优势真菌种为少根根霉菌（Rhizopus arhizus）、热带假丝酵母（Candida tropicalis）、异常威克汉姆酵母（Wickerhamomyces anomalus）等。     

基于Illumina MiSeq测序技术不同地区辣椒酱细菌多样性分析

在采用MiSeq高通量测序技术对咸丰地区10个辣椒酱细菌群落多样性进行系统分析的基础上,进一步从MG-RAST数据中下载当阳地区辣椒酱测序数据,进而对不同地区辣椒酱核心细菌类群进行比较分析。结果表明,咸丰地区辣椒酱中核心细菌类群主要由Lactobacillus,Bacillus,Leuconostoc,Pediococcus,Weissella,Pseudomonas,Halomonas和Corynebacterium构成。基于UniFrac距离的主坐标分析和聚类分析均表明,咸丰和当阳地区辣椒酱细菌群落结构存在较大差异,咸丰地区辣椒酱细菌群落结构种类多样性及丰度要显著偏高(p<0.05)。该研究对揭示辣椒酱细菌多样性和不同地区间差异的关联性可能具有一定积极意义。     

应用Illumina MiSeq高通量测序技术分析巴东地区豆瓣酱中微生物多样性

为了解湖北省恩施市巴东地区豆瓣酱中微生物的多样性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析豆瓣酱中细菌16S r RNA及真菌18S rRNAV4区基因序列,进而比较豆瓣酱微生物的群落结构组成及多样性差异。结果 3个样品共获得117644条有效序列,867个OTUs数目。多样性分析表明,豆瓣酱中具有高度的微生物群落多样性。微生物群落组成分析表明,样品中子囊菌门(Ascomycota,95.84%)、变形菌门(Proteobacteria,47.13%)、厚壁菌门(Firmicutes,32.37%)、放线菌(Actinobacteria,12.87%)为优势菌门,所占比例都超过了10.0%。在豆瓣酱样品中分别鉴定出311个细菌属和16个真菌属,优势细菌和真菌属平均相对含量分别为8.09%和24.74%,细菌及真菌多样性在属的水平上差异显著(p0.05)。研究结果加深了对豆瓣酱微生物群落组成和多样性的认识,以期为巴东地区豆瓣酱中微生物菌种资源的发掘与保护提供理论依据。     

应用Illumina MiSeq测序解析O3-BAC水处理技术生产饮用水中细菌多样性

采用切向流超滤技术(TFF)大量富集浓缩饮用水,提取其基因组DNA,扩增16SrDNA片段的V4+V5区,共获得45 093条序列,序列平均长度395.65bp,经高通量测序和物种注释、评估、组成分析、β-多样性分析、物种差异分析、RDA分析等进行生物信息学分析,获得饮用水中细菌多样性组成及丰度信息。结果发现,饮用水中可能含有的细菌多样性具有不确定性和随机性,对其影响最大的水质指标为浊度和余氯,经Illumina MiSeq高通量测序获得基因信息的细菌可能存在无活性或者处于VBNC状态的可能,难以采用纯培养方式培养,Illumina MiSeq高通量测序可作为饮用水细菌分析的前置技术加以推广和应用。     

应用Illumina Miseq测序分析饮用水源水中病毒多样性

以东太湖水源水为研究对象,应用梯度-串联-循环-切向流超滤技术对水体中病毒进行分离浓缩,使用非序列依赖性单引物扩增技术扩增源水中病毒基因组,采用Illumina Miseq进行测序,与NCBI基因数据库进行比对,质控后获得1?190?914?928?bp基因数据,可组装成5?554?条scaffolds序列,获知病毒基因组功能,经比对可注释到尾噬菌体目（Caudovirales）、疱疹病毒目（Herpesvirales）、线状病毒目（Ligamenvirales）,在科的水平上,注释到40?个科病毒的同源序列,其中含量较高的病毒科为Microviridae占27.590?1%,Siphoviridae占23.010?7%,Phycodnaviridae占5.322?2%,Retroviridae占1.691?2%,Mimiviridae占1.960?8%,其中无法注释（norank）占21.572?8%,102?112?条reads在科水平上norank,研究可以高通量的获得水源水中病毒多样性信息,并为水体中病毒的检测提供理论参考依据。     

应用Illumina MiSeq测序技术比较传统发酵乳、肉食品中细菌多样性

为全面了解内蒙古特色发酵食品中细菌微生物多样性,比较不同发酵食品的细菌群落结构。运用高通量测序技术,对发酵乳制品(饼状奶酪、棒状奶酪及奶豆腐)和发酵肉制品(发酵香肠、风干羊肉和风干牛肉)中细菌群落组成和多样性进行分析。本研究中共获得194568条有效序列,237个OTU。菌群多样性分析表明:发酵肉制品中菌群Shannon指数较高于发酵乳制品,乳肉制品之间的菌群组成差异较大。发酵乳制品中主要以厚壁菌门为主,而发酵肉制品则以厚壁菌门和变形菌门为主;在属水平上,发酵乳制品的优势菌属为乳杆菌属,而发酵肉制品中的优势菌属为假单胞菌属,次优势菌属为乳杆菌属。在种水平上,由于未检测到的菌群含量较高,所以不能确定乳、肉制品优势菌种,而在发酵乳、肉食品中可检测到的菌群中清酒乳杆菌含量较高。通过16s预测功能分析,发酵乳、肉食品中的绝大部分细菌与转运代谢有关,如脂肪代谢、氨基酸代谢等功能。     

利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析原料乳的菌群分布

为测定原料乳中的菌群分布情况,应用Illumina MiSeq高通量测序方法,主要对14?个奶牛场的原料乳进行采集,通过DNA测序确定菌群的多样性及致病菌的分布情况,进行操作分类单元聚类分析、Alpha多样性分析、物种分类分析3?方面的测定。结果表明不同牧场的菌群存在多样性,位于前列的分别是肠球菌属（Enterococcus）、芽孢杆菌属（Bacillus）、不动杆菌属（Acinetobacter）、乳球菌属（Lactococcus）,同时表明,个别牛场原料乳中有金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和志贺菌（Shigella）的存在。     

基于MiSeq高通测序技术的米酒真菌多样性分析

为探究米酒中真菌多样性,本研究采用MiSeq高通测序技术与多元统计学手段相结合的方法对采集自恩施地区的10个农家自酿米酒样品中真菌微生物进行了研究,结果表明该地米酒样品中的真菌门主要为子囊菌门(Ascomycota)、毛霉亚门(Mucoromycotina)、担子菌门(Basidiomycota)、壶菌门(Chytridiomycota)和芽枝霉门(Blastocladiomycota),核心优势真菌属及其平均相对含量分别为复膜孢酵母属(Saccharomycopsis,62.44%)、根霉属(Rhizopus,20.28%)和淀粉菌(Amylomyces,4.42%);在对97%的相似度下划分的10627个操作分类单元(Operational taxonomic units,OTU)进行研究时发现OTU2793、OTU8553、OTU2342、OTU4367、OTU9019、OTU4274和OTU5981的累积平均相对含量高达80.64%且在各样品中均有分布,各样品中除含有大量的共有真菌菌群外亦含有独特的真菌类群;同时,在对样品差异进行分析时发现,采集的10个米酒样品大致可以分为两个聚类,且聚类Ⅰ样品真菌群落结构组内差异要显著高于聚类Ⅱ(p<0.05),而优势真菌属Saccharomycopsis、Rhizopus、Amylomyces和Poitrasia是造成米酒样品两个聚类微生物群落结构差异显著的关键真菌类群。     

基于Illumina MiSeq技术分析腌干鱼加工过程中微生物群落多样性

为研究传统和乳酸菌法加工腌干鱼过程微生物的变化规律,为优化腌干鱼工艺提供理论依据,采用MiSeq测序技术,研究腌干鱼在不同加工阶段的细菌多样性,结果表明:腌干鱼加工过程微生物种类丰富,主要分为三大类:拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和变性菌门(Proteobacteria);蓝圆鲹初始菌相中优势细菌为肠杆菌科(Enterbacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcactae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)和希瓦氏菌科(Shewanellaceae);海鲈初始菌相中优势菌主要是气单胞菌科(Aeromonadaceae)、芽孢杆菌科(Bacillaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)、肠杆菌科(Enterbacteriaceae)、肠球菌科(Enterococcaceae)、摩式摩根菌科(Moraganellaceae)、链球菌科(Streptococcaceae)等。传统腌制加工过程中菌相比较单一,优势菌主要是弧菌科(Vibrionaceae)、葡萄球菌科(Staphylococcaceae)、假单胞菌科(Pseudomonadaceae)和动性球菌科(Planococcaceae);而接种乳酸菌发酵后,加工过程中细菌多样性呈现增加趋势,并且乳酸菌成为优势菌,促进了微杆菌科(Exiguobacteracea),葡萄球菌(Staphylococcaceae)等优势菌的繁殖;此外还检测到气单胞菌(Aeromonadaceae)和乳杆菌(Lactobacillaceae)等传统蓝圆鲹腌制加工过程中没有出现的菌。海鲈在腌制加工过程中细菌多样性明显高于蓝圆鲹,乳酸菌法腌制加工过程中细菌多样性明显增加。     

Bacterial diversity and composition of alfalfa silage as analyzed by Illumina MiSeq sequencing: Effects of Escherichia coli O157:H7 and silage additives

The first objective of this study was to examine effects of adding Escherichia coli O157:H7 with or without chemical or microbial additives on the bacterial diversity and composition of alfalfa silage. The second objective was to examine associations between the relative abundance of known and unknown bacterial species and indices of silage fermentation quality. Alfalfa forage was harvested at 54% dry matter, chopped to a theoretical length of cut of 19 mm, and ensiled in quadruplicate in laboratory silos for 100 d after the following treatments were applied: (1) distilled water (control); (2) 1 × 10⁵ cfu/g of E. coli O157:H7 (EC); (3) EC and 1 × 10⁶ cfu/g of Lactobacillus plantarum (EC+LP); (4) EC and 1 × 10⁶ cfu/g of Lactobacillus buchneri (EC+LB); and (5) EC and 0.22% propionic acid (EC+PA). After 100 d of ensiling, the silage samples were analyzed for bacterial diversity and composition via the Illumina MiSeq platform (Illumina Inc., San Diego, CA) and chemically characterized. Overall, Firmicutes (74.1 ± 4.86%) was the most predominant phylum followed by Proteobacteria (20.4 ± 3.80%). Relative to the control, adding E. coli O157:H7 alone at ensiling did not affect bacterial diversity or composition but adding EC+LP or EC+LB reduced the Shannon index, a measure of diversity (3.21 vs. 2.63 or 2.80, respectively). The relative abundance of Firmicutes (69.2 and 68.8%) was reduced, whereas that of Proteobacteria (24.0 and 24.9%) was increased by EC+LP and EC+PA treatments, relative to those of the control (79.5 and 16.5%) and EC+LB (77.4 and 18.5%) silages, respectively. Compared with the control, treatment with EC+LP increased the relative abundance of Lactobacillus, Sphingomonas, Pantoea, Pseudomonas, and Erwinia by 426, 157, 200, 194, and 163%, respectively, but reduced those of Pediococcus, Weissella, and Methylobacterium by 5,436, 763, and 250%, respectively. Relative abundance of Weissella (9.19%) and Methylobacterium (0.94%) were also reduced in the EC+LB silage compared with the control (29.7 and 1.50%, respectively). Application of propionic acid did not affect the relative abundance of Lactobacillus, Weissella, or Pediococcus. Lactate concentration correlated positively (r = 0.56) with relative abundance of Lactobacillus and negatively (r = ?0.41) with relative abundance of Pediococcus. Negative correlations were detected between ammonia-N concentration and relative abundance of Sphingomonas (r = ?0.51), Pantoea (r = ?0.46), Pseudomonas (r = ?0.45), and Stenotrophomonas (r = ?0.38). Silage pH was negatively correlated with relative abundance of Lactobacillus (r = ?0.59), Sphingomonas (r = ?0.66), Pantoea (r = ?0.69), Pseudomonas (r = ?0.69), and Stenotrophomonas (r = ?0.50). Future studies should aim to speciate, culture, and determine the functions of the unknown bacteria detected in this study to elucidate their roles in silage fermentation.     

应用Illumina MiSeq测序技术比较风干肉中细菌多样性和微生物安全性

为了解风干肉制品中细菌的多样性及其微生物的安全性,采用Illumina MiSeq高通量测序技术,分析风干肉制品中细菌16S rRNA V4区基因序列,进而比较不同风干肉微生物的群落结构组成及多样性差异。结果显示,14 个样品共获得466 975 条有效序列,975 个操作分类单元。多样性分析表明,自然发酵风干肉中具有高度的微生物群落多样性。微生物群落组成分析表明,自然发酵样品中厚壁菌门（Firmicutes,39%）、变形菌门（Proteobacteria,40%）、拟杆菌门（Bacteroidetes,14%）为优势菌门,所占比例都超过了10%,人工调控样品中Firmicutes（92%）为优势菌门。在自然发酵和人工调控肉制品中分别鉴定出241 个和102 个细菌属,细菌多样性在属的水平上差异显著（P＜0.05）。研究结果加深了对风干肉细菌群落组成和多样性的认识,为保证风干肉制品的质量安全、提高风干肉制品的品质、优化风干肉的生产工艺提供理论依据。