我国传统发酵蔬菜中乳酸菌生物多样性及发酵环境与优势菌群的作用机制

The lactic acid bacteria flora in traditional fermented vegetables is greatly affected by the fermentation environment, but there are few studies about the influence as well as the mechanism of different fermentation environments on the lactic acid bacteria flora in traditional fermented vegetables. Various typical traditional fermented vegetable samples (Sichuan sauerkraut, Dongbei sauerkraut, and Jiangxi pickle) are studied in our project Both culture-dependent and culture-independent methods, temperature gradient gel electrophoresis (TGGE), are used to analyze the flora and biodiversity of LAB, and the abundance of dominated LAB; the active mechanism of the fermented environment with the LAB flora and its abundant is analyzed in the metabonomics. The completion of the project will set up the fermentation vegetables LAB information resource database and the change in LAB abundant, reveal the effect of fermentation environments on the biodiversity of LAB in typical traditional fermented vegetables and clarify the mechanism of different fermentation environments on the LAB flora . The project will provide important theoretical guidance for further specifying the safe and standard production of the traditional fermented vegetable industry as well as improving the quality of vegetable products. And what’s more,it is also of significance for promoting our traditional food culture.

我国传统发酵蔬菜中的乳酸菌菌系受其发酵环境的影响很大，但关于发酵蔬菜中乳酸菌生物多样性以及不同发酵环境对发酵蔬菜中乳酸菌菌系结构的影响和作用机制的研究甚少。本课题以我国传统发酵蔬菜（四川泡菜、东北酸菜、江西腌菜）为研究对象，应用现代分离培养技术与PCR-TGGE相结合的方法，解析我国传统发酵蔬菜中乳酸菌的生物多样性和菌种丰度变化规律；利用典型对应分析法研究发酵环境和发酵蔬菜中乳酸菌菌系结构和丰度的相关性；采用代谢组学分析环境因素对菌系结构及其丰度的作用机制。本研究结果将建立我国传统发酵蔬菜的乳酸菌生物多样性信息资源库、菌种资源库和菌种丰度变化规律谱图，揭示发酵环境对我国传统发酵蔬菜中乳酸菌生物多样性的影响，阐明发酵环境对发酵蔬菜菌系的作用机制。为进一步规范我国传统发酵蔬菜产业的标准化和安全化生产，改善发酵蔬菜产品品质提供重要的理论依据，对弘扬我国民族食品文化具有重要意义。

我国传统发酵蔬菜中的乳酸菌菌系受其发酵环境的影响很大，但关于发酵蔬菜中乳酸菌生物多样性以及不同发酵环境对发酵蔬菜中乳酸菌菌系结构的影响和作用机制的研究甚少。本项目以我国传统发酵蔬菜（西南泡菜、东北酸菜、东北辣白菜、西北浆水、江西南丰腌菜等）100余份为研究对象，采用现代分离培养技术与高通量测序技术相结合的方法对不同地区发酵蔬菜中微生物多样性（包括乳酸菌生物多样性）及其丰度进行分析比较，并利用主成分分析法（PCA）、典型对应分析法（CCA）分析等多元统计学方法研究发酵蔬菜中微生物（含乳酸菌菌系）结构与酸度、盐度等环境因子之间的关系。结果表明：在门水平上，厚壁菌门和变形菌门是这些发酵蔬菜的优势菌门；在属水平上，乳酸杆菌属是泡菜、浆水及无盐腌菜中的优势菌属，乳酸杆菌属、片球菌属、魏斯氏菌是辣白菜中的主要菌属，乳酸杆菌属和片球菌属是酸菜及有盐腌菜的主要菌属；在种水平上，耐酸乳酸杆菌是酸菜中的主要乳酸菌，类短乳杆菌、小片球菌和戊糖乳杆菌是辣白菜中的主要优势菌种，解淀粉乳杆菌、发酵乳杆菌和桥乳杆菌是浆水的优势菌种，小片球菌、棒状乳杆菌、戊糖乳杆菌和类短乳杆菌是酸菜的优势菌种，植物乳杆菌、戊糖乳杆菌、小片球菌和短乳杆菌是有盐腌菜的优势菌种，发酵乳杆菌、棒状乳杆菌和乳酸杆菌亚种为无盐腌菜的优势菌种。辣白菜中微生物与酸度、乳酸和乙酸含量成正相关，与盐度成负相关；泡菜中的微生物与酸度、乳酸、乙酸含量呈负相关，与盐度呈正相关。本项目系统剖析我国传统发酵蔬菜中微生物的生物多样性，建立标准的发酵蔬菜乳酸菌信息资源库及菌种资源库等，揭示不同发酵环境对我国各民族地区特色发酵蔬菜中微生物的影响。本研究可提升我国传统发酵蔬菜制品的理论研究水平，为我国传统发酵蔬菜制品的标准化、品质改良和食品安全提供重要的理论依据，对挖掘和抢救我国各民族传统特色发酵蔬菜食品、弘扬中华民族食品文化具有重要意义。