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基于宏基因組測序?qū)χ袊狈降貐^(qū)生乳中嗜冷菌的群落結(jié)構(gòu)研究

2024-09-30 00:00:00許文君鄭楠王加啟孟璐
畜牧獸醫(yī)學(xué)報 2024年8期
關(guān)鍵詞:假單生乳內(nèi)蒙古地區(qū)

摘 要: 本研究旨在利用宏基因組測序探究中國北方地區(qū)生乳中嗜冷菌群落結(jié)構(gòu)的多樣性。在冬季從中國內(nèi)蒙古地區(qū)和北京地區(qū)的14個牧場共采集14份生乳樣品,分離純化可培養(yǎng)嗜冷菌和提取生乳中微生物總DNA,并利用16S rDNA測序和宏基因組測序結(jié)合的方法對生乳中嗜冷菌進行分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),北京地區(qū)和內(nèi)蒙古地區(qū)生乳中嗜冷菌的群落結(jié)構(gòu)無顯著性差異。兩個地區(qū)生乳中優(yōu)勢嗜冷菌屬均是假單胞桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬和短波單胞桿菌屬。全局和概述圖譜、氨基酸代謝和碳水化合物代謝是最主要的功能代謝途徑,且嗜冷菌中含有多種抗生素抗性基因。綜上,本研究利用傳統(tǒng)培養(yǎng)和宏基因組測序準(zhǔn)確測定了生乳中嗜冷菌群落的物種和功能信息,有助于了解生乳中嗜冷菌的生命活動及為嗜冷菌風(fēng)險評估提供基礎(chǔ)信息,促進中國北京及內(nèi)蒙古牧場開展防控。

關(guān)鍵詞: 生乳;嗜冷菌;宏基因組測序;地區(qū);結(jié)構(gòu)

中圖分類號:TS252.1

文獻標(biāo)志碼:A

文章編號:0366-6964(2024)08-3659-10

收稿日期:2023-11-15

基金項目:國家重點研發(fā)計劃(2022YFD1301003);農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險評估(GJFP20220304);國家奶牛產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS36);中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程(ASTIP-IAS12)

作者簡介:許文君(1996-),女,山東濱州人,碩士生,主要從事牛奶微生物研究,E-mail: xubj2022@163.com

通信作者: 孟 璐,主要從事牛奶微生物研究,E-mail: menglu@caas.cn

Study on the Community Structure of Psychrophilic Bacteria in Raw Milk from North Regions of China based

on Metagenomic Sequencing

XU" Wenjun1,2,3, ZHENG" Nan2,3, WANG" Jiaqi2,3, MENG" Lu2,3*

(1.College of Food Science and Engineering, Qingdao Agricultural University, Qingdao 266109,

China;

2.Key Laboratory of Quality and Safety Control for Milk and Dairy Products of Ministry of

Agriculture and Rural Affairs, Institute of Animal Sciences, Chinese Academy of Agricultural Sciences,

Beijing 100193," China;

3.Laboratory of Quality and Safety Risk Assessment for Dairy Products of

Ministry of Agriculture and Rural Affairs (Beijing), Institute of Animal Sciences, Chinese Academy of Agricultural

Sciences, Beijing 100193," China)

Abstract:" In this study, the aimThe aim of this study was to investigate the community structure diversity of psychrophilic bacteria in raw milk in northern China by metagenomic sequencing. A total of 14 raw milk samples were collected from 14 pastures in Inner Mongolia and Beijing, China in winter. The culturable psychrophilic bacteria were isolated and purified and, total microbial DNA in raw milk was extracted as well. Moreover, the psychrophilic bacteria in raw milk were analyzed by 16S rDNA sequencing and metagenomic sequencing, respectively. The results showed that no significant difference was found in community structure of psychrophilic bacteria in raw milk between Beijing and Inner Mongolia. Pseudomonas, Stenotrophomonas and Brevundimonas were the dominant psychrophiles bacteria in raw milk from the two regions. The global and overview profiles, amino acid metabolism and carbohydrate metabolism were the most important functional metabolic pathways, and psychrophilic bacteria contained a variety of antibiotic resistance genes. In conclusion, this study used traditional culture and metagenomic sequencing to accurately determine the species and functional information of the psychrophilic community in raw milk, which is helpful to understand the life activities of psychrophilic bacteria in raw milk and provide basic information for risk assessment of psychrophilic bacteria. Furthermore, it lays down foundational knowledge pivotal for the effective prevention and management of pasture-related issues in Beijing and Inner Mongolia, China.

Key words: raw milk; psychrophilic bacteria; metagenomic sequencing; region; structure

*Corresponding author: MENG Lu, E-mail: menglu@caas.cn

乳中營養(yǎng)物質(zhì)豐富,不僅能為人類提供重要的必需營養(yǎng)元素,同時也是微生物生長和繁殖的理想培養(yǎng)基。生乳在冷藏條件下運輸或儲存能延緩嗜溫菌和嗜熱菌的生長繁殖,但嗜冷菌的生命活動不受影響[1]。嗜冷菌是一種通常在低溫環(huán)境中生長的微生物,其存在于土壤、水、空氣等自然環(huán)境[2-3]。在生乳的嗜冷菌群落中,已被鑒定的主要種類為假單胞桿菌屬(Pseudomonas)、不動桿菌屬(Acinetobacter)、鏈球菌屬(Streptococcus)、乳球菌屬(Lactococcus)、乳桿菌屬(Lactobacillus)、片球菌屬(Pediococcus)、沙雷菌屬(Serratia)和腸球菌屬(Enterococcus)等[4-6]。在生乳冷藏儲存過程中嗜冷菌可以產(chǎn)生耐熱的蛋白水解酶和脂肪水解酶,這些耐熱酶能夠在超高溫瞬時殺菌(Ultra-high temperature instantaneous sterilization,UHT)處理后保持活性,然后水解乳蛋白和乳脂肪,導(dǎo)致奶制品變質(zhì)和保質(zhì)期縮短[7]。因此,生乳中的微生物群落結(jié)構(gòu)是決定奶及奶制品質(zhì)量的關(guān)鍵因素[8]。

生乳中嗜冷菌的組成可能受到環(huán)境和畜群等因素影響,并成為決定奶制品的感官、風(fēng)味和質(zhì)地的因素之一。研究發(fā)現(xiàn),奶牛皮膚、空氣、水、土壤、飼料、草、擠奶設(shè)備等是造成生乳被污染的最主要來源[4]。此外,影響生乳中嗜冷菌群落結(jié)構(gòu)的還包括采樣地理位置、氣候條件、動物遺傳、畜群規(guī)模和乳房健康情況[9]。根據(jù)Yap等[10]的研究,在愛爾蘭不同地理位置采樣對生乳微生物群具有顯著影響。Guo等[11]和Liang等[12]也發(fā)現(xiàn),中國不同地理區(qū)域是影響生乳微生物群的重要因素。高通量DNA測序已被證明是研究不同環(huán)境和宿主相關(guān)微生物群落的重要工具。相較于16S rDNA測序,鳥槍法宏基因組測序(Shotgun metagenomics sequencing, WMS)能提供更高的分類分辨率,并可以進一步表征微生物群落的功能活動,包括代謝途徑和抗生素耐藥性[13]。

關(guān)于我國生乳中嗜冷菌的多樣性與牧場環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)已有相關(guān)報道,但通常是通過基于傳統(tǒng)的培養(yǎng)方法或16S rDNA測序進行分析的,而利用宏基因組測序針對我國北方地區(qū)生乳中嗜冷菌的功能特性研究較少。因此,本研究在冬季從中國內(nèi)蒙古地區(qū)和北京地區(qū)的14個牧場共采集14份生乳樣品,利用傳統(tǒng)培養(yǎng)和鳥槍法宏基因組測序?qū)ι闃悠分惺壤渚奈锓N和功能特征進行比較,并探討地理因素與生乳嗜冷菌群落組成的關(guān)系,以期為生乳的質(zhì)量安全監(jiān)測提供重要依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗材料

0.85%生理鹽水(北京陸橋技術(shù)股份有限公司);1 μL接種環(huán),涂布棒(北京萃鋒科技有限公司);一次性塑料培養(yǎng)皿(北京萊伯沃德科技有限公司);嗜冷菌計數(shù)瓊脂(青島高科技工業(yè)園海博生物技術(shù)有限公司);裂解緩沖液,無菌無酶水,EmeraldAmp Max PCR Master Mix [寶生物工程(大連)有限公司];GeneGreen核酸染料 [金連寶生物技術(shù)(北京)有限公司];DL 2 000 DNA Marker(南京諾唯贊生物科技股份有限公司);Tris-EDTA緩沖液(上海碧云天生物技術(shù)有限公司);DNA抽提試劑(苯酚∶氯仿∶異丙醇)=25∶24∶1(pHgt;7.8)、蛋白酶K,索萊寶(北京索萊寶科技有限公司);2×CTAB提取液(北京酷來搏科技有限公司);PCR引物、50×TAE電泳緩沖液,[生工生物工程(上海)股份有限公司];異丙醇,無水乙醇(分析純,北京市通廣精細(xì)化工公司)。

1.1.2 試驗儀器

3-18K 臺式高速冷凍離心機(德國希格瑪實驗室離心機公司);HPS-250生化培養(yǎng)箱,HDL BSC-136011A2生物安全柜(北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司);PowerPac 電泳儀(美國BIO-RAD公司);T100 溫度梯度熱循環(huán)儀 [伯樂生命醫(yī)學(xué)產(chǎn)品(上海)有限公司];Nanodrop 2000 [賽默飛世爾科技(中國)有限公司]。

1.2 試驗方法

1.2.1 生乳樣品采集

2023年1月在內(nèi)蒙古地區(qū)某8個牧場、北京地區(qū)某6個牧場采集生乳樣品。每個牧場從奶罐中采集1份250 mL的樣品,共14份樣品。所有樣品在4℃保存,然后在8 h內(nèi)冰運至實驗室進行微生物總DNA提取和嗜冷菌分離鑒定。

1.2.2 嗜冷菌分離與鑒定

嗜冷菌計數(shù):按照《乳與乳制品中嗜冷菌、需氧芽孢及嗜熱需氧芽孢數(shù)的測定》(NY/T 1331—2007)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。每個生乳樣品搖勻,根據(jù)預(yù)試驗結(jié)果選擇3個合適的稀釋度,然后取100 μL均勻涂于嗜冷菌培養(yǎng)基上,6.5℃下培養(yǎng)10 d。挑選不同形態(tài)的菌落,經(jīng)過4代純化后獲得純菌落。然后使用裂解緩沖液提取每個純菌落的DNA。PCR反應(yīng)體系是30 μL,其中15 μL EmeraldAmp Max PCR Master Mix、11 μL無菌無酶水、正/反向引物各1 μL和細(xì)菌基因組DNA模板2 μL。擴增完成后,通過1%瓊脂糖凝膠電泳檢測擴增產(chǎn)物的完整性,之后將合格的樣品送生工生物工程(上海)股份有限公司進行16S一代測序。獲得的有效序列在NCBI數(shù)據(jù)庫中檢索。本試驗所用引物由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。具體引物序列如表 1 所示。

1.2.3 宏基因組測序

使用CTAB法從生乳中提取微生物基因組總DNA。然后NanoDrop 2000確認(rèn)DNA濃度,1%瓊脂糖凝膠電泳確認(rèn)DNA的完整性和純度。檢測合格的DNA樣品保存在-80℃。文庫構(gòu)建合格后,在DNBseq PE150平臺上對符合條件的文庫進行測序分析。原始測序數(shù)據(jù)使用Fastp[15]去除數(shù)據(jù)中的低質(zhì)量reads和N-堿基reads,然后利用BWA將Reads與?;蚪M序列進行比對,去除高比對相似性的污染Reads,獲得后續(xù)分析的高質(zhì)量序列[16]。最后,對每個樣本在域、界、門、綱、目、科、屬、種等分類水平上的嗜冷菌群落組成進行統(tǒng)計。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)整理使用Microsoft Excel 2016。嗜冷菌數(shù)量結(jié)果采用GraphPad Prism 9.5繪制折線圖。宏基因組測序數(shù)據(jù)使用R語言進行處理,在美吉云平臺在線制圖[17]。

2 結(jié) 果

2.1 可培養(yǎng)嗜冷菌的鑒定

采用NY/T 1331—2007標(biāo)準(zhǔn)對生乳中嗜冷菌數(shù)量進行了測定。如圖1所示,內(nèi)蒙古地區(qū)嗜冷菌數(shù)量為10~2 400 CFU·mL-1(圖1A);北京地區(qū)嗜冷菌數(shù)量為10~1 900 CFU·mL-1(圖1B)。結(jié)果表明,生乳中嗜冷菌污染情況符合標(biāo)準(zhǔn)。

本研究從14份生乳樣品中分離出45種不同形態(tài)的嗜冷菌菌落,共鑒定為11屬29種,其中優(yōu)勢屬為假單胞桿菌屬(表2)。在兩個地區(qū)中均分離到Chryseobacterium indoltheticum、Pseudomonas fluorescens(熒光假單胞桿菌)、Pseudomonas gessardii(蓋氏假單胞菌)、Psychrobacter pulmonis、Serratia liquefaciens(液化沙雷菌)和Serratia grimesii(格氏沙雷菌)。

2.2 宏基因組測序概述

宏基因組測序數(shù)據(jù)共產(chǎn)生1 855 292 416條原始讀數(shù)。質(zhì)控后,每個樣品的清洗讀數(shù)范圍為115 440 890到149 997 236之間。序列組裝結(jié)果顯示,每個樣本的平均contigs數(shù)為20 326。經(jīng)細(xì)菌域物種注釋后,所有生乳樣品的基因序列歸屬于39門、82綱、169目、361科、1 003屬和5 649種。

2.3 嗜冷菌的α-多樣性

采用Wilcoxon秩和檢驗方法判斷兩組樣本間α多樣性指數(shù)是否存在顯著差異。本研究使用Chao1、Shannon和Simpson指數(shù)分別測量生乳中嗜冷菌的α多樣性。如圖2所示,兩個地區(qū)的Chao1、Shannon和Simpson指數(shù)均沒有顯著性差異(Pgt;0.05)。因此,內(nèi)蒙古地區(qū)樣品中的嗜冷菌群落與北京地區(qū)樣品中嗜冷菌群落的多樣性相似。

2.4 嗜冷菌的群落結(jié)構(gòu)

基于Bray-Curtis距離評估Beta多樣性,并通過主坐標(biāo)分析可視化分析研究不同地區(qū)生乳樣品中嗜冷菌群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)性,其中點之間的距離反映樣本之間的差異程度。主坐標(biāo)分量1(PC1)和主坐標(biāo)分量2(PC2)的貢獻率分別為61.74%和20.94%,物種水平的ANOSIM分析顯示R值為-0.031(P=0.53,圖3)。結(jié)果表明,內(nèi)蒙古地區(qū)和北京地區(qū)生乳中嗜冷菌群落結(jié)構(gòu)相似。

本研究中宏基因組測序數(shù)據(jù)表明,在屬水平上所有樣品中相對豐度最高的20個屬依次是Pseudomonas(假單胞桿菌屬)、Stenotrophomonas(寡養(yǎng)單胞菌屬)、Brevundimonas(短波單胞桿菌屬)、Sphingomonas(鞘脂單胞菌屬)、Acinetobacter(不動桿菌屬)、Moraxella(莫拉菌屬)、Massilia(馬賽菌屬)、Aerococcus(氣球菌屬)、Lactococcus(乳球菌屬)、Klebsiella(克雷伯菌)、Kaistella、Enterobacter(腸桿菌屬)、Serratia(沙雷菌屬)、Comamonas(叢毛單胞菌屬)、Chryseobacterium(金黃桿菌屬)、Psychrobacter(冷桿菌屬)、Citrobacter(檸檬酸菌屬)、Streptococcus(鏈球菌屬)、Arthrobacter(節(jié)桿菌屬)、Enterococcus(腸球菌屬)(圖4A)。寡養(yǎng)單胞菌屬是北京地區(qū)樣品中相對豐度最高的菌屬(32.87%),假單胞桿菌屬是內(nèi)蒙古地區(qū)樣品中相對豐度最高的菌屬(37.93%)。兩個地區(qū)樣品中的屬類型比較相似,但單個屬的比例卻有很大差異,例如莫拉氏菌屬的相對豐度在北京地區(qū)為6.71%,但在內(nèi)蒙古地區(qū)僅為0.50%。

在種水平上,unclassified Pseudomonas(未分類的假單胞桿菌)、Stenotrophomonas maltophilia(嗜麥芽窄食單胞菌)、unclassified Stenotrophomonas(未分類的寡養(yǎng)單胞菌)、Pseudomonas putida(惡臭假單胞桿菌)和Moraxella osloensis(奧斯陸莫拉氏菌)為優(yōu)勢嗜冷菌菌種(圖4B)。兩個地區(qū)樣品中的種類型比較相似,但是值得注意的是,奧斯陸莫拉氏菌在北京地區(qū)的相對豐度為5.6%,但在內(nèi)蒙古地區(qū)為0.41%。推測地理因素可能是造成奧斯陸莫拉氏菌豐度不一致的原因。

2.5 嗜冷菌的功能特性

2.5.1 功能代謝

本研究將非冗余基因集序列與KEGG數(shù)據(jù)庫比對,根據(jù)比對結(jié)果進行功能注釋,注釋結(jié)果如圖5所示。全局和概述圖譜(global and overview maps)、氨基酸代謝和碳水化合物代謝是主要的代謝功能通路。根據(jù)生乳樣品中物種和功能的對應(yīng)關(guān)系,進行物種與功能相對豐度之間的相關(guān)性分析,找出在屬水平上特定物種的功能貢獻度(圖6)。結(jié)果表明,在每個功能的貢獻度中假單胞桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬、短波單胞桿菌屬、鞘脂單胞菌屬和不動桿菌屬為優(yōu)勢菌屬。

2.5.2 抗生素抗性基因

通過ARDB數(shù)據(jù)庫對基因組中的抗生素抗性基因進行注釋,發(fā)現(xiàn)本研究采集的生乳樣品中的嗜冷菌攜帶氟喹諾酮、桿菌肽、鏈霉素、頭孢菌素、青霉素、碳青霉烯類、頭霉素類、氨基糖苷類、四環(huán)素類、β-內(nèi)酰胺類等抗性基因。

3 討 論

本研究利用傳統(tǒng)培養(yǎng)法和宏基因組測序技術(shù)檢測了生乳中嗜冷菌的組成和多樣性,探討地理位置對生乳中嗜冷菌群落結(jié)構(gòu)變化以及功能作用的影響。在14份生乳樣品中,嗜冷菌的濃度范圍為10~2 400 CFU·mL-1。有研究報道,生乳中產(chǎn)生蛋白酶的假單胞桿菌含量大于104 CFU·mL-1會縮短UHT牛奶的保質(zhì)期[18]。因此,通過本次采樣可以發(fā)現(xiàn),北京地區(qū)和內(nèi)蒙古地區(qū)生乳樣品中嗜冷菌控制較好。

本研究共分離、鑒定到嗜冷菌11屬29種,假單胞桿菌是優(yōu)勢菌屬。根據(jù)Zhang等[19]研究發(fā)現(xiàn),假單胞桿菌屬是生乳中最常見的屬(74.79%)。盡管傳統(tǒng)培養(yǎng)法已被廣泛用于解釋嗜冷菌組成的差異,但仍然無法解釋嗜冷菌的多樣性以及功能特性。然而,高通量DNA測序技術(shù)的出現(xiàn)促進了非培養(yǎng)法評估生乳中的嗜冷菌。本研究與前人的結(jié)果一致[12,20-21],即假單胞桿菌屬、短波單胞桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬、不動桿菌屬、莫拉菌屬為優(yōu)勢菌屬。在種水平上,本研究鑒定到嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌、惡臭假單胞桿菌、奧斯陸莫拉氏菌、Acinetobacter baumannii(鮑氏不動桿菌)、Brevundimonas diminuta(缺陷短波單胞桿菌)為主要菌種。假單胞桿菌屬是生乳中常見的微生物,其會分泌水解蛋白和脂肪的耐熱酶[22],因此要縮短生乳冷藏運輸及儲存時間,盡可能降低其對生乳質(zhì)量的危害。有研究報道稱,生乳中嗜冷菌的組成與奶牛乳房炎有關(guān),而鏈球菌屬則是主要病原微生物之一[23]。

乳房炎是奶牛最常見的疾病,其對動物健康和牧場盈利有極大的不利影響,所以應(yīng)加強牧場衛(wèi)生管理,減少奶牛群中乳房炎的發(fā)生。

嗜冷菌多樣性、組成和主成分分析結(jié)果表明,北京地區(qū)和內(nèi)蒙古地區(qū)的地理位置對生乳中嗜冷菌群落沒有顯著影響。本研究與前人的結(jié)果不一致,前人研究認(rèn)為,中國不同地區(qū)的生乳中微生物群落多樣性差異顯著。根據(jù)Guo等[11]研究發(fā)現(xiàn),黑龍江地區(qū)生乳中菌群的細(xì)菌多樣性和豐富度顯著高于其他地區(qū),而且生乳微生物群落結(jié)構(gòu)存在顯著的地區(qū)差異。Liang等[12]利用單分子實時測序技術(shù)對在中國5個不同地區(qū)采集的40份生乳樣品進行測序,結(jié)果也發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)分組的生乳中細(xì)菌豐富度和細(xì)菌群落多樣性差異顯著。因此推測,這可能是由于本研究采樣時間為冬季,內(nèi)蒙古和北京地區(qū)均較寒冷,嗜冷菌生長受到抑制。此外,不同地區(qū)的養(yǎng)殖環(huán)境(例如:土壤、飼料、奶牛養(yǎng)殖設(shè)備等)會造成微生物群落結(jié)構(gòu)差異[5]。Du等[24]采用源頭追蹤分析的方法進行研究,結(jié)果表明牧場生乳樣品中細(xì)菌污染最主要的因素分別是奶杯內(nèi)襯和奶杯。因此,必須保證擠奶時的消毒和清潔程序,減少養(yǎng)殖環(huán)境對生乳的污染,從而提高生乳品質(zhì)。

全局和概述圖譜、氨基酸代謝和碳水化合物代謝是最主要的功能代謝途徑,本研究發(fā)現(xiàn),內(nèi)蒙古地區(qū)樣品中氨基酸代謝和碳水化合物代謝途徑的相對豐度高于北京地區(qū)樣品。因此推測,內(nèi)蒙古地區(qū)樣品中的嗜冷菌生命活動更豐富。根據(jù)Jiang等[25]的報道,從生乳到乳扇(云南特色乳制品)的生產(chǎn)過程中微生物的代謝功能發(fā)生明顯變化。其中主要是碳水化合物代謝增加,包括糖酵解或糖異生(4.55%)和半乳糖代謝(4.39%);氨基酸代謝類中,賴氨酸降解豐度下降2.18%,賴氨酸生物合成豐度增加3.92%。因此推測,生乳中嗜冷菌的腐敗途徑為碳水化合物代謝和氨基酸代謝,觀察兩者的相對豐度指標(biāo)可以判斷生乳的蛋白或乳糖是否發(fā)生降解。作為優(yōu)勢菌屬的假單胞桿菌屬、寡養(yǎng)單胞菌屬和短波單胞桿菌屬在每個功能貢獻度中的相對豐度依舊較高。嗜冷菌的物種相對豐度與功能貢獻度息息相關(guān),且不受地區(qū)因素的影響。

生乳中抗生素抗性基因的存在是關(guān)系到乳制品安全和消費者健康的最重要問題之一??股乜剐曰蚴且环N新型的環(huán)境污染物,其廣泛存在于人類、動物體內(nèi)以及復(fù)雜的環(huán)境中[26]。本試驗生乳樣品中的嗜冷菌攜帶氟喹諾酮、桿菌肽、鏈霉素、頭孢菌素、青霉素、碳青霉烯類、頭霉素類、氨基糖苷類、四環(huán)素類、β-內(nèi)酰胺類等抗性基因。這與Tth等[27]的研究一致,其發(fā)現(xiàn)生乳中多數(shù)嗜冷菌含有吖啶染料、頭孢菌素、頭霉素類、氟喹諾酮、青霉烷類和四環(huán)素類等抗性基因。嗜冷菌作為環(huán)境及生乳中常見的微生物,越來越多地被報道其攜帶的耐藥基因可以通過水平轉(zhuǎn)移等方式傳遞。Meng等[28]對從生乳中分離到的假單胞桿菌分離株進行全基因組測序,結(jié)果發(fā)現(xiàn)所有假單胞桿菌分離株都存在不同的抗生素抗性基因以及從其他細(xì)菌獲得的抗性基因,這表明假單胞桿菌分離株與其他細(xì)菌之間發(fā)生了基因水平轉(zhuǎn)移。此外,生乳短時間內(nèi)的常溫存儲也會使抗生素抗性基因富集[29],極端的生存環(huán)境也會增加微生物的耐藥性[30]。因此,有必要監(jiān)測生乳中嗜冷菌的抗生素抗性基因,預(yù)估潛在的奶?;疾∏闆r以及食品安全風(fēng)險。

4 結(jié) 論

本研究采用傳統(tǒng)培養(yǎng)法和宏基因組測序結(jié)合的方法,分析了中國內(nèi)蒙古地區(qū)和北京地區(qū)生乳中嗜冷菌的群落結(jié)構(gòu)多樣性以及功能特性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)蒙古地區(qū)和北京地區(qū)生乳中嗜冷菌的群落結(jié)構(gòu)無顯著性差異。生乳中優(yōu)勢菌屬為假單胞桿菌屬、短波單胞桿菌屬和寡養(yǎng)單胞菌屬,嗜冷菌的物種相對豐度與功能貢獻度息息相關(guān),且不受地區(qū)因素的影響。宏基因組測序可以準(zhǔn)確測定生乳中嗜冷菌群落的物種和功能信息,有助于了解生乳中嗜冷菌的生命活動。綜上所述,本研究有助于了解內(nèi)蒙古地區(qū)和北京地區(qū)生乳中嗜冷菌群落結(jié)構(gòu),從而為奶及奶制品行業(yè)的嗜冷菌風(fēng)險評估提供基礎(chǔ)信息。

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(編輯 范子娟)

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