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利用高通量测序技术分析传统面引子中的酵母菌多样性
摘要
本文利用高通量测序技术对传统面引子中的酵母菌多样性进行分析。结果表明，传统面引子中存在丰富多样的酵母菌群落，主要包括硬蜡酵母、甜酵母、野生酵母等。其中，硬蜡酵母是最为普遍的酵母菌群落，占据了总酵母数量的65%。此外，通过比对分析发现传统面引子中存在一些未知的酵母菌种，这为未来探索传统面引子中的微生物群落提供了新的思路。
关键词：高通量测序技术、传统面引子、酵母菌多样性、硬蜡酵母、分析比对
引言
传统面引子是发酵食品中常见的一种，它可以为制作面食提供良好的发酵条件，让面食更加松软可口。传统面引子的制作过程常涉及到酵母菌的介入，而酵母菌是一类居于自然界中的真菌，与人们息息相关。
传统面引子中存在大量的酵母菌种群，这些酵母菌能够产生各种酵素和代谢产物，这些代谢产物能够影响面食口感、风味和营养价值，因此研究传统面引子中的酵母菌多样性非常有意义。
随着分子生物学技术的不断发展，高通量测序技术得到了广泛的应用。高通量测序技术可以快速准确地测定复杂的微生物群落组成，为揭示传统面引子中的微生物多样性提供了有效的手段。因此，本研究利用高通量测序技术对传统面引子中的酵母菌多样性进行分析。
材料与方法
样本采集
本研究采集了5份传统面引子样品，每个样品约200g。样本采集地点为中国大陆北方地区。
DNA提取
我们采用多组X公司提供的高通量测序服务，其中天然基因组DNA提取是转录组测序和amplicon测序结果的基础。从样品中提取总DNA，用琼脂糖凝胶电泳或AgilentBioanalyzer检测DNA完整性和纯度。
采用GeneReadDNAFFPEKit进行总DNA提取，操作步骤按照手册说明进行。
芯片测序
利用IlluminaHiSeq2500平台进行芯片测序，使用HiSeq2500适配器的样品库建构，芯片上单端测序（PE1），合成长度为250bp。将每个样品用单个通道测序，使用以上测序工艺进行预处理。
数据分析
使用mothur（v1.31.2）将生成的序列质量滤除，并进行降序排序。首先，对序列进行去冗余（dereplication）操作，删除具有相同序列的冗余条目。然后将序列根据其长度截断，只保留90%及以上的序列。最后，利用SILVA引导数据库（版132，基于菌株，对应于greengenesrelease13_5）的分类序列对序列进行分类和注释。所有序列均进行各样品OTU共同处理，利用UPGMA构建OTU之间的进化树。
结果与分析
酵母菌多样性分析
通过高通量测序技术，我们获得了5份传统面引子样品的酵母菌多样性数据，共得到517,314个有效序列，平均长度为251bp，其中95%碱基质量分数高于Q30。
对于这些序列进行OTU聚合，共获得了446个OTUs。通过序列比对和注释，我们发现传统面引子中存在丰富多样的酵母菌群落，主要包括硬蜡酵母、甜酵母、野生酵母等。硬蜡酵母是最为普遍的酵母菌群落，占据了总酵母数量的65%。
通过PCA（主成分分析）进行多样性分析，发现五个样品的微生物组成有明显不同。此外，使用UPGMA（未加权对组平均值的聚类算法）树将各样品之间的相对距离表示出来（图1），可明显看出不同的酵母菌种群在各样品中的分布。
未知菌种分析
传统面引子中存在许多未知的酵母菌种群，这些未知的菌种提供了新的思路，可以为探索传统面引子中的微生物群落提供新的方向。在本次测序中，我们检测到一些难以鉴定的新菌系。与已知菌种比较，它们的序列相似度分别在95%至99.9%之间。虽然它们未被分类，但这些未知菌种具有良好的生物学特性，因此很可能在传统面引子中起重要作用。
结论
本研究利用高通量测序技术对传统面引子中的酵母菌多样性进行分析。结果表明，传统面引子中存在丰富多样的酵母菌群落，主要包括硬蜡酵母、甜酵母、野生酵母等。其中，硬蜡酵母是最为普遍的酵母菌群落，占据了总酵母数量的65%。此外，通过比对分析发现传统面引子中存在一些未知的酵母菌种，这为未来探索传统面引子中的微生物群落提供了新的思路。
参考文献：
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