基于宏转录组研究蔬菜秸秆发酵体系细菌群落

摘要

分析蔬菜秸秆快速好氧发酵过程中活性细菌群落丰度、组成、多样性的演变规律,为进一步挖掘微生物资源,调节发酵工艺提供理论参考依据.依托罐式有机物料快速腐解设备,选取发酵过程中4个不同发酵时期(升温期、高温期、降温期和腐熟期)的有机物料为研究对象,提取微生物总RNA、反转录cDNA,以16S rRNA基因为分子标靶,借助qPCR技术和Illumina Miseq高通量测序平台,研究不同发酵时期细菌群落丰度、组成、多样性的变化及群落组成与物料理化因子偶联分析,揭示群落与理化因子之间的相关性.不同发酵时期物料的pH发生了显著的变化,升温期物料pH为6.26,而到了高温期乃至腐熟期pH均在8.0以上;发芽指数随着发酵进程推移达到94％以上.高温期的细菌数量显著高于其他3个时期.各个时期的活性细菌α多样性指数,除Simpson指数外,其余差异不显著.不同时期的优势菌门均是厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria),但相对丰度变化较大;不同时期菌群属组成和相对丰度之间存在显著差异,升温期存在其他时期检测不到的菌属.通过CCA分析可知pH是影响微生物群落结构的主要因子.