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益生菌的简单入门指南
niuneat 2020-6-28 10:42
谷禾健康 拥有健康的肠道菌群可以带来许多健康益处,包括减肥,改善消化,增强免疫功能,皮肤健康以及降低许多疾病的风险 。益生菌是有益的细菌,食用后会带来健康益处。目前,益生菌通常被当作补充剂服用,用于促进健康的微生物和改善肠道健康。 本文我们主要针对益生菌及其功能做一个详细的介绍。 什么是益生菌? 益生菌是一种活的微生物(酵母或细菌),它有助于我们的健康 。当摄入适量的微生物时可提供健康益处。 益生菌哪儿来? 益生菌可以从补充剂以及细菌发酵制备的食物中获取。益生菌食品包括酸奶,开菲尔,酸菜,豆和泡菜。注意不要将益生菌与益生元混淆,益生元是膳食纤维,有助于喂养肠道内已经存在的有益菌 。 数十种不同的益生菌有利于健康。最常见的菌包括乳酸杆菌和双歧杆菌。分别包括不同的种,并且每个物种具有许多菌株。 有趣的是,不同的益生菌可以应对不同的健康状况。因此,正确选择一种或多种益生菌至关重要。 一些益生菌产品(称为广谱益生菌或多益生菌)在同一产品中结合了不同的物种。尽管有科学证据,但仍需要对益生菌的健康益处进行更多的研究 。 微生物对肠道的重要性 肠道中复杂的微生物群落称为肠道菌群或微生物群 。据估算,你的肠道含有数百种不同类型的微生物多达1000多种,其中包括细菌,真菌和病毒,细菌占绝大多数。 大部分肠道菌群都存在于结肠或大肠中,这是消化道的最后一部分。肠道菌群的代谢活动类似于器官的代谢活动。因此,一些科学家将肠道菌群称为“被遗忘的器官” 。 肠道菌群有许多重要的功能。例如 生成维生素 ,包括维生素K和某些B族维生素 。 它还可以将纤维转变成 短链脂肪酸 ,例如丁酸,丙酸和乙酸,它们可以喂饱肠壁并执行许多新陈代谢功能 。还可以刺激您的免疫系统并增强肠壁。这可以帮助防止有害物质进入您的体内并引起免疫反应 。 但是并非肠道中的所有菌都是有益的,也有部分有害菌。 研究表明,肠道菌群失衡与多种疾病有关 。这些疾病包括肥胖,2型糖尿病,代谢综合征,心脏病,大肠癌,阿尔茨海默氏症和抑郁症等 。 益生菌和益生元纤维可以帮助调整肠道平衡,确保肠道发挥最佳功能 。 对消化系统的影响 益生菌对消化系统的影响已有广泛的研究 。有许多的证据表明,益生菌补充剂可以帮助治愈与抗生素有关的腹泻 。 当人们服用抗生素时,尤其是长期服用抗生素,即使在根除感染后很长时间,他们也经常会腹泻。这是因为抗生素杀死了肠道中的许多天然细菌,从而改变了肠道平衡,并使有害菌得以繁衍。 益生菌还可以辅助治疗肠易激综合症(IBS)(一种常见的消化系统疾病),减少气体,腹胀,便秘,腹泻和其他症状 。 还有一些研究指出,它能对炎症性肠病(例如克罗恩氏病和溃疡性结肠炎)的治疗带来帮助 。 此外,益生菌可以帮助治疗幽门螺杆菌感染,幽门螺旋杆菌感染会导致溃疡和胃癌 。 如果你现在有难以治愈的消化系统问题,则可以考虑使用益生菌补充剂,当然也应该考虑咨询医生。 调节体重变化 益生菌可以帮你减少从食物中吸收热量。它们还会影响与食欲和脂肪储存有关的激素和蛋白质。它们也可以减轻炎症,而炎症可以促使肥胖 。 某些益生菌可能会抑制人体从饮食中吸收脂肪,增加粪便排出的脂肪量 。换句话说,它们让你从饮食中获取更少的卡路里。 已发现某些细菌(例如来自乳杆菌家族的细菌)以这种方式起作用 。 益生菌还可以通过其他方式抵抗肥胖: • GLP-1的释放:益生菌可能有助于释放饱腹感激素GLP-1,从而减少食欲。增加这种激素的水平可能会帮助您燃烧卡路里和脂肪 。 • ANGPTL4的增加:益生菌可能会增加ANGPTL4的水平。这可能导致脂肪储存减少 。 还有很多证据表明,肥胖与大脑炎症有关。通过改善肠道健康,益生菌可减少全身性炎症和防止肥胖等疾病 。 但是,目前这些机制研究还需要深入研究,以及扩大样本量。 对减肥的影响 肥胖者与瘦人的肠道菌群不同 。动物研究表明,从瘦者身上取菌群,进行粪便移植到肥胖动物,可以使肥胖的动物减轻体重 。因此,许多科学家认为,肠道菌群对于维持体重很重要 。 尽管还需要更多的研究,但一些益生菌菌株似乎有助于减轻体重 。在一项针对210名腹部脂肪过多的中枢性肥胖患者的研究中发现,每天服用益生菌格氏乳杆菌可在12周内使腹部脂肪减少8.5% 。当参与者停止服用益生菌时,他们会在四个星期内恢复腹部脂肪。 证据还表明, 鼠李糖乳杆菌 和 乳酸双歧杆菌 可以帮助 减肥和预防肥胖 ,当然这需要更多的研究 。 相反,也有一些研究甚至发现某些益生菌菌株可能导致体重增加,而不是体重减轻。这包括嗜酸乳杆菌 。一项最新研究回顾了4项对照临床研究。结论是,益生菌不能降低超重或肥胖成年人的体重,BMI或体脂水平 。 益生菌具有广泛的健康益处。然而,它们对体重的影响是复杂的,并且似乎取决于益生菌的类型。 有助于缓解便秘 便秘的特征是排便困难,不易通过且频率较低。每个人有时都会经历便秘,但在某些人中,这已成为一个长期的问题。 慢性便秘在卧床的老年人和成年人中最常见,当然也有可能在儿童中发生。此外,一些肠易激综合症(IBS)的人主要表现为持续便秘。这就是便秘型IBS。 常规治疗包括泻药和粪便软化剂。但是,近年来,饮食改变和益生菌补充剂已成为越来越受欢迎的替代方法 。 许多研究表明,补充某些益生菌菌株可以减少成人和儿童的便秘 。在一项比较IBS患儿益生菌和益生元的研究中发现, 乳酸杆菌可显着缓解便秘 。 与益生菌组相比,益生菌组饭后的腹部胀和腹胀少 。 其他可能改善便秘的益生菌包括长双歧杆菌,酿酿酒酵母(S.Boulardii)和嗜酸乳杆菌,罗伊氏乳杆菌,植物乳杆菌,鼠李糖乳杆菌和动物双歧杆菌 。 有效预防腹泻 腹泻被定义为比正常情况更频繁发生的,液体散乱到大便。一般是短暂的,但在某些人中可能会变得趋于慢性。 已发现益生菌可以减少因食物中毒和肠胃炎(通常称为“胃流感”)而引起的感染型腹泻的大便频率 。 针对34项研究的回顾发现,益生菌可将各种原因引起的腹泻风险降低34%。有效菌株包括鼠李糖乳杆菌GG,嗜酸乳杆菌和保加利亚乳杆菌 。 抗生素的使用是腹泻的另一个常见原因。当抗生素疗法杀死引起感染的有害菌时,有益菌也会被一同破坏。菌群平衡的改变可能导致炎症和腹泻。对儿童和成人的研究表明,服用益生菌可以帮助减少因抗生素治疗而引起的腹泻 。 针对82项对照研究的大型回顾发现,服用益生菌补充剂可使患抗生素相关性腹泻的风险降低42%。但是,该研究没有讨论到最有效的益生菌菌株 。 IBS患者中部分人因便秘而挣扎,还有一部分经常腹泻,这被称为腹泻型IBS。研究表明,某些益生菌似乎对腹泻型肠易激综合征特别有效,包括益生菌B.coagulans、酿酒酵母菌以及几种乳酸杆菌和双歧杆菌菌株的组合 。也有一项研究表明,接受酿酒酵母S. boulardii治疗的IBS患者的腹泻没有任何明显改善 。(注:酿酒酵母S. Boulardii是法国科学家 Henri Boulard 于1923年从印尼荔枝中分离得到的一种益生菌,是酿酒酵母的亚种) 可能改善IBS症状 有时,IBS的主要症状与粪便的稠度或频率无关。取而代之的是,有些人会定期出现腹胀,恶心和下腹部疼痛。 基于19项研究的回顾发现,虽然有人报告服用益生菌后IBS症状有所改善,但总体而言结果因人而异。研究人员无法确定究竟是哪种益生菌最有效 。 此外,由于IBS的症状非常多样,因此有时一种症状会改善,而其他症状则不会。例如,一项针对以便秘为主的IBS患者的研究发现,尽管酿酒酵母改善了便秘,但对腹痛或不适感影响不大 。 在另一项研究中,腹泻为主的IBS患者服用了一种称为VSL#3的补充剂,该补充剂包含乳酸杆菌,双歧杆菌和链球菌菌株。结果显示,排便频率和一致性没有改善,但腹胀有所改善 。 还有一项研究发现,使用VSL#3治疗期间疼痛和腹胀明显减少。研究人员认为,益生菌会导致褪黑素增加,褪黑素是一种参与消化功能的激素 。 有利于大脑健康 肠道与大脑健康之间有着密切的联系。结肠中的细菌将纤维消化并发酵成短链脂肪酸,研究表明,这也可能有益于大脑和神经系统 。 一项针对动物和人类的38项研究综述发现,各种益生菌有助于改善焦虑症,抑郁症,自闭症,强迫症和记忆力低下的症状 。在这些研究中最常见的菌株是长双歧杆菌,短双歧杆菌,婴儿双歧杆菌,瑞士乳杆菌和鼠李糖乳杆菌。 益生菌似乎对 广泛性焦虑 和 与特定原因相关的焦虑 均 有效 。 一项研究发现,喉癌患者在手术前两周服用益生菌后,血液中的压力激素水平降低,焦虑症降低了48% 。 在其他研究中,已证明益生菌可以改善健康个体和患有慢性疲劳综合症的人整体情绪并减少其悲伤感 。 服用益生菌补充剂也可以帮助患有抑郁症的人,包括患有严重抑郁症的人 。在一项为期八周的重度抑郁症患者研究中,服用 嗜酸乳杆菌,干酪乳杆菌和双歧双歧杆菌的患者抑郁症明显减少 。更重要的是,他们的胰岛素水平和炎性标记降低了 。 改善心脏健康 服用某些益生菌补品可能有助于降低 低密度脂蛋白胆固醇 (LDL),提高 高密度脂蛋白胆固醇 (HDL)并降低血压。 服用益生菌可能有助于降低患心脏病的风险。几项研究发现,酸奶或益生菌补品中的某些细菌可能导致心脏健康指标发生有利变化。其中包括降低“不良” LDL胆固醇和增加“良好” HDL胆固醇 。 能有效降低胆固醇水平的特定细菌菌株包括嗜酸乳杆菌,长双歧杆菌和罗伊氏乳杆菌。 基于14项研究的分析发现,益生菌可导致LDL胆固醇平均下降,HDL小幅上升和甘油三酸酯下降 。 对LDL胆固醇的影响可能有几种过程,包括脂肪代谢的改变和肠道中胆固醇的吸收减少 。 另外益生菌也可以帮助降低血压。一项针对九组对照研究的评论发现,服用益生菌的人血压有一定程度的降低。但是,只有每天益生菌剂量超过100亿CFU的疗程超过8周才有显著效果 。 增强免疫力 服用益生菌可能有助于增强免疫系统,并降低感染和患病的风险。研究表明,服用益生菌补充剂可能会改变肠道细菌的平衡,从而增强人体抵抗过敏,感染和癌症的能力 。 特别值得注意的是:乳杆菌GG,卷曲乳杆菌,乳杆菌,两歧双歧杆菌和长双歧杆菌。这些细菌可以降低儿童呼吸道疾病和湿疹的风险,以及成年女性的尿路感染 。 此外,已显示益生菌可减少炎症。在一项研究中,老年人食用加氏乳杆菌,双歧双歧杆菌和长双歧杆菌的混合物或安慰剂,每次食用三周。 服用益生菌制剂后,炎性标志物减少,抗炎性标志物增加,肠道菌群平衡,肠道类型变得更像年轻,健康的人常见的类型 。 某些益生菌也可能有助于预防牙龈炎或牙龈感染一项为期14天的研究调查了在接受短乳杆菌或安慰剂治疗时,不刷牙和使用牙线的成年人。安慰剂组的牙龈炎发展更快,这表明益生菌有助于预防感染 。 降低某些过敏和湿疹的严重程度 某些益生菌菌株可以降低儿童和婴儿的湿疹严重程度。 一项研究发现,与未添加益生菌喂养的婴儿相比,添加了益生菌补充牛奶的婴儿的湿疹症状有所改善 。 另一项研究跟踪了在怀孕期间服用益生菌的妇女生下的孩子。这些孩子在出生后的头两年患湿疹的风险降低了83% 。 然而,益生菌与减少湿疹严重程度之间的联系仍然很薄弱,需要做更多的研究 。一些益生菌还可以减少牛奶或乳制品过敏者的炎症反应。但是,证据薄弱,需要进一步研究 。 促进整体健康 益生菌还有许多其他好处。 比如炎症:益生菌减少全身性炎症 ; 皮肤健康:有证据表明,益生菌可用于治疗痤疮,酒渣鼻和湿疹以及其他皮肤疾病 。 这只是益生菌带来益处的一小部分,因为正在进行的研究表明,其影响健康十分广泛。 除了针对特定的疾病和状况,您还可以服用益生菌以促进整体健康。 一项针对健康成年人的最新研究表明,服用双歧双歧杆菌4周有助于增加短链脂肪酸的产生 。 还有一些证据表明,益生菌可以通过延缓随着年龄增长发生的炎症带来的衰老 。 当然,重要的是要确保您摄取健康的饮食,并保持其他促进健康的行为。不能光指望益生菌保持健康。 此外,尽管益生菌对大多数人来说是安全的,但它们可能会对病情严重或免疫系统受损的人造成伤害 。 安全和副作用 益生菌通常具有良好的耐受性,并被认为对大多数人是安全的 。但是,在开始的几天里,可能会出现于消化有关的副作用,例如胀气和轻度的腹部不适 。 调整后,消化会开始逐渐改善。对于免疫系统受损的人,包括那些患有艾滋病毒,艾滋病和其他几种疾病的人,益生菌可能会导致危险的感染 。 对于部分特殊疾病的患者,请在服用益生菌补充剂之前咨询医生。 结 语 拥有健康的肠道微生物群对健康至关重要,定期检测肠道菌群,分析肠道菌群构成及有益菌的丰度,选择正确的益生菌可以帮助您解决特定的健康问题,并改善整体健康状况和生活品质。 当然,需要注意的是保持健康的肠道不仅仅需要服用益生菌,日常饮食和运动同样重要,因为许多生活方式和环境因素都会影响肠道细菌。 【参考文献】 1 Lemente CC,.Ursell LK, Parfrey LW, et al. 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影响羊肚菌产量的重要因素之一:菌种老化
Macrofungi 2019-12-12 12:32
羊肚菌在国内如火如荼的背后是接近 70% 的从业者仍旧无法稳定盈利。除栽培管理技术造成的栽培不稳定性外,还与羊肚菌的菌种技术密不可分,而国内外关于羊肚菌菌种技术的研究仍旧偏弱,如菌种质量评价、菌种有效性评价、杂交育种理论和菌种老化。 老化是生物的一个自然特性,任何生物都摆脱不了老化死亡的命运,这也是亿万年来自然进化的产物,生生死死方可永世长存。对于人类而言,老可不是一个好的话题,国内外倾注大量财力物力致力于延缓衰老、长生不死的研究;对于羊肚菌种植业而言,老还是一个新的话题。 我们自 2012 年起关注羊肚菌的老化情况,结果发现羊肚菌不同菌株存在着明显的快速老化特性,老化的菌株在菌落形态、菌落颜色、菌核状态和菌丝生长速度等宏观特征上差异明显;在微观上菌丝的长势、菌丝分支情况(主菌丝和次生菌丝的夹角)和老化菌丝尖端的坍塌现象也是典型的;在更深层面的细胞器特征上则更为明显,老化过程伴随着细胞凋亡、自噬现象。 羊肚菌菌株的快速老化特性并不是一个个例,在不同品种、不同分离株中均存在。包括现在市场流行各种梯棱羊肚菌、六妹羊肚菌、七妹羊肚菌。我们多菌株多批次的重复继代培养显示,最长的羊肚菌菌株寿命可连续生长 2.5m 左右,约 6000 小时时长,寿命最短的只有 0.059m ,在几天到十多天内即彻底死亡。 早前还没有关于老化菌株和产量关系的研究。我们近年来系统的对不同寿命的老化菌株进行了栽培生产试验,现将结果分享: 上图是梯棱羊肚菌 T4 和六妹羊肚菌 T6 的连续继代培养长速和时间的关系图,两个菌株分别可生长约 3048 小时和 2040 小时,总生长距离约 132.1cm 和 121.1cm ,长速变化的典型特征是在“健壮生长”阶段和“老化前”阶段均已正常的较快的生长速度持续生长,从图中可以看出,两个菌株均已 0.58-0.75mm/h 小时的速度快速生长,直至老化阶段的长速快速下降。不同老化程度菌株产量上是否有差异呢?我们对这两个商业菌株的不同老化世代的菌株进行了栽培生产,结果是惊人的。 上图是 T4 梯棱羊肚菌商业菌株的不同老化世代的产量关系图,可以明显的看到,随着继代培养的延续(老化的延续)产量倾斜下降,第三代(T4-3)的继代培养菌株已经下降至原代菌株(T4-0)产量的 57% 左右,第九代(T4-9)的产量只有原代菌株的 44% 。而对于六妹羊肚菌 T6 而言,产量性状变化更为显著,在第二代(T6-2)的继代培养的菌株就已经下降至原代(T6-0)菌株的一半以下,最终的第十二代开始,几乎没有产量。 系统的研究显示,羊肚菌菌株的老化应该是一个广泛、稳定存在的事实。菌株的老化目前没有被从业者所接触。我们的研究基于严格的继代培养模型,关于继代培养的方法和老化菌株的鉴别可以参考我们的羊肚菌书本资料和相关专利文献。严格的继代培养与传统的试管转接不同。但试管母种的多次传代、栽培种接种时原种数量不足、菌种保藏方法不当、培养条件不合适、培养基配比不合理都会造成老化现象的加剧,目前行业内还缺乏菌株老化程度的检测标准,这有待加强。基于我们的认知,强烈推荐菌种制作单位,特别是母种、原种生产者将菌株的老化程度检测作为一个质量评价标准,涉及的内容包括:寿命检测、菌株活力检测、脂质过氧化程度检测等指标,给市场提供一个稳定健壮的羊肚菌菌种。 参考文献: 1, He, P., Yu, M., Cai, Y., Liu, W., Wang, W., Wang, S., Li, J. (2019) Effect of Ageing on Culture and Cultivation of the Culinary-Medicinal Mushrooms, Morchella importuna and M. sextelata (Ascomycetes).21(11):1089-1098 2, He, P., Cai, Y., Liu, S., Han, L., Huang, L., Liu, W. (2015). Morphological and ultrastructural examination of senescence in Morchella elata. Micron, 78, 79-84. 3, 刘伟,张亚,何培新 . 《羊肚菌生物学与栽培技术》,长春:吉林科技出版社 . 2017 4, 马晓龙,蔡英丽,刘伟,何培新 . 一种羊肚菌菌株老化的鉴定方法 . 2017.09.19 发明专利: CN107177663A 5, 马晓龙,蔡英丽,刘伟,何培新 . 一种羊肚菌属真菌菌株菌龄的检测方法 . 2017.09.15 发明专利: CN107164452A Effect of Aging on Culture and Cultivation of the Culinary-Medicinal Mushrooms M.pdf
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类似人肠道菌群的蜜蜂肠道菌群对植物多糖消化的分工
niuneat 2019-12-3 13:36
近日,中国农业大学食品科学与营养工程学院与德克萨斯大学奥斯汀分校综合生物学系联合研究的一项非常有意思的成果:“ Division of labor in honey bee gut microbiota for plant polysaccharide digestion (蜜蜂肠道微生物群对植物多糖消化的分工)”在线发表在LatestArticles|PNAS 期刊上,此研究揭示了蜜蜂后肠菌群与人类远端肠道菌群之间的相似之处。 在这两种情况下,微生物群落都是在富含主要能源的植物多糖的环境中与宿主一起进化的。对这种资源的获取高度依赖于细菌降解和发酵多糖的能力。在两种体系中,宿主都吸收多糖降解产生的短链脂肪酸。在这两种情况下,不同的菌群对碳水化合物的利用和生物合成的贡献是不同的。 nichespecialization生态位特化 :是指在食物资源丰富的环境中,消费者选食最习惯摄食的猎物或被食者的现象。当食物丰富时,取食种类可能缩小,食性趋向特化,生态位变窄。 Bootstrap values 步长值: 是指在你选择的遗传距离算法中,软件根据所比对序列得到结果。比如 bootstrap value设置为1000,即软件构建了相应的1000棵树,在每个节点上显示的bootstrap value 就是指在这1000次建树过程中,有相应次数的频率在这个分枝内的几株菌或几段序列在进化速度上相似,一般认为节点处的bootstrap value大于500时分析结果可信。 摘要 研究人员通过对细菌分离株的基因组和蜜蜂肠道微生物群的宏基因组分析,确定双歧杆菌和Gilliamella菌是半纤维素和果胶的主要降解者,而Snodegrassella菌和乳杆菌在多糖消化中几乎或没有起作用。双歧杆菌和Gilliamella菌在与多糖消化相关的基因库中都显示出广泛的菌株水平的多样性。在双歧杆菌中,编码碳水化合物活性酶的基因位于专用于多糖利用的位点内,例如人类肠道的拟杆菌。不论体外和体内的实验,碳水化合物活性酶编码基因表达都出现上调以响应特定的半纤维素。代谢组学分析证明,经过不同菌株的试验,蜜蜂产生了独特的肠道代谢组学特征,并富集了特定的单糖,这与基因组数据的预测相一致。其他3个核心肠菌群(Snodegrassella和2个乳杆菌群)具有很少的或几乎没有多糖消化的基因。 综上所述,这些发现表明,单个宿主内的菌株组成决定了代谢能力,并可能影响宿主的营养。此外,研究还揭示了生态位特化可能促进蜜蜂肠道微生物群的群落稳定性。 背景 植物多糖在许多动物饮食中含量丰富,但动物通常缺乏消化这些底物的酶。许多细菌依靠肠道细菌来打破不同的多糖键,并释放可被宿主吸收的糖或短链脂肪酸。在人类中,饮食多糖影响肠道微生物生态,进而影响宿主的生理和健康。和人类一样,蜜蜂在远端肠道中有一个能消化多糖的细菌群落。后肠室被5个细菌分支密集定殖。Snodgrassella alvi,β蛋白细菌的一种微需氧物种,附着在回肠壁上,消耗乙酸盐和氧气,产生缺氧腔。Snodgrassella 表面覆盖着一层 Gilliamella。乳杆菌的两个分支,Firm-4和Fiem-5与双歧杆菌一起存在于后肠的管腔中。这5个细菌群是一大群群居蜜蜂肠道菌群群落的主要成员,包括蜜蜂(Apis)、熊蜂(Bombus)和无刺蜜蜂(Meliponini)。 然而,单个微生物群成员对多糖消化的贡献仍然不清楚。研究人员假设这些核心细菌占据了不同的代谢生态位,使它们能够在资源有限的环境中共存。 实验设计 两株G.apicola菌株和两株星状双歧杆菌菌株采集自中国吉林的蜜蜂的肠匀浆,于2019年。在Illumina HiSeq平台上获得纯分离株的基因组序列和来自蜜蜂肠道的宏基因组数据。组装的基因组在带有微生物组的整合微生物基因组系统上进行注释,并通过使用BLAST搜索NCBI里的nr蛋白质数据库来指定CAZymes的分类单元。接着使用HMM搜索方法,针对dbCAN2数据库对本研究中分离株的基因组数据和从NCBI数据库检索的分离株的基因组数据进行了注释。单接种蜜蜂是通过喂养带有纯培养G. apicola菌株和星状双歧杆菌菌株的无菌蜜蜂得来的。无菌和单接种蜜蜂喂养2 天的蔗糖溶液。在饮食处理前,蜜蜂是饥饿4 h的, 然后喂食阿拉伯聚糖、半乳糖聚糖、β-葡聚糖、木葡聚糖或溶解在蔗糖糖浆中的聚半乳糖醛酸。24小时后,将整个肠管解剖,提取RNA。从肠道匀浆中提取RNA,通过qPCR检测编码GHs和PLs的细菌基因的表达水平。,利用GC-MS(气相色谱-质谱联用仪)从提取的肠室中确定代谢组谱。 主要结果 1.蜜蜂肠道细菌的独特的碳水化合物活性酶谱(CAZyme),发现蜜蜂肠道细菌种类的 CAZyme 谱存在差异。证实GH和PL基因分别在双歧杆菌和Gilliamella菌中特异性富集。 图A.来自蜜蜂肠道菌群的双歧杆菌、乳杆菌、Gilliamella菌的基因组中的GH和PL家族的平均相对丰度。Gilliamella菌的基因组分别来自A. mellifera(蜜蜂)、A. cerana(中华蜜蜂)、Bombus(熊蜂)。括号中的数值为每个物种分析的基因组数量。圆圈大小表示每个基因组中GH/PL家族的平均基因数量。圆圈颜色代表基因组GH(糖苷水解酶)/PL(多糖裂合酶)数量的相对变异性,计算为变异系数(SD与平均值之比)。GH43是蜜蜂肠道双歧杆菌中含量最多的GH家族。 图B. 基于对宏基因组学数据中的BLASTP比对,得出的A. mellifera(蜜蜂)肠道菌群中的核心成员的相对丰度。括号内的名称表示可能的蜜蜂肠道菌群的分类单元。 图C. 基于宏基因组学数据,选定的GH/PL基因中不同菌属的数量分布。可知,大部分GH基因属于双歧杆菌,大部分PL基因属于Gilliamella菌。 2. 蜜蜂肠道双歧杆菌在其GH基因库中表现出菌株水平的差异。基于共享的核糖体蛋白基因的系统发育表明,来自蜜蜂肠道的双歧杆菌物种形成了不同的谱系,证实了先前的发现。来自Apis宿主的菌株通常与来自Bombus宿主的菌株分开聚集,就像在其它蜜蜂肠道细菌中发现的那样。 双歧杆菌菌株的系统发育树, Bootstrap values在节点上指示。来自Apis或Bombus的菌株通过分支颜色指示。 灰色阴影表示棒状双歧杆菌菌株和3簇星状双歧杆菌。热图显示了每个菌株中属于GH43亚科的基因数量。 GH43基因的总数由条形图显示。GH43亚科基因在双歧杆菌基因组中的分布和频率暗示了基因复制和缺失或频繁的水平基因转移的历史。 3. 双歧杆菌的GH基因被组织成多糖利用位点(PULs),并在不同的半纤维素作用下表达。证明GH基因可以广泛地参与多种主要类别的半纤维素的降解,或者对某些类别的半纤维素具有高度特异性。 图A. 星状芽孢杆菌和棒状双歧杆菌菌株中GH的共线位点、转运蛋白基因(Transporter)和转录调节因子( Transcription regulator )。同源基因由灰色条连接,并显示各自基因的GH家族编号。 图B. GH对不同半纤维素底物的响应的基因表达谱。误差条表示3个生物重复的SDs。在体内,GH43-4-1对木葡聚糖的反应增加了38倍,而GH434-2对阿拉伯聚糖的反应比对木葡聚糖的反应更强烈 图C. 以阿拉伯糖(arabinan)、半乳聚糖(galactan)或木葡聚糖(xyloglucan)补充蔗糖喂养的w8111定殖或w8103定殖的蜜蜂的肠道中检测到的687种代谢物为基础的偏最小二乘判别分析结果。(D-F)在喂食不同多糖的单接种蜜蜂的肠道中鉴定出的差异丰富的代谢物的火山图。所有7个GH家族基因在体外至少1个半纤维素源的应答中均被上调。 4. Gilliamella菌是蜜蜂肠道中果胶的主要降解者。 图A. Gilliamella分离菌株的系统发育树。CE-PLs基因座与GH31基因的存在/不存在由白色/灰色的方框指示。与果胶降解相关的PL和GH是由Gilliamella菌的一个亚系获得的,并随后丢失了几次 图B. 相对于对照(蔗糖糖浆),对喂养花粉(pollen)和多聚半乳糖醛酸(PG)的单接种蜜蜂的G.apicola W8127所有基因在体内的基因表达谱,并可见其在补充花粉和PG后都上调了。误差条表示3个生物重复的SDs。这支持了Gilliamella菌对果胶有降解作用的论点。 图C. 喂食多聚半乳糖醛酸的单接种和无菌(MF)蜜蜂的肠道半乳糖醛酸浓度(n=5到6)。单接种蜜蜂的半乳糖醛酸浓度要高于MF蜜蜂。表明,具有PL-CE基因簇的Gilliamella菌是导致肠道中果胶分解的原因。经Mann-Whitney u检验。 5. 某些蜜蜂肠道共生体不能合成它们自己的氨基酸。 图A. 在来自蜜蜂肠道的231个细菌分离菌株的基因组中影响氨基酸合成的基因。彩色方框表示存在通路所需的所有基因,白色方框表示缺失通路所需基因。与Snowgrassella和Gilliamella菌株相比,乳杆菌分离株缺少许多氨基酸生物合成途径。对于双歧杆菌,大多数来自Apis的菌株预测能够合成氨基酸,而来自Bombus的菌株缺乏许多所需的基因。 图B. TCA循环,具有ASCT途径和蛋氨酸合成途径,它包含乙酰辅酶A和乙酸盐,而不是琥珀酰辅酶A。蜜蜂肠道物种使用不同的酰基底物来激活高丝氨酸的γ-羟基(γ-hydroxyl)。 结论 研究揭示了蜜蜂后肠菌群与人类远端肠道菌群之间的相似之处。在这两种情况下,微生物群落都是在富含主要能源的植物多糖的环境中与宿主一起进化的。对这种资源的获取高度依赖于细菌降解和发酵这些多糖的能力。在两种体系中,宿主都吸收多糖降解产生的短链脂肪酸。在这两种情况下,不同的成员对碳水化合物的利用和生物合成的贡献都有不同的功能。执行不同任务的物种之间的相互依赖可以给人一种进化合作的印象,尽管这些相同的模式反而反映了社区成员之间的竞争和剥削。在任何一种情况下,分工都可以实现高效的底物新陈代谢以及群落的稳定性,从而使宿主受益。 本文转自谷禾健康,若要转载,注明出处。
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我们对人类的贡献20紫菜头菌种母液制取方法
fmjzzh 2017-8-30 21:07
我们对人类的贡献 20紫菜头菌种母液制取方法
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我们对人类的贡献14果醋菌种母液制作方法
fmjzzh 2017-8-30 20:56
我们对人类的贡献14果醋菌种母液制作方法
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羊肚菌人工栽培中的菌种问题
热度 3 Macrofungi 2016-8-30 21:29
羊肚菌的人工栽培发展到现在,菌种技术在促进我国羊肚菌产业健康发展层面扮演着重要作用,可以说,没有早期的可栽培菌种的获得,就不会有今天我国现在的羊肚菌人工栽培产业。时至 2016 年羊肚菌栽培开始的时候,我们一起来聊一聊羊肚菌的菌种技术。 羊肚菌的菌种和传统食用菌类似,大体分为三级,母种(试管种)、原种(瓶装种)和栽培种。 市场流通领域中,母种的流通量最小,几乎可以忽略不计,如果有人还在为如何买到理想的母种而四处奔波的话,请你们认真思考一个问题,如果你是菌种制作或生产人员,经过一系列菌种选育驯化过程,经历过小试、中试和示范性栽培,而每一个过程都要花费一年时间和大量精力的话,你的试管种多少钱可以出售?很明显,你不会有合理的答案。因此亦可以考虑,在网络上或某种渠道,你花几十元或几百元或更高采购的母种的安全性可想而知了,你可以实验性质的种一点,但作为大生产,谨慎。 原种,原种除了是母种的扩大培养外,另一个重要的方面是原种的培养基组成已经近似接近生产环节中羊肚菌的营养需求,可以说是母种到栽培种到生产过程的一个重要过度步骤,因此也是不可或缺的一步。原种的生产考虑到安全性、便捷性等层面,多使用瓶子进行,因此也称之为瓶装种。原种在市场流通中占一定比例,从 100~200 元一瓶不等,也有较低者。 栽培种,羊肚菌的栽培种从严格意义上讲和传统食用菌有所不同,毕竟栽培模式和传统食用菌大相径庭,但从操作过程、所扮演角色而言,还是菌种范畴,因此仍旧称之为栽培种。羊肚菌的栽培种,大约 2012 年之前,绝大多数的从业者基本上参照美国 Ower 所述的菌核培养原理进行,属于层级菌种范畴,如下图所示,菌种瓶内分层从下到上依次放入有机质层和土层,在土层上面接种,菌丝朝下生长,最后在土层中形成大量的菌核,可以只用土层的菌核作为种子播种,也可以将土层和有机质层的菌丝混合打散后当做菌种使用,这种方法的好处是可以培育出大量的菌核,当然也能降低污染,但操作过程明显费事费力。在 2012 年前后,张亚先生对这一过程进行深入的思考和革新,大胆的进行混合菌种制作工艺的改进(注:虽然混合菌种在常规食用菌生产中广泛使用,但对羊肚菌这个新的物种而言,每一个技术的革新或变更,参有人都付出了巨大的努力和投入,这里值得我们每一个今天可以享用这些技术的从业者的尊重),奠定了今天的混合菌种使用基础,为大规模生产创造了条件,当前行业基本上已经淘汰层级菌种的使用。 栽培种是市场上流通最为多的,也是利润最为丰厚的,有人可以将栽培种卖到六七千甚至更高,但常规价格在 3000~4000 之间,加上外源营养袋,优质的栽培种亩价格在 4000~5000 之间当属合理。 说到栽培种的时候,有一个大家关心的问题就是栽培种的使用量问题,有人说 400 斤,有人说 500 斤,有人直接按照多少袋进行,这里面有个关键问题就是菌种使用量和成本问题,菌种使用的多,成本自然就高,而菌种使用实际可栽培模式相匹配,在当前这种确定的栽培模式下,你能保证你的菌种下地后萌发率提高、活力强,菌种使用量自然可以降低,如这几年,张亚团队改进的地膜技术,就可以保证少用菌种仍旧可以达到很好的产量的目的,这自然就降低了菌种整个生产环节的成本。因此,以后再讨论菌种使用量问题的时候,请注意匹配相应的栽培模式和菌种活力,综合考虑,有条件情况下,当然可以多使用菌种的。 最后说一个菌种适应性问题,目前的羊肚菌种植主要在四川、重庆一带,云南、湖北、河南、陕西也有种植,真实情况是,即便这些地区,也存在着明显的不同气候类型,在铺垫菌种和栽培模式的时候务必要考虑菌种的适应性问题,千万回避 一个模式走全国,一支试管走天下 的滑稽局面。
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羊肚菌(菌丝形态特征)——菌种
热度 1 Macrofungi 2013-6-2 21:38
羊肚菌是一种名贵的高等大型真菌,从属于子囊菌门,羊肚菌菌丝具有隔膜,菌丝粗壮,多核,菌丝变老过程中液泡明显。 羊肚菌的栽培是众多食用菌爱好者的梦想,国内外对栽培也有长时间的研究,近年来,在我国的广大菇农朋友们和科技工作者的努力下,羊肚菌的栽培初见规模,但可能仍旧存在着遗传背景了解匮乏,产量不稳定等致命问题。羊肚菌的栽培仍旧存在较高的风险,没有一定的栽培经验,切莫大规模生产,小试成功后在慢慢扩大。 羊肚菌栽培第一步,也是极其关键的一步是菌种的制备。从目前的栽培经验看,菌种的好坏直接关系到后续的栽培生产。羊肚菌菌种的制备具有一定的技术性,非一般菇农所能掌握;并且因羊肚菌栽培还不是一件容易的事情,所以某些科研菌种单位保存的菌种实际也未进行过生产试验,究竟是否是纯的羊肚菌菌种难以判定。 广大菇农朋友们在栽培羊肚菌的时候,可以向已经有推广生产羊肚菌栽培经验的菌种厂采购,初期阶段,多花点钱在菌种上也是应该的,不要在菌种打折。 我们也在尝试着对羊肚菌进行研究,从目前我们分离的羊肚菌纯种来看(粗柄羊肚菌,高羊肚菌,尖顶羊肚菌,小羊肚菌),在 CYM 固体培养基, 24 摄氏度培养条件下菌丝形态特征比较一致,表现为:菌丝粗壮,初期菌丝白色,中后期开始变浅黄,后期颜色加深只棕色。都可以产生大小不一的菌核,菌核初期白色,后与菌丝同色至更深。小菌核有针尖大小,肉眼勉强可辨,试管斜面培养,菌核最大 0.5cm 不规则圆形,疑为多个中等大小的小菌核凝聚而成。菌核致密,较硬。后期菌丝上分泌露珠,无色或同菌丝色。平皿培养,菌丝长势较快,平均每天 1cm 。菌落前端均匀,初期白色,后渐浅黄至棕色。菌核和前面描述一致。见下图。
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