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本综述聚焦食品微生物组研究，探讨宏基因组学在鉴定新物种中的进展，涵盖宏基因组组装基因组（MAGs）构建、数据库开发及功能分析，还讨论其在食品科学中的应用与挑战，为食品微生物研究和应用提供新视角。
引言
食品微生物组在食品加工、质量、安全及人体健康中具关键作用。传统基于培养的研究方法受限，而宏基因组学技术，尤其是鸟枪宏基因组学，可深入研究微生物群落分类和功能，检测未培养物种，但受限于计算工具和环境等因素，需整合分析以全面表征。
食品微生物组：现状与差距
食品基质多样，如发酵食品、乳制品、新鲜农产品和肉制品等，其微生物组受加工和生态因素影响，动态机制和与产品特性关联尚不完全明确。菌株间相互作用，如次级代谢产物产生、水平基因转移和抗微生物药物耐药性（AMR）动态等需进一步研究，且传统和手工制品的微生物组表征更具挑战性，需大规模分析和标准化方法。
宏基因组学在食品微生物组表征中的进展
短读长平台因准确性和成本效益常用，但在解析复杂群落等方面存在困难，长读长测序技术作为补充工具渐受欢迎。典型宏基因组工作流程包括实验设计、DNA 提取、测序和计算分析，组装方法可重建 MAGs，用于参考数据库构建，映射方法用于分类和功能分析，还可进行菌株水平分析，结合多组学和机器学习。
食品中新微生物物种的发现与表征
宏基因组学推动了食品微生物多样性研究，重新定义了微生物分类并鉴定新物种。多项研究在不同食品基质中发现新物种，如乳制品、植物基发酵食品等。全球数据库的开发有助于整合和利用公共数据集，但现有数据库主要集中在特定食品类别，且欠发达国家和传统食品的微生物组采样不足，真菌和病毒的研究也不充分。
对食品科学的应用与影响
新物种的发现对食品科学有广泛应用，包括食品生产和发酵、安全和质量控制、功能成分开发等。例如，可优化发酵过程，开发保护性培养物，探索益生菌潜力。但需深入表征功能，评估对人类健康的影响，同时法规和政策在转化应用中至关重要。
检测和表征未探索物种的挑战
尽管技术进步，食品宏基因组中未探索微生物的鉴定和表征仍面临技术、方法和解释性挑战。如功能预测需验证，MAGs 质量受多种因素影响，长读长测序成本高，低丰度物种检测困难，真菌和病毒研究受限，多组学整合成本高，食品与肠道微生物传播关系需长期研究等。
结论与未来展望
宏基因组学促进了食品微生物组研究，但需克服诸多障碍。未来需整合短读长和长读长测序，改进计算工具，开发更全面数据库，进行多学科整合分析，标准化协议，加强对欠发达地区和传统食品的研究，以全面理解食品微生物组及其与人类健康的关系。
