综述:发酵蔬菜中噬菌体的生态存在与功能作用

【字体: 时间:2025年07月31日 来源:Food Microbiology 4.6

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  这篇综述系统阐述了噬菌体(phages)在发酵蔬菜微生物组中的生态分布与功能机制,揭示了其通过裂解-溶原(lytic-lysogenic)循环调控乳酸菌(LAB)群落演替,并借助辅助代谢基因(AMGs)参与风味物质合成的分子路径,为开发基于噬菌体精准调控的发酵技术提供了理论框架。

  

微生物菌群在蔬菜发酵中的作用
蔬菜发酵是一个微生物群落结构与代谢特性动态变化的过程。乳酸菌(LAB)作为核心功能菌群,通过代谢产生氨基酸、多糖和维生素等活性物质,驱动发酵进程并塑造产品风味。研究显示,发酵初期以肠杆菌科和假单胞菌为主,随着pH降低,乳酸菌逐渐成为优势菌群,其群落演替直接决定泡菜等发酵蔬菜的质构与风味特征。

发酵蔬菜中噬菌体的存在与多样性
高通量测序技术揭示了发酵蔬菜微生物组中丰富的噬菌体资源。这些病毒组分通过调控宿主菌群结构影响发酵进程。噬菌体分布受宿主细菌种类(如乳杆菌属Lactobacillus、明串珠菌属Leuconostoc)、环境条件(盐度、pH)及自身特性共同影响。国际病毒分类委员会(ICTV)2022年新分类体系将尾状双链DNA噬菌体归类为Caudoviricetes纲,包含4目14科,取代了传统的肌尾病毒科(Myoviridae)、长尾病毒科(Siphoviridae)等形态学分类。

噬菌体对发酵蔬菜的影响机制
噬菌体通过"捕食-进化"动态平衡机制精准调控发酵过程:烈性噬菌体通过裂解循环(lytic cycle)调控LAB种群数量,温和噬菌体则通过溶原循环(lysogenic cycle)将基因组整合至宿主DNA,在环境胁迫时激活裂解。值得注意的是,噬菌体编码的辅助代谢基因(AMGs)可参与乳酸、乙酸等关键风味物质的生物合成,这种"病毒代谢"现象为风味调控提供了新靶点。

噬菌体检测技术体系
从传统培养法(噬菌斑分析)到现代组学技术(宏基因组学、病毒组学),噬菌体研究手段日益多元。其中,培养组学(culturomics)与单细胞测序的结合显著提升了不可培养噬菌体的分离效率,而CRISPR间隔序列分析则为噬菌体-宿主互作研究提供了新工具。

总结与展望
当前研究虽初步揭示了噬菌体在发酵蔬菜中的生态功能,但其与微生物组的互作网络仍待解析。未来需整合多组学数据构建"噬菌体-菌群-代谢物"关联模型,开发基于噬菌体定向调控的精准发酵技术,这对传统发酵食品产业升级具有重要实践意义。

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