近期，江南大學(xué)生物工程學(xué)院許正宏教授團(tuán)隊(duì)在濃香型白酒釀造生態(tài)系統(tǒng)窖泥中梭菌的代謝特征與生境適應(yīng)機(jī)制方面取得進(jìn)展，研究成果“Comparative genomics unveils the habitat adaptation and metabolic profiles ofClostridiumin an artificial ecosystem for liquor production”正式發(fā)表于mSystems （https://doi.org/10.1128/msystems.00297-22）。

 

　　泥窖固態(tài)釀造是我國(guó)濃香型白酒的獨(dú)特生產(chǎn)方式，酒醅與窖池四周的窖泥大面積直接接觸，窖泥中的微生物在釀造過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。窖泥在經(jīng)年累月的釀酒過(guò)程中呈現(xiàn)出“自然老熟”，菌群逐漸馴化形成了以梭菌和產(chǎn)甲烷菌為主體的獨(dú)特群落結(jié)構(gòu)，它們的代謝產(chǎn)物賦予了濃香型白酒更好的風(fēng)味特征，也就是業(yè)界常說(shuō)的“老窖出好酒”。在白酒釀造過(guò)程中，長(zhǎng)期的谷物發(fā)酵為窖泥微生物創(chuàng)造了一個(gè)富含淀粉、乙醇和多種有機(jī)酸等的獨(dú)特生態(tài)環(huán)境。梭菌屬（Clostridium）微生物是濃香型白酒風(fēng)味物質(zhì)形成的重要菌群之一。目前數(shù)據(jù)庫(kù)報(bào)道的梭菌屬包括約130個(gè)種，它們?cè)诃h(huán)境中分布廣泛，如腸道、土壤、發(fā)酵食品等。與其他環(huán)境來(lái)源的菌株相比，窖泥中梭菌的生存環(huán)境與白酒釀造活動(dòng)密切相關(guān)。那么，數(shù)十年乃至數(shù)百年的長(zhǎng)期釀酒生產(chǎn)會(huì)對(duì)窖泥菌群產(chǎn)生什么的沖擊呢？這些微生物是如何適應(yīng)釀酒環(huán)境并發(fā)揮著產(chǎn)香的重要功能呢？

 

　　許正宏教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合瀘州老窖沈才洪教授級(jí)高工團(tuán)隊(duì)，對(duì)來(lái)自不同生境的130株梭菌進(jìn)行了比較基因組學(xué)研究，揭示了窖泥來(lái)源和其他來(lái)源梭菌菌株基因組水平的功能差異。窖泥菌株中富集了與環(huán)境適應(yīng)相關(guān)的途徑，編碼乙醇脫氫酶和L-乳酸脫氫酶的基因數(shù)量也顯著高于其他來(lái)源菌株，這可能有助于梭菌適應(yīng)窖池內(nèi)高乙醇和高乳酸的環(huán)境。碳水化合物活性酶在窖泥梭菌中顯著富集，可能有利于它們對(duì)窖池環(huán)境中碳水化合物的利用。在功能上，大多數(shù)窖泥梭菌菌株具有代謝乙醇、乳酸和淀粉合成脂肪酸的良好潛力。此外，初步分析了基因水平轉(zhuǎn)移在梭菌適應(yīng)窖池環(huán)境中的作用。研究結(jié)果揭示了窖泥中梭菌的環(huán)境適應(yīng)性和代謝特征的遺傳基礎(chǔ)，從生物適應(yīng)性的角度解讀了“老窖出好酒”的科學(xué)內(nèi)涵，也為闡明窖泥微生態(tài)系統(tǒng)的形成機(jī)制提供了新見(jiàn)解。

 

　　江南大學(xué)生物工程學(xué)院2019級(jí)博士生方冠宇為論文第一作者，許正宏教授為通訊作者。上述研究工作得到了得到了國(guó)家科技基礎(chǔ)條件資源調(diào)查專項(xiàng)（2021FY100900）、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31901658）和四川省固態(tài)釀造技術(shù)創(chuàng)新中心建設(shè)項(xiàng)目（2021ZYD0102）的資助。