余中节 赵 洁 宋宇琴 孙志宏 张和平

    (内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室 农业部奶制品加工重点实验室内蒙古自治区乳品生物技术与工程重点实验室 呼和浩特 010018)

    乳酸菌是指糖发酵能产生50%以上乳酸的一类无芽孢、不运动、过氧化氢酶反应阴性、革兰氏染色阳性细菌的总称[1]。乳酸菌是重要的工业用微生物之一，其能够使食品酸化，产生酒精，改善食品风味，维持肠道微生态，抑制病原菌生长，从而缓解乳糖不耐、腹泻、胃溃疡等病症，被广泛用于食品和生物医药行业。在青贮饲料发酵过程中，乳酸菌能够调节饲料内的生物区系，促进多糖与粗纤维转换，提高饲料转化率，促进反刍动物瘤胃发育；乳酸菌分泌的有机酸可以溶解土壤中的梨酸盐并通过螯合作用释放磷元素有助于植物生长。然而，传统的分析技术存在分辨率低，重复性差等缺点，未能全面解析乳酸菌的进化过程和遗传背景，在很大程度上限制了高生产性能和优良益生特性乳酸菌的应用领域和自身价值的发挥。

    全基因组关联分析(Genome-wide association study，GWAS)的出现为乳酸菌的分离筛选以及溯源、进化研究提供了更为可靠的证据和新的思路。GWAS技术在细菌的基因-性状关联分析方面的应用已经渐趋成熟，这方面的研究也已成为细菌分子生物学的热门领域。本文综述GWAS在细菌中应用的现状，并分析了将GWAS分析技术应用于乳酸菌基因组研究及分离筛选的可行性，意在推动和倡导在我国加快对该项技术的应用研究。

    1 乳酸菌分子生物学研究进展

    人类对乳酸菌的应用有着长远的历史，根据《圣经·旧约》的记载，公元前 4000年，人类已经开始食用发酵肉制品及蔬菜腌渍物。1873年李斯特(Lister)利用稀释法，从酸乳中分离纯化出乳杆菌(Bacterium lactis)，也就是目前的乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)，这是乳酸菌最早被分离出来的纪录[2]。目前在自然界发现的乳酸菌主要包括乳酸杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)、明串珠球菌属(Leuconostoc)、奇异菌属(Atopobium)等43个属373个种及亚种[3]。

    据新思界产业研究发布的《2016-2019年中国乳酸菌市场深度分析报告》显示，在2015年我国乳酸菌的市场规模达到了660亿元，并且每年保持15%～18%以上的增速，而我国大部分乳酸菌市场被外资和合资企业所垄断，这是一种极不正常的现象，乳酸菌呈现出较强的地域性，特定地区的人群因其饮食习惯及肠道消化系统的差异 ......