文章作者收集了全球15种常见发酵食品的367个宏基因组数据，通过宏基因组分箱得到653个细菌宏基因组组装基因组（MAGs），识别出2334个次级代谢物BGCs，其中1655个BGCs是生境特异性的，183个BGCs产生的次级代谢物具有高概率的抗菌活性（>80％）。

英文标题：Metagenomics reveals the habitat specificity of biosynthetic potential of secondary metabolites in global food fermentations

中文标题：宏基因组揭示全球食品发酵中次级代谢产物生物合成潜力的生境特异

发表期刊：Microbiome

影响因子：15.5

发表时间：2023年05月20日

作者及单位：杜如冰、吴群等，江南大学

通过宏基因组分箱得到了122个新菌种（4个新菌属）的MAGs。干酪发酵中菌种生境特异性最强（92种），其次是中国白酒（38种）和豆沙（22种）。康普茶发酵中生境特异性物种比例为94.12%，说明该食物发酵中较大比例的物种与其他食物发酵类型存在差异。

2. BGCs的分布

在84.69%的MAGs中，共检测到2334个BGCs。1655个（70.91%）仅存在于一种类型的食物发酵中，并被鉴定为生境特异性BGCs。

所有的BGCs来自56个科，其中13个科被鉴定为富含BGC（≥50个BGCs）的科，它们共含有73.69%的BGCs。

3. 新型BGCs及其分布

2334个BGCs中有1003个 (42.97%) 的BiG-SLiCE距离为900，说明其与参考数据集的亲缘关系较远，鉴定为新型BGCs。12个BGCs的BiG-SLiCE距离为≥1800，被认为是极其不同的BGCS。奶酪发酵中的新BGCs最多可能是由于可用的奶酪发酵宏基因组数据最多。

新型BGCs在芽孢杆菌、链球菌、短杆菌、乳酸杆菌和链霉菌中的比例分别达到46.24%、38.21%、41.90%、31.72%和65.96%。

4. 多生态系统的BGCs比较

与来自3个其他生态系统的BGCs相比，419个BGCs（17.95%）在食物发酵中特有的。奶酪、豆沙和白酒发酵都含有50多种独特的BGCs，占特有BGCs的66.59%。

5. 基因簇家族（GCF）分析

基于对BGCs与MIBiG数据库中的参考BGCs的相似性分析，得到用2334个BGCs组成GCFs的网络图。有33个GCFs内含有MIBiG数据库中已知BGCs，这33个GCFs由73个BGCs组成，属于9个BGC类型。

6. 生物活性预测

使用BGC序列通过机器学习对生物活性进行预测，得到33种已知GCFs的相应代谢物家族的生物活性。183个BGCs产生的次级代谢物具有高概率的抗菌活性（>80％），这183个BGCs分布在所有15种食品发酵类型中，其中奶酪含最多的BGCs，其次是豆瓣酱和白酒。

本研究结果说明食品发酵系统是一个未开发的BGC资源库，包含丰富的、具有生物活性的次级代谢产物，为发酵食品对人类健康的潜在益处提供了新见解。

参考文献：

Du RB, et al., Metagenomics reveals the habitat specificity of biosynthetic potential of secondary metabolites in global food fermentations. Microbiome. 2023.