江南大学传统酿造食品研究中心科研团队于2022年8月在国际期刊International Journal of Food Microbiology（中科院一区TOP，IF: 5.911）发表了题为“Safety evaluation and comparative genomics analysis of the industrial strain Aspergillus flavus SU-16 used for huangjiu brewing”的研究性论文。本论文获得国家自然科学基金（32072205，22138004）的资助。
黄酒是以糯米、水、麦曲为原料，采用多菌种、双边发酵工艺生产而成。麦曲中微生物的糖化、蛋白水解和代谢活性不仅为酵母的生长提供能量，同时也影响着黄酒的风味和香气成分组成。传统生麦曲、接种生/熟麦曲是黄酒酿造中使用的三种主要麦曲类型，它们在底物分解代谢和风味化合物的生物合成中发挥着重要作用。传统的麦曲是由碾碎的小麦自然发酵而成，微生物群落组成丰富多样。接种熟麦曲和生麦曲则是通过接种具有高水平水解酶活性的纯种SU-16菌株发酵而成。菌株SU-16作为我国黄酒酿的核心微生物之一，用于酿造黄酒已有60多年的历史，其不仅在黄酒品质和独特风味的形成中起到关键作用，同时接种纯种SU-16麦曲在黄酒酿造过程中的应用也是我国黄酒由手工生产逐步迈向机械、智能化的重要象征。虽然SU-16长期被用于黄酒生产，但关于菌株SU-16在黄酒酿造中的分类信息和安全性，基因组结构变异以及其对黄酒和清酒风味形成的功能差异尚不明确。
本研究采用分子生物学和代谢分析的方法对SU-16进行了分类鉴定和安全性分析，并首次报道了黄酒酿造工业菌株黄曲霉（A. flavus）SU-16的首个无间隙、近完成的基因组组装。研究基于表型、分子、代谢检测等多相方法从基因和代谢层面证明菌株SU-16是一株安全的黄曲霉菌株；利用Nanopore测序技术得到了8条黄曲霉SU-16完整染色体序列，通过比较基因组分析揭示了黄曲霉SU-16的基因组功能及其对黄酒生态位的潜在适应机制；同时并发现苏-16是CAZYmes和一些具有生物活性次生代谢产物的潜在优良资源库。研究结果不仅有助于黄酒酿造工艺的科学改进和品质提升，也为黄曲霉菌株的进一步工业化应用提供了思路和支持。
该论文的第一作者是江南大学传统酿造食品研究中心博士研究生孙海龙，通讯作者是毛健教授和刘双平教授。
研究结论及亮点
1.SU-16是一株不产黄曲霉毒素的黄曲霉菌株；
2.通过Nanopore测序技术获得了黄曲霉SU-16完整的基因组组装，SU-16基因组大小37.56 Mb，GC 含量47.33%，含有12332个编码蛋白基因；
3.由遗传变异引起的代谢改变是黄曲霉SU-16在驯化过程中功能分化的主要驱动力；
4.黄曲霉SU-16具有优异的糖化、液化酶活性，是CAZYmes和一些具有生物活性次生代谢产物的潜在优良资源库；
5.由于aflJ基因的失活，aflT、ver-1、verA和otmB基因片段以及norB-cypA区域启动子和翻译起始位点的缺失，导致菌株 SU-16黄曲霉毒素生物合成基因簇失活，因而无法产生黄曲霉毒素以及一些关键中间代谢产物。
图文介绍
图1 黄曲霉SU-16在不同培养基和温度下培养7天的菌落形态及生理特征
图2 黄曲霉SU-16的基因组特征
(a) SU-16 基因组圈图；(b) SU-16与黄曲霉NRRL3357和米曲霉RIB40之间的基因组共线性
图3 黄曲霉SU-16、NRRL3357与米曲霉RIB40基因组编码CAZYmes基因的比较分析
图4 黄曲霉SU-16、NRRL3357与米曲霉RIB40基因组次级代谢产物基因簇的比较分析
图5 黄曲霉SU-16、NRRL3357与米曲霉RIB40基因组中黄曲霉毒素生物合成基因簇的比较
第一作者简介：
孙海龙，石河子大学食品学院讲师，博士，毕业于江南大学食品科学与工程专业，主要从事发酵食品微生物生态及功能相关研究。发表学术论文7篇，获得授权发明专利1项，获得中国商业联合会科技进步特等奖等科技奖励3项。
通讯作者简介：
刘双平，江南大学，食品学院，教授，中国酒业协会酿造料酒分会技术委员会副主任，中国酒业协会黄酒分会副秘书长，十三五国家重点研发计划项目评阅专家。主要研究方向为酿造食品科学与工程，主要从事微生物分子生态学、合成微生物组学研究及产业化技术开发。获得国家技术发明二等奖1项、中国专利银奖1项等国家和省部级科技奖励6项；主持国家自然科学基金项目2项、国家重点研发计划项目2项，江苏省自然科学基金面上项目1项，以第一参与人参与国家自然科学基金重点项目1项，与企业合作完成二十余项技术开发。8项科技成果通过鉴定达到国际领先水平。申请国家发明专利64项，国际专利6项，已授权专利33项，其中国际专利3项，出版专著1部。
毛健，江南大学博士生导师，中组部“万人计划”领军人才，科技部中青年科技创新领军人才，中国酒业科技领军人才，科技部传统发酵食品首席科学家，享受国务院政府特殊津贴，江南大学“至善特聘教授”，江南大学传统酿造食品研究中心主任，国家黄酒工程技术研究中心副主任。以第一完成人获得“黄酒绿色酿造关键技术与智能化装备的创制及应用”国家技术发明奖二等奖，并获得中国专利银奖等国家和省部级科技奖励。现担任中国食醋产业技术创新战略联盟秘书长，中国食品科学技术学会理事、传统酿造食品分会副理事长、秘书长，中国酒业协会黄酒分会副理事长、技术委员会主任、酿造料酒分会常务副理事长、技术委员会主任、露酒分会副理事长，技术委员会副主任，蒸馏酒联盟秘书长；中国中药协会药酒专业委员会副主任、专家委员会副主任委员。作为项目负责人牵头“十三五”重点研发计划1项，先后主持国家863计划、“十二五”国家科技支撑计划、国家自然科学基金重点及面上项目9项。发表相关学术论文170余篇，其中SCI收录60余篇。申请国家发明专利149项，已授权72项，授权国际发明专利3项。
撰稿| 孙海龙
校稿| 刘双平
