发酵蔬菜因其独特的风味和营养价值而广受消费者青睐，其品质特性与微生物群落的动态变化密切相关。近期高通量测序技术的进展揭示了发酵蔬菜微生物组中蕴藏着丰富的噬菌体资源。这些病毒组分通过调控微生物群落的结构与功能，显著影响发酵过程及产品特性。然而，通过噬菌体介导的调控来优化蔬菜发酵过程的研究仍处于起步阶段。本研究系统总结了发酵蔬菜中微生物群落的组成特征与动态变化规律，综述了发酵蔬菜中噬菌体多样性与功能特性的最新研究进展。此外，通过整合多组学数据，我们深入解析了噬菌体、宿主微生物群及代谢产物之间的复杂互作网络。结果表明，噬菌体通过裂解-溶原循环介导微生物群落演替，并借助其编码的辅助代谢基因参与关键风味物质的生物合成，从而精确调控发酵过程。最后，我们梳理了一套整合宏基因组学与培养组学的技术框架。本研究为理解噬菌体在发酵蔬菜中的功能机制提供了新的视角，并为开发基于噬菌体调控的精准发酵技术奠定了理论基础。

一、发酵蔬菜中的微生物群落演替

发酵蔬菜的微生物群落呈现明显的阶段性演替：

• 初期：异型乳酸菌（如 Leuconostoc、Pediococcus）占主导；
• 中后期：同型乳酸菌（如 Lactobacillus）成为优势菌群。

这些微生物不仅驱动发酵，还通过代谢产物（如氨基酸、挥发性风味物质）影响产品风味与安全性。

二、噬菌体的多样性与分布

     1. 宿主与分类

• 噬菌体以乳酸菌为主要宿主，包括 Lactobacillus、Weissella、Leuconostoc 等；
• 形态上多属于 Siphoviridae、Myoviridae、Podoviridae；
• 最新分类系统已废除传统形态学分类，转向基于基因组序列的系统发育分类（如 Caudoviricetes 纲）。

     2. 来源与动态

• 多数噬菌体来源于宿主菌基因组中的前噬菌体；
• 在发酵过程中，噬菌体类型与数量随宿主菌群演替而变化；
• 例如，酸菜发酵初期以 Leuconostoc 噬菌体为主，后期转为 Lactobacillus 噬菌体。

三、噬菌体的功能机制

1. 调控微生物群落结构

• “杀胜者”（Kill-the-Winner）机制：噬菌体通过裂解优势菌群，为劣势菌群创造生态位，维持微生物多样性；
• 病毒分流（Viral Shunt）：裂解释放的细胞内物质（如维生素、氨基酸）促进其他微生物生长。

2. 增强微生物功能多样性

• 水平基因转移（HGT）：噬菌体携带抗生素抗性基因、毒力因子等，介导基因在菌群间传播；
• 辅助代谢基因（AMGs）：噬菌体编码参与宿主代谢的基因（如糖苷水解酶），增强宿主对复杂底物的利用能力。

四、研究方法与技术路线

五、当前研究局限与未来方向

局限：

• 噬菌体基因组数据库不完整，影响注释准确性；
• 对前噬菌体诱导机制、AMGs 功能验证不足；
• 缺乏对噬菌体-宿主-环境三者互作的系统性研究。

未来方向：

• 构建发酵食品来源的噬菌体基因组数据库；
• 结合培养组学与宏基因组学，挖掘功能性噬菌体；
• 开展基因敲除、异源表达等实验，验证AMGs功能；
• 探索噬菌体在精准发酵、抑菌防腐中的应用潜力。

结论：噬菌体是发酵蔬菜微生物组中不可忽视的关键调控因子。它们通过裂解-溶原循环、水平基因转移、辅助代谢基因等多种机制，深刻影响微生物群落结构、功能表达与风味形成。未来，结合多组学技术与实验验证，将推动噬菌体在发酵食品科学中的精准调控与产业应用。

参考来源：https://doi.org/10.1016/j.fm.2025.104884