酱油发酵里的"隐形玩家"：噬菌体如何塑造风味？——基于宏基因组组装基因组的新发现

研究背景

发酵食品中噬菌体的组成与功能日益受关注，但高盐酱油发酵体系中噬菌体的生态功能、作用机制仍未被系统解析。传统培养法难以捕获完整病毒多样性，本研究借助高通量测序技术，解析两种主流酱油工艺中噬菌体的动态变化与潜在作用。

关键突破

1.系统解析两种工艺噬菌体群落组成与生活史特征

研究在发酵全程共鉴定出823个物种水平的病毒操作分类单元（vOTUs），其中89.19%为温和噬菌体，高盐、酸性发酵环境显著促进溶原性生活方式。优势噬菌体科为Straboviridae和Salasmaviridae，两工艺群落组成存在明显差异；噬菌体数量与细菌物种丰富度、总酸度、氨基酸态氮呈正相关，与pH呈负相关。（图1-图3）

图1 噬菌体基因组大小与分类组成

图2 噬菌体生活方式预测

图3 噬菌体与环境因子相关性分析

2.构建噬菌体-宿主互作网络并解析细菌防御机制

通过宏基因组组装获得45个中高质量细菌基因组（MAGs），发现91种噬菌体与26种细菌存在关联，Lactococcus petauri（MAG16）和Halomonas elongata（MAG51）携带的噬菌体种类最多。所有细菌均编码I型CRISPR-Cas系统，95.6%拥有限制-修饰系统，部分菌株具备多重防御机制，同时鉴定出2种可感染多宿主的多价噬菌体。（图4）

图4 噬菌体-宿主互作与细菌防御机制

3.发现噬菌体辅助代谢基因参与酱油风味物质合成

在29种噬菌体中鉴定出44个高可信度辅助代谢基因（AMGs），涵盖pfkA、ldh、adhP、ilvE等关键基因，参与糖代谢、氨基酸代谢等通路。日式工艺中噬菌体代谢相关基因更丰富，研究首次构建了酱油发酵中噬菌体介导的风味代谢通路模型，为解析风味形成机制提供了全新视角。

结论与展望

本研究首次系统比较了广式与日式高盐酱油发酵中的噬菌体群落，阐明了其动态变化规律、溶原性主导的生活史策略、复杂的宿主互作网络及潜在的代谢功能，证实噬菌体可通过携带辅助代谢基因参与酱油风味物质的合成，填补了高盐发酵生态系统中噬菌体研究的空白。未来需进一步分离关键噬菌体与宿主菌株，通过多组学技术验证噬菌体基因的表达与功能，解析噬菌体与宿主的共进化机制，探索利用噬菌体精准调控发酵过程、提升酱油品质的新途径，同时补充RNA噬菌体等未覆盖类群的研究。

参考文献

Tan G, Qi S, Hu M, et al. Understanding phage dynamics and their potential roles during soy sauce fermentation using metagenome-assembled genomes. Food Research International 241 (2026) 119707.