IF=12.5!内蒙古农业大学刘文俊团队:代谢组学如何解锁乳酸菌的功能密码:鉴定、分类与功能解析新工具

<菌菌有约>科研版第87期

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本期看点

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图1  代谢组学驱动的乳酸菌代谢物检测与多组学整合策略

乳酸菌（lactic acid bacteria，LAB）在食品发酵、风味形成及益生功能中发挥核心作用。然而，LAB的代谢表型与功能输出往往与基因组属性并不完全一致，即使基因组高度相似的菌株，也可能在不同生态环境和营养条件下表现出显著不同的代谢产物谱与功能特征。这种“基因—表型脱耦”现象凸显了代谢组学在功能解析中的重要价值。近日，内蒙古农业大学刘文俊团队在《Biotechnology Advances》发表综述文章（Q1, IF:12.5），系统整合了乳酸菌代谢组学在菌株鉴定、分类及功能解析方面的研究进展，重点总结了代谢组学技术平台、菌株分型策略、功能代谢物发现及其与基因组尺度代谢模型（GSMMs）和多组学整合的发展方向，同时分析了当前在代谢物注释、环境干扰及标准化方面面临的挑战。

1. 系统阐明了乳酸菌代谢表型高度依赖生态与环境条件，基因组信息难以完全预测其功能，代谢组学成为连接基因潜力与真实表型的重要桥梁；

2. 总结了代谢组学在乳酸菌菌株鉴定与分类中的应用，包括MALDI-TOF MS代谢指纹识别，以及代谢型（metabolotype）分型在揭示菌株功能差异中的价值，同时指出代谢谱并不总与系统发育一致；

3. 概括了代谢表型在揭示乳酸菌代谢网络动态重塑、环境适应与功能分化中的作用，并强调不同菌属在氨基酸合成能力与代谢产物丰度上存在显著差异；

4. 重点讨论了乳酸菌功能代谢物（如乳酸、胞外多糖EPS、短链脂肪酸SCFAs等）的发现与生物学意义，指出代谢组学虽具有强相关性分析能力，但仍需结合实验验证与多组学整合以实现机制解析；

5. 展望了未来LAB代谢组学的发展方向，包括建立高质量代谢谱库、发展动态与单细胞代谢组学，以及构建“代谢组学—GSMMs—实验验证”的闭环框架，推动精准益生菌与发酵应用。

图2 GSMMs在乳酸菌研究中的应用概览

第一作者：赵丽霞

通讯作者：刘文俊 研究员

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2026.108838

原文题目：《Metabolomics applications in lactic acid bacteria: Identification, classification, and functional analysis》

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供稿：赵丽霞

编辑：孙雅如

审核：九卿臣

刘文俊

内蒙古农业大学研究员，国家“万人计划”科技领军创新人才

长期从事自然发酵乳制品和传统发酵食品中乳酸菌资源创新与开发利用研究。作为主要完成人之一建立乳酸菌种质资源库，已保藏乳酸菌555,328株，形成了系统的乳酸菌种质资源平台，并在乳酸菌分离鉴定、新种发现及优良菌株筛选方面取得重要研究成果。近年来主持多项国家自然科学基金及自治区科研项目，以第一或通讯作者发表学术论文50余篇，授权国家发明专利14项，担任《Current Probiotics》主编及多本国际期刊编委。

赵丽霞

内蒙古农业大学在读博士研究生。

主要围绕乳酸菌种质资源挖掘、菌株分离鉴定及代谢功能解析开展研究工作，结合代谢组学与多组学分析方法，探究乳酸菌代谢特征及其功能分化规律，为乳酸菌精准筛选与功能应用提供理论基础。以第一作者发表SCI文章3篇。