中国马业正处在从传统马业向现代马业转型的过渡期,而产品马业发展是现代马业的重要组成部分,包括马肉、马奶、马血、马尿等天然、绿色、营养、保健等高附加值的马产品开发。马乳产品,尤其是酸马奶的开发利用拥有广阔的发展前景。酸马奶在我国有2000年的历史,不仅必需脂肪酸、不饱和脂肪酸含量高,宜于人体消化吸收,还具有降血压,降血脂,治疗肺结核、贫血、心血管疾病及消化道疾病等医药保健价值,非常符合现代人的消费需求。然而,对酸马奶的大量研究中缺乏对其传统发酵过程的关注。了解发酵过程中酸马奶微生物的群落结构与功能基因表达的动态变化,可以优化群落结构、调整群落功能具有重要意义,还能为酸马奶食品安全、临床应用、改进传统发酵的可控性等研究提供理论依据。本研究以3.5L体系进行酸马奶发酵,每隔2.5h捣拌300次,一天共捣拌1500次,发酵温度保持在22±2℃范围内,以此条件发酵96h,每隔12h取一次样品为后续研究做准备。首先对各时期的酸马奶样品进行部分生理生化指标测定分析,初步了解发酵过程中的变化情况；其次,从发酵过程中选取六个时期的样品,提取宏基因组DNA, PCR扩增16S rDNA进行454焦磷酸测序,从而分析发酵过程中细菌群落结构演替变化；最后,选取发酵过程中的12h、48h和96h三个样品进行RNA-Seq高通量测序,构建酸马奶宏转录组文库,分析了解在发酵过程中功能基因表达情况。主要研究结果如下：1.酸马奶发酵过程中pH值为下降趋势,发酵前期变化差异显著,最低达到3.54；总蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸含量发酵过程中均有增长趋势,到72h达到最高值；发酵过程中乳糖含量减少,而乳酸含量增加。葡萄糖、半乳糖、乙酸、丙酸含量在发酵过程中处于较低的水平。丁酸在各个时期都未检测到。2.酸马奶在发酵的初期细菌多样性最高,随着发酵下降；细菌的丰度最高值在发酵的72h时出现。3.硬壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为酸马奶中的优势细菌门。发酵过程中,12h、24h和48h的硬壁菌门含量呈现出上升的趋势,而72h和96h时其含量又呈现出下降的趋势：变形菌门的细菌变化呈现出相反的趋势。4.在酸马奶制作过程中乳杆菌属(Lactobacillus)、乳球菌属(Lactococcus)为其优势细菌属。随着发酵时间的延长,12h、24h乳杆菌属(Lactobacillus)的含量呈现出上升的趋势,而72h和96h时其含量又呈现出下降的趋势；乳球菌属(Lactococcus)随着发酵含量呈现上升的趋势；在发酵的后期,醋酸菌属(Acetobacter)的含量呈现出增加趋势。5.进行酸马奶三个发酵时期(12h、48h、96h)宏转录组高通量测序,获得了12.2G的高质量短序列,组装出64.210个merge-Unigenes,其中59,339条Unigenes可以直接确定其CDS区及序列方向。其余序列用ESTscan软件进行编码区预测,有2,230条Unigenes可能为新的蛋白编码序列。6.对merge-Unigenes的GO功能分类分析结果显示,发酵过程与metabolic process、catalytic activity及cellular process等密切相关；通过COG功能分类结果显示,酸马奶的发酵过程中,参与Amino acid transport and metabolism的相关基因和replication, recombination and repair的相关基因起到了关键的调控作用;KEGG代谢通路分析,在发酵过程中Metabolic pathways. Biosynthesis of secondary metabolites及Microbial metabolism in diverse environments通路是主要的信号通路。7.差异表达基因GO功能富集分析结果显示,发酵初期到发酵中期,metabolic process、cellular process、organic substance metabolic process是主要的生物学过程,同时与organic cyclic compound binding、heterocyclic compound binding、small molecule binding等分子功能基因表达活跃；自发酵中期到发酵末期,cellular process、cellular macromolecule metabolic process、single-organism cellular process等生物学过程相关基因起到决定性作用,structural molecule activity、structural constituent of ribosome、 protein binding等分子功能相关基因表达活跃。8.差异表达基因KEGG pathway富集分析,发酵初期到发酵中期,ibosome pathways是这一时期的主导代谢通路；自发酵中期到发酵末期,Ether lipid metabolism、 Aminobenzoate degradation、Steroid biosynthesis、mRNA surveillance pathway等代谢通路发生主要作用。本研究通过高通量测序及数据分析,不仅揭示了酸马奶发酵过程中细菌群落结构变化,还建立了较为全面的酸马奶宏转录组数据库,丰富了酸马奶微生物在基因水平及蛋白水平上的数据信息,为进一步研究酸马奶的发酵过程中的基因结构和功能的变化以及代谢通路的调控等提供理论依据,对酸马奶资源的开发和利用具有重要意义。