近期，我校生物工程学院夏小乐教授团队在食品酿造微生物的耐酸机制及代谢调控方面取得重要进展，研究结果“Slower-growing species promote interspecific cooperation and coexistence under acid stress through cross-feeding”正式发表于Nature Communications。
在自然界与人类生活中，酸性环境无处不在。从赋予泡菜爽脆口感、塑造酸奶独特风味的发酵过程，到酿酒工业中复杂的微生物转化，乃至维系人体功能的肠道生态系统，以乳酸菌为代表的核心微生物不断产酸，形成对绝大多数生命形式都充满挑战的“高压”环境。明确微生物在高酸环境下耐受机制及代谢功能对食品发酵、工业生物转化、肠道健康至关重要。然而，现多聚焦于耐受菌株的挖掘、组学分析与适应性进化，这些体系中种群应对酸胁迫环境的生理和代谢反应依然不清楚。
研究团队以酿造食品微生物为最初出发点，通过构建合成群落并结合组学分析和数学建模，深入解析了酸胁迫下微生物群落的生理和代谢反应。首先通过空间微生物相互作用揭示了两种典型表型菌株（菌株A（长得快但不耐酸）和菌株B（长得慢但耐酸））在空间上存在生长与耐受性权衡。进一步共培养发现微生物群落并未像传统生态学理论所认为的极端环境会激发物种间的资源竞争，而是在高酸胁迫环境中进化出一套精妙的协作求生策略。最后通过组学分析和数学建模定量揭示了种群协作机理，结果表明生长速率较慢的菌种在高酸胁迫下将碳源和能量供给于快速生长的菌种以增强其酸耐受能力和存活率，实现了从“个体竞争”到“群体共生”的生态范式转变。该研究首次在酿造食品体系中从生态互作角度解析了酸胁迫下微生物群落的协同生存策略，也为发酵食品优化、肠道菌群调控、酸性工业微生物组构建等提供了新的理论依据与工程思路。
江南大学生物工程学院2020级博士生廖辉为第一作者（现为2025级博士后），夏小乐教授为论文通讯作者，上述研究得到了国家自然科学基金（31972064）、江苏省基础研究计划（BK20252085、BK20251603）等项目资助。
近年来夏小乐教授在发酵食品绿色智能制造、生物大分子元件改造及健康食品领域取得了丰硕成果，相关研究发表在Nature Communications（2025）、Advanced Science（2025）、Trends in Food Science & Technology (2024，2020)、Biotechnology Advances (2024)、Chemical Engineering Journal（2025）、Biosensors and Bioelectronics (2022)、Food Hydrocolloids (2025, 2024, 2023)、Bioresource Technology（2025）、Food Chemistry (2023)、Journal of Agricultural and Food Chemistry（2024, 2023, 2022）等本领域权威期刊。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-67395-z
图文摘要
