周言君，鐘 江

(1. 復旦大學 生命科學學院 微生物與微生物工程系，上海 200438;2. 復旦大學 中華古籍保護研究院，上海 200433)

古籍紙張表面微生物群落組成的初步研究

周言君1,2，鐘 江1,2

(1. 復旦大學 生命科學學院 微生物與微生物工程系，上海 200438;2. 復旦大學 中華古籍保護研究院，上海 200433)

紙張表面的微生物直接或間接地影響古籍的保存和使用年限，全面認識紙表微生物的組成有助于古籍保護．本研究對手抄本《周本紀摘要》中的紙張表面菌斑處(stain組)和潔凈處(clean組)共9處，以及環(huán)境空氣進行了樣品采集，并對樣品進行了高通量測序，對測序結(jié)果進行了生物信息學分析．10個樣品共得到高質(zhì)量的細菌16S序列和真菌ITS序列共485989條．序列數(shù)據(jù)分析表明，紙表真菌可以劃分為650個OTU，分屬6個門，細菌可以劃分3465個OTU，分屬15個門，其中豐度最高的分別是細菌的糖多孢菌屬(Saccharopolyspora)和真菌的曲霉屬(Aspergillus)．相比于clean組，stain組有顯著多的糖多孢菌屬和假諾卡氏菌屬(Pseudonocardiaceae)細菌，以及顯著多的牛肝菌目(Boletales)和爪甲團囊菌目(Onygenales)真菌．在聚類分析上，無論是細菌還是真菌部分，stain組和clean組的樣品都能很好的分開，但在Alpha多樣性指數(shù)上，組間差異趨勢不顯著．這些結(jié)果說明無論是否有菌斑，紙表微生物群落多樣性程度是穩(wěn)定的，但群落組成和結(jié)構(gòu)有很大差異．

微生物群落； 高通量測序； 古籍保護

古籍是傳統(tǒng)文化的重要載體，從紙張制作和印刷，到古籍流轉(zhuǎn)、儲藏、使用的全部過程，都有大量微生物的存在．它們消耗利用紙張的各種無機有機成分，生長和繁殖、協(xié)同與拮抗，直接或間接地影響著古籍外觀和紙張壽命．古籍微生物種類繁多，功能不明，利弊難辨，更難于清除．微生物防治一直是古籍文物保護的難點之一．全面了解古籍紙張表面微生物種類、種群結(jié)構(gòu)、代謝特征，就有可能明確對古籍有潛在威脅的微生物類群，指導采取有針對性的預防措施,長久地保存這些珍貴書籍，流傳后世[1]．

近幾十年來國內(nèi)外研究者對古籍紙張表面微生物進行了大量的研究，從不同材質(zhì)、年代、保存狀態(tài)、流轉(zhuǎn)歷史的古籍書頁中檢測到種類繁多的微生物．如有研究者發(fā)現(xiàn)土曲霉菌(Aspergillusterreus)能在紙張上生長并產(chǎn)生草酸，并與紙張中的鈣離子反應形成草酸鈣晶體，隨著菌絲體的生長和草酸鈣晶體的累積會最終導致紙張纖維的斷裂[2]，而生長在書畫表面鎘紅顏料上的寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas)會長出紅色或黃色的菌落，從而使書畫變色[3]．但受限于技術手段，這些研究往往無法涵蓋所有的類群，也無法全面比較不同類型紙張表面微生物的群落差異．

微生物宏基因組和高通量測序技術的迅猛發(fā)展，使我們能從一個樣品中獲得數(shù)萬條基因序列，一次性獲得樣品中幾乎全部微生物群落組成和相對豐度的信息[4-5]，從而有機會從系統(tǒng)的角度看待古籍上的微生物，用全新的視角研究古籍保護中亟待解決的重要問題，促進古籍保護工作的發(fā)展．

本研究針對一本清末民初的手工皮紙抄本《周本紀摘要》中的內(nèi)頁菌斑、封底菌斑和內(nèi)頁潔凈紙張這三類樣品分別進行3個平行樣品的采集，提取DNA，進行高通量測序和生物信息學分析，探究不同樣品間微生物群落組成的異同，以期為不同類型古籍紙張表面微生物的全面深入研究奠定基礎．

1 材料和方法

1.1 紙張樣品

本研究選取清末民初(十九世紀末到二十世紀初)的皮紙手抄本《周本紀摘要》一冊進行紙表微生物的采樣．書冊整體保存較完好，紙質(zhì)潔白無明顯酸化，內(nèi)頁和封底處有幾處菌斑，書冊及其紙張在采樣前未作任何處理．

1.2 采樣方法

樣品采集于2016年4月，采樣位置為內(nèi)頁菌斑處、封底菌斑處和內(nèi)頁潔凈處，每組采3個樣品．具體的采樣方法見文獻[6]，其中擦拭方法根據(jù)研究對象做了改動，將潤濕的聚酯纖維拭子用潤濕液(0.15mol/L NaCl和體積分數(shù)為0.1%的Tween)濕潤后，在目標區(qū)域中2cm×2cm的范圍內(nèi)單向輕柔擦拭20次，以不對紙張表面造成損傷為準．作為對照的空氣沉降樣品的采集方法為： 在采樣開始時，將聚酯纖維拭子蘸取潤濕液后，立于采樣工作臺面上，采樣結(jié)束后用其他樣品的處理方式收集此拭子．

1.3 DNA提取與PCR擴增

對文獻[6]的方法進行部分改動，使用PowerSoil DNA Isolation Kit(MoBio)按照試劑盒說明書進行DNA提?。蕴崛〉玫降腄NA作為模板，對細菌16S核糖體RNA基因(16S rDNA)和真菌核糖體RNA基因內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(Internal Transcribed Spacer, ITS)進行PCR擴增，以確定得到的DNA樣品有足夠的量，可用于后續(xù)高通量測序．16S rDNA擴增引物為27F(5′-AGAGTTTGATCCTGGCTCAG-3′)和338R(5′-TGCTGCCTCCCGTAGGAGT-3′)，ITS擴增選用引物為ITS1F(5′-CTTGGTCATTTAGAGGAA GTAA-3′)和ITS2(5′-GCTGCGTTCTTCATCGATGC-3′)．擴增條件為94℃ 5min；94℃ 45s，50℃ 30s，72℃ 90s，32個循環(huán)；72℃ 10min．對于擴增產(chǎn)物在凝膠電泳中條帶不夠清晰的樣品，可將擴增循環(huán)數(shù)增加到35個循環(huán)．

1.4 高通量測序與序列分析

委托上海華津生物科技有限公司采用Illumina公司Miseq平臺針對16S rDNA V3-V4區(qū)和ITS1區(qū)進行測序．對測序得到的reads先根據(jù)overlap關系進行拼接，同時對序列質(zhì)量進行質(zhì)控和篩選后，得到優(yōu)化序列．使用Mothur軟件以序列相似性97%為標準劃分操作分類單元(Operational Taxonomic Units，OTU)．原始的OTU豐度矩陣中包含大量“稀有”O(jiān)TU，它們豐度極低，且僅在少量樣品中偶爾出現(xiàn)，這些OTU的存在會大大增加數(shù)據(jù)分析的復雜度，而通常情況下，去除這些稀有OTU對于解析整體菌群的影響微乎其微，因此我們在OTU劃分的原始數(shù)據(jù)中，將豐度值低于全體樣本測序總量0.001%的OTU去除[7]，以降低數(shù)據(jù)分析的“背景噪音”．以去除了“稀有”O(jiān)TU的豐度矩陣為基礎進行Alpha多樣性和Beta多樣性指數(shù)分析和聚類分析．將每個OTU的代表序列與SILVA數(shù)據(jù)庫中的16S rDNA和ITS模板序列進行比對，確定其分類學信息，并在各分類水平上進行群落組成的差異分析．

2 結(jié)果與分析

2.1 取樣和擴增

共采集10個樣品，3個內(nèi)頁菌斑樣品命名為MA1、MA2、MA3，分別采自3個不同頁面；3個內(nèi)頁潔凈樣品命名為MA4、MA5、MA6，均采自書本內(nèi)頁無明顯菌斑或水跡的潔凈處；3個封底菌斑樣品命名為MA7、MA8、MA9，均采自本書封底，但采樣區(qū)域不交疊；1個空氣沉降樣品，命名為ZAB1，來自采樣工作臺面上的空氣自然沉降．對這十個樣品進行DNA抽提和16S rDNA、ITS的PCR擴增，樣品DNA濃度均較低，但PCR擴增32個循環(huán)時條帶清晰，可供后續(xù)高通量測序所用．

2.2 高通量測序結(jié)果

測序結(jié)果經(jīng)過剔除和篩選后，10個樣品共得到16S rDNA高質(zhì)量序列142270條，ITS高質(zhì)量序列343719條．無論是初始的有效序列總數(shù)，還是高質(zhì)量序列占有效序列的比例，ITS序列都高于16S rDNA序列．按照序列相似度97%的標準對高質(zhì)量序列進行OTU的劃分，并去除“稀有”O(jiān)TU后，ITS序列共得到650個OTU，16S rDNA序列得到3465個OTU．

2.3 菌群多樣性和聚類分析

為了較為全面地反映各樣品微生物群落的特征，我們用多種指數(shù)來反映不同樣品微生物群落的Alpha多樣性(表1)．不同的指數(shù)對于衡量群落多樣性的側(cè)重點不同，chao1指數(shù)和ACE指數(shù)側(cè)重于體現(xiàn)群落的豐富度，即群落中OTU的數(shù)量[8-9]；Shannon多樣性指數(shù)和Simpson多樣性指數(shù)則綜合考慮群落的豐富度和均勻度，即群落中各OTU之間豐度差異的大小[10]．從真菌部分來看，菌斑位置(MA1、MA2、MA3、MA7、MA8、MA9)的真菌豐富度(chao值和ACE值)均高于潔凈頁面(MA4、MA5、MA6)和環(huán)境空氣(ZBC1)，且空氣沉降樣品中的真菌豐富度最低．細菌的群落多樣性并沒有體現(xiàn)出這一點，而是內(nèi)頁中(MA1、MA2、MA3、MA4、MA5、MA6)，無論是否有菌斑，細菌群落的豐富度普遍低于封底紙表(MA7、MA8、MA9)和空氣(ZBC1)．將群落內(nèi)的OTU均勻度考慮在內(nèi)之后(即Simpson指數(shù)和Shannon指數(shù))，10個樣品間的多樣性指數(shù)值則失去了明顯的差異．

表1 不同采樣位置的16S rDNA和ITS的Alpha多樣性指數(shù)表

基于UniFrac距離的ITS序列UPGMA(Unweighted Pair-Group Method with Arithmetic means)樣本聚類分析結(jié)果顯示，潔凈的紙張頁面和環(huán)境空氣中的真菌群落聚類十分接近，而內(nèi)頁菌斑處和封底菌斑處的真菌群落則并未按類型聚在一起，尤其是3個內(nèi)頁菌斑樣品MA1、MA2和MA3的群落相似度較低(圖1)．這可能是由于采樣時內(nèi)頁菌斑處的3個樣品分別來自于不同頁面，雖然斑點形態(tài)相似，但導致菌斑形成的菌群其實差異很大．而封底菌斑組的3個樣品來源于同一紙張頁面，采樣范圍雖未重疊，但距離較近，因此3個樣品，尤其是MA7和MA9，聚類比較接近．

我們將紙張表面的9個樣品按照采樣類型分為兩組： 菌斑組(stain組，MA1、MA2、MA3、MA7、MA8、MA9)和潔凈組(clean組，MA4、MA5、MA6)，以此模式進行偏最小二乘法判別分析(Partial Least Squares Discriminant Analysis, PLS-DA)，結(jié)果見圖2(見第710頁)．無論是細菌還是真菌部分，都能很好地將stain組和clean組的樣品分開，且組內(nèi)差異小于組間差異．其中，stain組內(nèi)細菌群落能夠很好地擬合，而真菌群落組內(nèi)差異較大．與之相對地，clean組內(nèi)細菌群落差異較大，而真菌群落能夠很好地擬合．這一結(jié)果說明，在紙張表面菌斑處的真菌群落可能有很多種組成形式，而潔凈紙表的真菌群落則較為相似和穩(wěn)定．

2.4 微生物群落組成分析

序列分析結(jié)果表明，細菌主要來自15個門(Phylum)，其中豐度最高的是變形菌門(Proteobacteria，44.4%)、放線菌門(Actinobacteria，32.3%)和厚壁菌門(Firmicutes，16.5%)(表2，見第710頁)．總比例較高的屬為變形菌門的蒼白桿菌屬(Ochrobactrum)和放線菌門的糖多孢菌屬(Saccharopolyspora)、紅球菌屬(Rhodococcus)等．真菌分別來自6個門，其中豐度(A)最高的是子囊菌門(Ascomycota)，在所有樣品中總比例為74.5%，其次是擔子菌門(Basidiomycota)，總比例為18.4%．占最主要地位的屬是子囊菌門的曲霉屬(Aspergillus)和擬青霉屬(Simplicillium)，其中曲霉屬在全樣品中所占的總比例為29.2%，在封底菌斑處樣品MA7、MA8和MA9中的比例分別為52.0%、82.9%和53.9%(表2)．主要類群與文獻報道[11-14]中紙質(zhì)文獻表面所發(fā)現(xiàn)的微生物類群是基本一致的．

樣本A/%MA1MA2MA3MA4MA5MA6MA7MA8MA9ZBC1細菌Acidobacteria0．10．10．00．10．20．00．10．10．00．0Actinobacteria46．217．861．017．27．121．637．634．348．130．0Armatimonadetes0．00．00．00．10．00．00．10．00．10．0Bacteroidetes3．36．74．46．96．45．96．93．64．68．8Chlamydiae0．00．10．00．00．00．00．00．00．00．0Chloroflexi0．20．00．00．02．00．10．10．10．10．1Cyanobacteria0．20．50．10．20．20．30．23．80．10．7Elusimicrobia0．00．10．00．10．00．00．00．00．00．1Firmicutes3．634．61．93．956．534．18．92．91．72．2Fusobacteria0．00．10．00．00．10．00．10．00．00．1Gemmatimonadetes0．00．10．20．00．00．00．00．00．00．0Planctomycetes0．10．00．00．10．00．10．00．00．10．1Proteobacteria46．039．832．171．326．837．545．755．045．057．6Spirochaetes0．00．00．00．00．00．00．00．00．00．0Tenericutes0．00．10．00．00．10．10．00．10．00．0Unidentified0．10．10．00．10．40．20．30．20．10．2真菌Ascomycota55．736．384．367．572．170．093．992．389．682．9Basidiomycota41．837．613．712．721．822．55．65．78．113．9Chytridiomycota0．00．30．00．01．30．00．00．00．00．0Glomeromycota0．00．00．00．00．00．00．00．00．00．0Rozellomycota0．06．80．00．00．00．30．00．00．90．0Zygomycota0．018．50．20．00．40．00．00．00．10．0Unidentified2．40．51．819．84．47．20．41．91．33．2

按照2.3節(jié)中提到的分組方式，運用LEfSe(Linear discriminant analysis Effect Size)方法進行組間的比較，從而找到組間在豐度上有顯著性差異的分類單元，最后用線性判別分析(LDA)對數(shù)據(jù)進行降維，并評估差異顯著的物種的影響力，即LDA值(取log10后)，結(jié)果見圖3．

其中，stain組內(nèi)的細菌群落有更多的放線菌類群(尤其是糖多孢菌屬)和芽孢桿菌屬(Bacillus)；真菌群落中有相當大比例的曲霉屬和青霉屬(Penicillium)，但在統(tǒng)計學上與clean組相比有顯著性差異的類群則是牛肝菌目(Boletales)、爪甲團囊菌目(Onygenales)和外擔子菌綱(Exobasidiomycetes)．

clean組內(nèi)的細菌群落中有顯著多的動膠菌屬(Zoogloea)、腸桿菌屬(Enterobacter)和紅環(huán)菌目(Rhodocyclales)；真菌群落中有顯著多的鏈格孢屬(Alternaria)和肉座菌目(Hypocreales)．

3 討 論

中華古籍的紙張成分多樣，根據(jù)制作工藝和原料的不同，含有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，同時還有少量樹脂、淀粉、果膠、灰分等，這些成分都可以作為營養(yǎng)來源供給多種微生物的生長和繁殖．在實際的古籍善本流通和保藏過程中，微生物的影響十分顯著，對其進行的各種研究一直在世界范圍內(nèi)進行．這些研究工作早期是應用傳統(tǒng)的培養(yǎng)技術分離培養(yǎng)損害紙質(zhì)文物的微生物，依據(jù)形態(tài)及生理生化特征對其進行鑒別分類[15-16]．但由于培養(yǎng)條件限制、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)缺失、失去生態(tài)位等因素，大多數(shù)微生物在常規(guī)條件下是不可培養(yǎng)或難培養(yǎng)的，這些方法只能得到極少數(shù)菌株，且它們在古籍紙張上未必為有害菌或優(yōu)勢菌．隨著技術手段的發(fā)展，基于PCR的分子鑒定[17-18]、DGGE[19]、基因芯片、掃描電鏡(SEM)[20-21]、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)[2,22]等技術都逐漸被應用于古籍相關微生物的研究．這些方法能得到部分優(yōu)勢菌群，而對于整體的微生物群落，尤其是群落內(nèi)豐度較低但可能對紙張的破壞起關鍵作用的菌群無法進行有效地分析．高通量測序技術有可能使研究者能夠獲得樣品中幾乎全部的微生物信息，為認識微生物對古籍紙張的影響提供了強大的工具．

本研究對一本手工皮紙古籍的菌斑處和潔凈處分別采樣，運用高通量測序技術分析其微生物群落多樣性和群落結(jié)構(gòu)．從9個紙張樣品和1個空氣沉降樣品中共得到細菌16S rDNA和真菌ITS序列共485989條，稀釋曲線均接近飽和，表明測序深度能夠反映樣品的微生物群落結(jié)構(gòu)．Alpha多樣性提示，在只考慮OTU數(shù)量的情況下，真菌的多樣性高低與保存狀況(是否有菌斑)有關，而細菌的多樣性高低可能與是否暴露在空氣中有關(差異不顯著)．但樣品內(nèi)OTU豐度差異較大，因此當算法考慮OTU樣品均勻度時，樣品間多樣性指數(shù)不再有明顯差異．

聚類分析發(fā)現(xiàn)無論是細菌還是真菌，在設定的分組下，聚類都很清晰．雖然多樣性指數(shù)并不如預計——菌斑處細菌和真菌的多樣性指數(shù)并不顯著高于潔凈紙張和空氣——但兩組樣品的群落組成卻有顯著性差異，且組內(nèi)聚類良好．這也說明紙張表面各種微生物群居雜生，紙表是否形成菌斑或污損，與其菌群的多樣性程度并不一定相關，而更多地與菌群組成結(jié)構(gòu)相關．

Zyska[11]統(tǒng)計了1919年至1977年發(fā)表的文獻，其中從圖書館藏書上分離的真菌共84個屬，234種，主要類群為曲霉屬、青霉屬、木霉屬(Trichoderma)、鏈格孢屬和毛殼菌屬(Chaetomium)真菌，其后至今近40年的研究報道中，與紙表損傷相關的真菌類群也多為這五類[23]．在本研究的所有樣品中，真菌幾乎都屬于子囊菌門(74.5%)和擔子菌門(18.4%)，其中豐度最高的類群是子囊菌門的曲霉屬，特別是在封底菌斑處的3個樣本中，曲霉屬占總真菌數(shù)的50%以上．青霉屬、木霉屬和毛殼菌屬的比例均較低且組內(nèi)差異較大，組間沒有顯著規(guī)律．比較特殊的是鏈格孢屬，在總菌中比例為4.3%，在空氣沉降樣品中也有1.5%的豐度，但在stain組中比例均在1%以下，顯著低于clean組中(圖3)．一個可能的原因是，鏈格孢屬確實是紙表微生物和圖書館環(huán)境空氣中的常見真菌類群，但與本研究中涉及到的菌斑形成無關．

相對于真菌而言，細菌在古籍保護領域長久以來并未受到重視．近年來，越來越多的研究者開始關注紙表細菌類群及其對紙質(zhì)文物的危害．芽孢桿菌屬、梭菌屬(Clostridium)、假單胞菌屬(Pseudomonas)和微球菌屬(Micrococcus)是其中最常見的種類[12]．此外放線菌屬(Actinomyces)和噬纖維菌屬(Cellulophaga)也常見于有關紙表細菌的報道．本研究中stain組內(nèi)有顯著多的芽孢桿菌和顯著多的放線菌類群，如假諾卡氏菌屬(Pseudonocardiaceae)、糖多孢菌屬等．放線菌是公認的降解能力較強的細菌類群,能穿透不溶基質(zhì)，增加它的水溶性，其中屬于鏈霉菌屬(Streptomyces)的絲狀細菌在初級代謝階段有降解木質(zhì)素能力，主要是通過脫甲基、芳環(huán)斷裂和側(cè)鏈氧化3種途徑降解木質(zhì)素[24]，降解率最高可達20%．另外，Pages研究發(fā)現(xiàn)，嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonasmaltophilia)可以把亞硒酸鹽轉(zhuǎn)化成元素硒，從而使菌落顏色變?yōu)榧t色[25]．生長在書畫表面鎘紅顏料上的寡養(yǎng)單胞菌(Stenotrophomonas)會長出紅色或黃色的菌落，從而使書畫變色[3]．許多紙質(zhì)文物在久藏之后會出現(xiàn)各種顏色的不規(guī)則斑點，這種情況大多是由微生物導致的，多種細菌和真菌在生長過程中會產(chǎn)生色素，使菌落呈現(xiàn)肉眼可見的形狀和顏色，反映在紙張上就是難以去除的色斑，根據(jù)是否可見菌絲體、是否有熒光現(xiàn)象等進行區(qū)分，稱為“霉斑”或“狐斑”等．有研究者[23]從不同紙張的褐色斑點(狐斑)處分離到25株真菌，基本都是曲霉屬和散囊菌屬(Eurotium)．梭菌屬、假單胞菌屬這兩種常見于紙質(zhì)文物研究的菌群在本研究所有樣品中比例均在1%以下，且組間沒有顯著性差異，微球菌屬和噬纖維菌屬在本研究中沒有發(fā)現(xiàn)，或因豐度低于0.001%被作為“稀有”O(jiān)TU而剔除．

意大利的研究者在2014年的研究中發(fā)現(xiàn)了一套被菌斑嚴重侵蝕的攝影材料(正片、底片、紙質(zhì)框和玻璃紙信封)中細菌和真菌在同一個生態(tài)位的共同生長，在細菌文庫中變形菌門在所有的材料中都占大部分，尤其是正片中，所有細菌都是變形菌門，其他的材料中細菌的組成各有差異，其中紙質(zhì)框中有58%的變形菌門，25%的放線菌門和5%的厚壁菌門細菌[13]．本研究中變形菌門占44.4%，放線菌門占32.3%，厚壁菌門占16.5%，與其紙質(zhì)框中的結(jié)果比較接近．不同的細菌類群對生長環(huán)境中的營養(yǎng)基質(zhì)有其偏好，因此，這種群落結(jié)構(gòu)的結(jié)果可能對以后針對不同紙張類型的菌群研究有一定的提示作用．

在紙表微生物的已有研究中，大多數(shù)研究針對的目標是真菌，尤其是絲狀真菌對紙張的損害，而細菌在紙張老化中所起的作用可能被大大低估了．事實上細菌在纖維素降解、紙張酸化、色斑的產(chǎn)生等方面都有不可小覷的潛力[26-27]．本研究中，細菌和真菌在紙表這個微環(huán)境中不僅共同存在，且都能在分組中穩(wěn)定聚類，并有一些類群在組間有顯著的豐度差異，這些結(jié)果說明肉眼可見的菌斑，其形成不一定是單獨的真菌或細菌作用，而可能是兩者的協(xié)同和共生的結(jié)果，而這些關系的發(fā)展，可能對古籍紙張的壽命起著決定性的作用．

本研究通過基本無損的采樣方法和高通量測序技術初步發(fā)現(xiàn)古籍紙張的菌斑位置和潔凈位置，細菌和真菌的群落結(jié)構(gòu)有明顯的差別，并對這些差別進行了生物信息學的分析．受限于樣本種類和樣品數(shù)量不夠的問題，尚無法明確導致菌斑形成的關鍵微生物．希望在后續(xù)研究中，高通量測序結(jié)合生物信息學分析的方法能夠在古籍相關微生物研究中得以更廣泛和深入的應用，將古籍的微生物防治和保護修復工作向現(xiàn)代化推進．

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A Preliminary Study of the Microbial Community Composition on Old Paper Material

ZHOU Yanjun1,2, ZHONG Jiang1,2

(1.DepartmentofMicrobiologyandMicrobialEngineering,SchoolofLifeSciences,FudanUniversity,Shanghai200438,China; 2.ChineseAncientBooksPreservationandConservationInstitute,FudanUniversity,Shanghai200433,China)

The microorganism community on paper surface plays an important role in historical paper heritage in direct or indirect ways, the understanding of which may greatly enhance their conservation. In this study, we collected 9 microbial samples, including 3 from clean site and 6 from stain site, from an old manuscript namedZhoubenjizhaiyao, and one air deposition sample as blank control. These samples were subjected to high-throughput DNA sequencing and bioinformatics analysis. A total of 485989 high quality sequences of bacterial 16S rDNA or fungal ITS(internal transcribed spacer) were obtained. They could be categorized into 650 fungal operational taxonomic units (OTUs) and 3465 bacterial OTUs. Fugal OTUs were classified into 11 phyla, with the predominant genus beingAspergillus. Bacterial OTUs were classified into 15 phyla, andSaccharopolysporawas the most abundant group among all genera. Compared to clean group, the abundance ofSaccharopolysporaandPseudonocardiaceaewere significantly higher within stain group, as well asBoletalesandOnygenales. Althoght stain and clean groups were not significantly different in alpha diversity analysis, they did separate from each other quite well in clustering analysis. In conclusion, the diversity indices of microbial community on paper material was stable, with or without the spot, meanwhile the community composition and structure varies significantly.

microflora; high-throughput sequencing; old paper conservation

0427-7104(2016)06-0707-08

2016-10-15

周言君(1990—)，女，博士研究生；鐘 江，男，教授，通訊聯(lián)系人， E-mail： jzhong@fudan.edu.cn.

Q 493

A