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物种间的交互作用对微生物群落的结构、组装与演替以及生态功能有着重要影响。浓香型白酒以泥窖池为发酵容器,栖息于窖泥中的微生物群落在浓香白酒典型风味物质前体（丁酸、己酸等）形成中发挥着关键作用。互营细菌（如互营球菌、互营单胞菌）和梭菌属微生物是窖泥中的优势功能菌,它们的代谢活动和丁酸、己酸等短/中链脂肪酸的产生密切相关。目前,研究人员在扩增子测序和宏基因组学分析窖泥微生物群落结构的基础上,结合多元统计分析,对包括互营细菌和梭菌属在内的微生物间互作关系进行了预测,但缺乏直接证据说明物种间复杂的交互作用,互营细菌和梭菌属之间的互作关系以及互作对短/中链脂肪酸产生的影响亦不清晰。本文以分离自窖泥的互营球菌（Novisyntrophococcus fermenticellae JN500902,N.902）和梭菌属（Clostridium）不同种微生物为研究对象,首先通过比较基因组分析了它们的泛基因组和核心基因组功能特征,比较了它们的短/中链脂肪酸代谢通路差异。将N.902和7株梭菌属微生物进行两两共培养,研究了纯培养和共培养中菌株的生长和短/中链脂肪酸代谢差异,分析了它们的互作类型;进一步选取共生促生长和产酸的组合,即N.902和老窖梭菌（Clostridium fermenticellae JN500901,C.901）,通过转录组学等手段研究了它们之间的交互作用机制。本研究有助于加深对窖泥微生物协同发酵促进产香的机理的理解。主要研究结果如下:（1）对互营球菌N.902和7个不同种梭菌属微生物（老窖梭菌C.fermenticellae、酪丁酸梭菌C.tyrobutyricum、粪味梭菌C.scatologenes、路氏梭菌C.luticellarii、嗜酸梭菌C.aciditolerans、广西梭菌C.guangxiense和拜式梭菌C.beijerinckii）进行了比较基因组分析。结果显示,梭菌属微生物的核心基因组注释到代谢（Metabolism）功能的基因数量最多,特异基因则主要注释到碳水化合物代谢（Carbohydrate metabolism）、能量代谢（Energy metabolism）和氨基酸代谢（Amino acid metabolism）方面。进一步对KEGG代谢途径的注释结果进行分析,构建了上述微生物的短/中链脂肪酸代谢通路。N.902注释到完整的糖酵解、丙酮酸代谢和Wood-Ljungdahl途径,具有产乙酸的潜力。梭菌属微生物注释到糖酵解、丙酮酸代谢和逆-β氧化途径等途径,具有产生乙酸、丁酸、戊酸和己酸的潜力。不同梭菌属微生物的短/中链脂肪酸代谢途径存在差异,其中C.luticellarii和C.tyrobutyricum主要通过丁酰Co A乙酰Co A转移酶（butyryl-Co A:acetate Co Atransferase）but途径产生丁酸,其他梭菌同时具有but途径和丁酸激酶（butyrate kinas）buk途径。只有C.aciditolerans、C.luticellarii和C.scatologenes基因组中具备甘油磷酸（Glycerone phosphate）产生奇数碳脂肪酸的前体物质丙酰Co A的完整通路,其他微生物则主要注释到从乙酰Co A生成丙酰Co A（Propionyl-Co A）的相关基因。（2）分析了互营球菌N.902和7株窖泥中梭菌（C.901、C.tyrobutyricum Clb01、C.scatologenes Cls01、C.luticellarii Clu07、C.aciditolerans Claci01、C.guangxiense Clgx01和C.beijerinckii Clb01）的相互作用类型。N.902与C.901或Clu07共培养对生长和代谢具有显著促进作用,共培养中葡萄糖的消耗量增加,生物量增加。此外,N.902和C.901共培养中丁酸和己酸积累量分别增加0.44和0.63倍左右,N.902和Clu07共培养中丁酸和戊酸产量分别增加0.77倍和2.63倍。N.902与两株产戊酸梭菌（Cls01和Claci01）共培养时对生长的影响效果不显著,但是N.902与Cls01共培养促进了戊酸的产生,与Claci01共培养抑制了戊酸的积累。N.902与三株产丁酸梭菌Clb01、Clgx01和Clt01共培养前期（24 h之前）,生长速度或生长量高于纯培养,但对短/中链脂肪酸的产生有抑制作用,发酵结束时共培养中丁酸的积累量都发生不同程度的下降。综上可见,N.902和不同梭菌属微生物之间的相互作用表现出种水平的多样性。（3）解析了互营球菌N.902和老窖梭菌C.901共培养促进短/中链脂肪酸产生的互作机制。q PCR对共培养中生物量的检测结果表明,N.902和C.901共培养可促进双方的生长,互作类型为兼性合作。在不同接种比例共培养及连续传代共培养实验中,该组合的生长和短/中链脂肪酸代谢都表现出稳定性和鲁棒性。利用Transwell小室将N.902和C.901进行分隔共培养,结果表明两者的互作不依赖物理接触,主要为代谢物之间的交流。通过转录组学分析预测了N.902和C.901的代谢交流机制,差异基因的表达情况显示共培养时C.901中丙酮酸代谢产甲酸的基因上调表达,逆β-氧化途径利用乙酸产生丁酸和己酸的基因也发生上调表达;N.902的Wood-Ljungdahl途径能够利用甲酸产生乙酸,该途径中的基因几乎全部上调表达。通过RT-q PCR及中间代谢物的缺失或添加实验进行机制验证,结果表明共培养中C.901代谢产生的甲酸能够被N.902通过Wood-Ljungdahl途径所利用,促进N.902中乙酸的产生,N.902产生的乙酸又可以被C.901通过逆β-氧化途径所利用促进产生丁酸和己酸的积累。此外,考虑到窖泥原位环境特征,研究了乳酸和氢气对两者共培养的影响,发现高浓度乳酸显著抑制N.902的生长以及共培养中乙酸、丁酸和己酸的积累,氢气分压降低基本不影响菌的生长,但显著抑制共培养中丁酸和己酸的产生。