水开菲尔是一种传统发酵饮料，也是牛奶开菲尔的非乳制品替代品。水开菲尔粒是形似花椰菜的聚集体，大小为 1–20 mm。其由胞外多糖基质构成，该基质来源于发酵底物蔗糖。颗粒表面及内部的微生物群落是复杂且高度稳定的多细胞聚集体，通常由 10–15 种核心物种组成，主要归属于三大类群：乳酸菌、醋酸菌和酵母。值得注意的是，仅凭其组成物种难以充分解释开菲尔粒的结构组织、稳定性和生长；迄今为止，尝试利用分离出的物种重新构建开菲尔粒也未能成功。在本研究中，我们将对水开菲尔粒宏观与微观形态的全面结构分析，与其微生物多样性的培养依赖型及非培养依赖型分析相结合。通过结合流式细胞术、荧光激活细胞分选以及对选定亚群进行扩增子测序，研究了这一复杂微生物群落内部的动态变化与相互作用。此外，我们对水开菲尔粒的生长进行了时空分辨，并加以定量表征，从而揭示了一种此前首次被记录的涌现性多细胞生长功能。综合这些证据，我们得以前所未有地认识这一高度结构化、具有代谢协同作用的多细胞微生物聚集体，并据此提出，水开菲尔可作为研究多物种微生物聚集体如何发育形成多细胞性的模型系统。本研究有望为未来的机制研究奠定基础，以阐明多物种微生物群落如何自组织成稳定、具有空间结构的……结构化多细胞聚集体
水克菲尔作为研究多物种生物膜中微生物多细胞聚集发育的模型｜bioRxiv
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水克菲尔作为研究多物种生物膜中微生物多细胞聚集发育的模型
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Pia Bethge、Berenike Schmalfuß、Samuel Ropert、Florian Schattenberg、Gorkhmaz Abbaszade、Susann Müller、Thomas Henle、Yael Politi、Thorsten Mascher
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https://doi.org/10.64898/2026.10.09.757837
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水开菲尔是一种传统发酵饮料，也是乳制品开菲尔的非乳制替代品。水开菲尔颗粒呈菜花状聚集体，大小范围为 1–20 mm。其由源自发酵底物蔗糖的胞外多糖基质构成。颗粒表面及内部的微生物群落是一个复杂且高度稳定的多细胞聚集体，通常由 10–15 个核心物种组成，这些物种主要属于三大类群：乳酸菌、醋酸菌和酵母。值得注意的是，仅凭构成水开菲尔颗粒的物种本身，无法充分解释其结构组织、稳定性和生长特征；迄今为止，尝试利用分离出的物种对其进行重构也均未成功。在本研究中，我们将对水开菲尔颗粒宏观及微观形态的全面结构分析，与基于培养和非培养方法的微生物多样性分析相结合。通过结合流式细胞术、荧光激活细胞分选技术以及对选定亚群进行的扩增子测序，我们研究了这一复杂微生物群落中的动态变化与相互作用。此外，
水克菲尔颗粒的生长得到了时空分辨和定量表征，由此揭示了一种此前首次记载的新兴多细胞生长功能。我们的综合证据前所未有地加深了对这种结构高度组织、代谢协同的多细胞微生物聚集体的认识，并使我们得以提出：水克菲尔可作为研究多物种微生物如何聚集发育形成多细胞结构的模式系统。这项研究有望为未来的机制研究奠定基础，帮助阐明多物种微生物群落如何自组织形成稳定且具有空间结构的多细胞聚集体。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
基金信息声明
德国研究联合会（Deutsche Forschungsgemeinschaft），
https://ror.org/018mejw64，504017689，503905203
版权
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发布于 2026 年 10 月 10 日。
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水开菲尔：作为多物种生物膜内微生物多细胞性的聚集性发育模型
Pia Bethge，
Berenike Schmalfuß，
Samuel Ropert，
Florian Schattenberg，
Gorkhmaz Abbaszade，
Susann Müller，
Thomas Henle，
Yael Politi，
Thorsten Mascher
bioRxiv
2026.10.09.757837；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.09.757837
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水开菲尔：作为多物种生物膜内微生物多细胞性的聚集性发育模型
Pia Bethge，
Berenike Schmalfuß，
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Thorsten Mascher
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2026.10.09.757837；
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关键词：水开菲尔 · 多物种微生物群落 · 微生物生物膜 · 多细胞发育 · 微生物自组织
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.09.757837v1?rss=1