小麦赤霉病镰孢菌毒素的生物合成及其分子调控

禾谷镰刀菌是小麦赤霉病的主要致病菌,其真菌次生代谢产生的单端孢霉烯类B型毒素,如雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol,NIV)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)和其它乙酰化衍生物等污染小麦籽粒后对人畜健康构成威胁。综述了近年来国内外对小麦赤霉病镰孢菌单端孢霉烯类B型毒素生物合成的主要途径及分子调控研究进展,对毒素合成过程中的重要调控基因如TRI5、TRI7和TRI13在农业中的应用进行了阐述。     

长江流域禾谷镰孢菌群部分菌株系统发育学、产毒素化学型及致病力研究

从采集自长江流域引起小麦赤霉病的禾谷镰孢菌群(Fusarium graminearum clade)菌株中选取了31株,扩增并测定了这些菌株的EF-1α(translation elongation factor)、PHO(phosphate permease)基因序列,利用相关软件进行了系统发育分析。对这些菌株的产毒素化学型进行了分子检测。同时,用两个小麦品种(扬麦158和安农8455)测定了菌株的致病力。系统发育分析表明绝大多数菌株与F.asiaticum聚为一枝,只有一个菌株11027与F.graminearum聚类。30株F.asiaticum中有24株产脱氧雪腐镰孢菌烯醇(deoxynivalenol,DON)和3-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol,3-AcDON),另外6株产雪腐镰孢菌烯醇(Nivalenol,NIV)。一株F.graminearum菌株11027产脱氧雪腐镰孢菌烯醇(DON)和15-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(15-acetyldeoxynivalenol,15-AcDON)。在扬麦158上,菌株间的致病力分化较为明显,产NIV毒素的菌株致病力普遍较弱,强致病力的菌株都产3-AcDON毒素。结果表明在我国长江流域,产3-AcDON毒素的F.asiaticum是引起小麦赤霉病的优势种群,中抗赤霉病的小麦品种扬麦158可以有效评价菌株的致病力强弱。     

抗病小麦对脱氧雪腐镰刀菌烯醇的脱毒及产物的生物活性

抗赤霉病小麦品种苏麦３号、繁９能转化镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（ＤＯＮ）成产物Ｘ,而感病小麦品种宁麦６号、徐州２１无转化能力。产物Ｘ对小麦黄花芽鞘的伸长生长无抑制作用,而对禾谷镰刀菌分生孢子的萌发有明显抑制。说明抗性小麦品种对赤霉病菌毒素的脱毒是小麦重要的抗赤霉病机制。     

抗脱氧雪腐镰刀菌烯醇单克隆抗体的制备

[目的]小麦赤霉病菌产生的毒素不仅在病害发展过程中具有加重赤霉病的作用,而且污染谷物导致严重的食用安全性问题.由于赤霉病的普遍发生,有必要建立快速、灵敏、有效的毒素检测方法,本试验旨在制备可用于检测被脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染的粮谷类特异性单克隆抗体.[方法]本实验首先将脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的衍生物3-半琥珀酰-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-HS-DON-OVA)与卵清蛋白(OVA)采用碳化二亚胺法进行偶联得到人工抗原,以此人工抗原免疫BALB/C小鼠,取该鼠脾细胞与SP2/O鼠骨髓瘤细胞融合,经筛选和克隆,得到了1株能稳定分泌DON抗体的单克隆细胞株(382),并制备单克隆抗体腹水.[结果]经检测382的抗体类型及亚类均为IgG1,其轻链为κ链.腹水通过间接酶联免疫吸附测定效价在1×10-7以上.该单克隆抗体与脱氧雪腐镰刀菌烯醇特异性结合反应的50%抑制质量浓度为29 μg/L,除与3-acetyldeoxynivalenol(3-Ac-DON)的交叉反应率为78.38%,与其他脱氧雪腐镰刀菌烯醇结构类似物无交叉反应.[结论]本实验所制备的单克隆抗体有较高的灵敏度和特异性,具有较好的应用价值.     

DON生物合成的亚细胞定位和精准外排研究进展

单端孢霉烯B族毒素脱氧雪腐镰刀烯醇（deoxinivalenol, DON）是产毒镰刀菌在侵染小麦等作物过程中的一类重要的致病因子,可以帮助产毒镰刀菌在麦穗间扩展。DON会抑制蛋白质合成,对动物、微生物和寄主具有毒性（cytotoxicity and phytotoxicity）,然而产毒镰刀菌自身借助何种保护机制免受DON毒害目前研究甚少。DON毒害机制的研究对于镰刀菌毒素的持续防控和粮食安全、人民生命健康保障具有重要意义。综述了产毒镰刀菌DON合成解毒机制的最新研究进展,主要包括DON合成的亚细胞定位、合成基因簇内的外排蛋白和解毒基因作用方式,以期为有针对性地破解其解毒机制,设计研发高效靶向控毒技术的相关研究提供参考。     

几种常见真菌毒素脱毒方法的研究进展

真菌毒素是真菌在生长过程中所产生的一些次级代谢产物,广泛存在于谷物和饲料中,对人畜健康危害极大。常见的真菌毒素有:黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮、脱氧雪腐镰刀菌烯醇、T-2毒素、伏马菌素等。真菌毒素的脱毒主要是指破坏、除去以及减少粮食中毒素毒害的收获后处理。在现有的脱毒方法中,物理脱毒方法包括蒸煮、吸附、辐射等,化学脱毒方法包括添加化学物质和杀菌剂等,生物脱毒方法包括微生物吸附和微生物降解等。本文对常见真菌毒素的脱毒方法以及其它最新的脱毒方法进行了综述。     

雪腐镰刀菌烯醇产生菌株的筛选

本文对镰刀菌3个种的47个菌株用豌豆发芽抑制和鸽子呕吐试验筛选雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol)的产生菌株。化学分析的结果表明雪腐镰刀菌M-24和禾谷镰刀菌M-46能够产生雪腐镰刀菌烯醇。菌株M-24适宜的产毒温度为25-30℃;25℃条件下,M-24的产毒高峰出现在接种后的第三、四周,雪腐镰刀菌烯醇的含量分别达到447.9mg/kg和538.0mg/kg;五种培养基上产毒量也有所不同,在大麦和大米上产毒量最高(毒素含量分别为819.7mg/kg和780.5mg/kg),玉米和小麦上次之(521.9mg/kg,402.4mg/kg),绿豆上产毒量最低(167.6mg/kg)。菌株M-46在上述条件下产毒量均低于5mg/kg。     

赤霉病麦中毒研究IV．赤霉病麦粗毒素的致畸与致突变研究*

通过酒精提取、丙酮浓缩,从天然带毒的赤霉病元麦中制备粗毒素。 化学分析表明既含脱氧雪腐镰刀菌烯醇,又含玉米赤霉烯酮。以此粗毒素0,125,250,500,1,000mg／kg体重于孕期7—16天连续灌胃授予wism妊娠大鼠。结果发现：1,000mg／kg有明显的胚胎毒作用;250rag肚g以上有胎儿毒作用和致畸作用。另以不同浓度的粗毒素柱层析纯化物和脱氧雪腐镰刀菌烯醇纯品测试了对鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株的致突变性。 结果表明：加与不加S一9混合液均有诱变性,但存在着一定的剂量一反应差异。     

赤霉病麦中毒研究Ⅳ.赤霉病麦粗毒素的致畸与致突变研究

通过酒精提取、丙酮浓缩,从天然带毒的赤霉病元麦中制备粗毒素。化学分析表明既含脱氧雪腐镰刀菌烯醇,又含玉米赤霉烯酮。以此粗毒素0,125,250,500,1,000mg/kg体重于孕期7—16天连续灌胃授予Wlstar妊娠大鼠。结果发现:1,000mg/kg有明显的胚胎毒作用;250rag/kg以上有胎儿毒作用和致畸作用。另以不同浓度的粗毒素柱层析纯化物和脱氧雪腐镰刀菌烯醇纯品测试了对鼠伤寒沙门氏菌组氨酸缺陷型菌株的致突变性。结果表明:加与不加S-9混合液均有诱变性,但存在着一定的剂量-反应差异。     

抗病小麦对脱氧雪腐镰刀菌烯醇的脱毒及产物的生物活性

抗赤霉病小麦品种苏麦3号、繁9能转化镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)成产物X,而感病小麦品种宁麦6号、徐州21无转化能力。产物X对小麦黄化芽鞘的伸长生长无抑制作用,而对禾谷镰刀菌分生孢子的萌发有明显抑制。说明抗性小麦品种对赤霉病菌毒素的脱毒是小麦重要的抗赤霉病机制。     

麦类赤霉病菌毒素的研究II．禾谷镰刀菌的固体、液体培养产毒研究

自然病麦中分离、鉴定的禾谷镰刀菌(Fusarium gramincarum)FG l接种在固体、液体培养基中,培养物的粗捉取掖不但引起试验鸽子的强烈呕咀,还能抑制婉豆种了的山荣。了度温条件下固体培养,菌株的产毒能力增加。液体培养则以在S·P·M·中的培养物显示的生物毒性最蛆。从液体培养物中提取的粗制毒素是一个多组分化合物,柱层层析得到的6个组分中以0,值0．53部分生物毒性最强,与已知的赤霉病麦毒紊I(脱氧雪腐镰刀菌烯醇)、11(3～乳酰氧基脱氧雪腐镰刀菌烯醇)和赤霉烯酮比较,显示不同的层析现象。根据毒素的生物特性,它属于单端孢霉烯族毒素中的一个未知成员。     

壳寡糖诱导小麦种胚细胞抗脱氧雪腐镰刀菌烯醇抑制的效应

用壳寡糖和脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）以不同方式处理小麦（Triticum aesivum L.）种子,测定从G1期启动进入S期和G2－M遥胚细胞百分率和小麦黄化苗的生长。结果表明：壳寡糖可促进小麦肿胚细胞周期启动并促进小麦根数目增加,说明壳寡糖对小麦种子的胚细胞分裂有促进作用;壳寡糖预处理小麦种子可解除DON对小麦黄化苗生长及胚细胞启动的抑制作用,表明寡聚糖可提高植物对病原基本菌毒素的抗耐性,这可能是寡聚糖诱导植物提高抗病性的重要机制之一。     

安徽省居民家庭内即食状态谷类食物脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染调查和暴露评估

目的：调查安徽省居民家庭内即食状态谷类食物脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）污染情况并评估调查人群膳食DON暴露水平。方法：在安徽省阜阳市选择2个村庄作为调查点,通过称重法获得305名调查对象在整个调查日内食用的所有即食状态谷类食物克数,并分别采样检测其中DON、3-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇（3-Ac-DON)、15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇（15-Ac-DON)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷（DON-3-G）含量。基于调查对象主要谷类食物个体消费量和各类食物DON平均含量,采用简单分布模型,计算每个个体膳食DON暴露量。结果：调查人群主要食用的谷类食物包括大米粥、馒头/花卷、面条、米饭、粑粑子。馒头/花卷和粑粑子中DON和DON-3-G均100%检出,总DON平均含量分别为454.9、457.7 μg/kg,最高污染水平来自馒头/花卷样品,总DON含量为2 067.8μg/kg。面条中DON和DON-3-G检出率分别为100%、71.6%,总DON平均含量为75.5μg/kg。米饭和大米粥中两种物质检出率和含量均相对较低。调查人群膳食DON平均暴露量为2.6μg/（kg·d）,高于每日耐受摄入量（TDI）（1μg/kg体重）,高端暴露水平（P90~P99）为4.0~6.2μg/（kg·d）,是TDI的4倍以上,调查人群中93.8%的个体DON暴露量超过TDI。各年龄组DON暴露量无显著差异（P=0.381）。以小麦为主要原料的食物对DON平均暴露量的总贡献率达94.1%,其中馒头/花卷贡献率最高,为65.4%。结论：安徽省调查人群膳食DON暴露量较高,存在一定的健康风险,馒头/花卷和面条等小麦制品是主要暴露来源。     

低温环境中T-2毒素降解菌的分离鉴定及特性研究

离筛选低温环境中T-2毒素的降解菌并探明其生化特性,探究T-2毒素降解微生物生化特性异同点,为T-2毒素降解微生物的检验提供生化判断参考。针对暴露于－20 ℃低温环境中的低浓度T-2毒素标准品,采用LC-MS/MS定量分析T-2毒素残留量,利用营养琼脂培养基（NA）和马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）共分离出5株降解菌,16S rDNA结合生化鉴定结果为死谷芽胞杆菌（Bacillus vallismortis）、蜡状芽胞杆菌（Bacillus cereus）、阴沟肠杆菌（Enterobacter cloacae）、弯曲假单胞菌（Pseudomonas geniculata）和尼泊尔葡萄球菌（Staphylococcus nepalensis）。这些分离株在－20 ℃条件下对低浓度T-2毒素均有不同程度的降解能力,其中蜡状芽胞杆菌（Bacillus cereus）降解能力最强,降解率为91%。它们的理化特性具有很多相似性,主要表现在5株菌均不能利用D 塔格糖(dTAG）,对ELLMAN都表现出阴性;Bacillus vallismortis Bp1234-7、Pseudomonas geniculata Bp24-4、〖WTBX〗Staphylococcus nepalensis Bp124-5和Enterobacter cloacae Bp123-7都能分解D-葡萄糖,而Bacillus cereus Bp1234-8不能。     

小麦硒强化研究进展

对小麦进行硒强化是解决国民普遍缺硒的有效方法。结合国内外对小麦硒强化的研究工作,综述了硒强化对小麦籽粒相关性状、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)毒素积累和氮素累积效率的影响以及硒耐性主效数量性状位点(QTL)定位等方面的工作,并对小麦硒强化的前景和策略进行了展望。     

有氧条件下污染禾谷镰刀菌的玉米品质变化规律和呕吐毒素的积累动态变化规律

【目的】试验旨在考察有氧条件下接种禾谷镰刀菌后玉米品质变化规律和呕吐毒素(脱氧雪腐镰刀菌烯醇Deoxynivalenol,DON;15乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇15-acetyldeoxynivalenol,15AC-DON)的积累动态变化规律。【方法】单因素试验设计,禾谷镰刀菌接种量分别为1×10~5、1×10~6、1×10~7个/g,玉米水分22%,三角瓶中培养,通氧量为1020 m~2/m~3,温度25±2°C,湿度75%±5%,时间60 d,测定不同时间点玉米培养物中的品质指标和二毒素含量。【结果】结果表明,禾谷镰刀菌接种量对为禾谷镰刀菌提供N源的粗蛋白质含量无影响(P0.05),随着培养时间的延长,提供N源的氨基酸含量呈二次曲线变化(P0.01),提供C源的粗脂肪、淀粉、粗纤维呈线性降低(P0.01)。酸价呈线性增加(P0.01),蛋白质溶解度、能量呈线性降低(P0.01),霉菌总数和毒素DON、15AC-DON呈二次曲线变化(P0.01)。禾谷镰刀菌产DON的动态规律为,0–15d毒素产量范围为0.17–0.23mg/kg,16–20d毒素产量范围为0.14–0.41mg/kg,21–60d毒素产量范围为0.06–0.15mg/kg;禾谷镰刀菌产15AC-DON的动态规律为,0–5 d毒素产量范围为1.11–5.28 mg/kg,6–15 d毒素产量范围为5.55–10.05 mg/kg,16–60 d毒素产量范围为4.68–12.06mg/kg。【结论】玉米品质随禾谷镰刀菌接种量增加和培养时间延长逐渐降低,DON和15AC-DON产量与禾谷镰刀菌接种量呈剂量依赖关系,60 d内二毒素积累存在前期、中期和后期的动态变化规律。     

小麦DON毒素研究进展

近年来,由于全球气候急剧变化以及栽培、耕作制度的转变,导致禾谷镰刀菌引起的赤霉病频繁发生,不仅使小麦大面积减产,严重影响其品质,也造成经济上的重大损失。受赤霉菌侵染的小麦会在籽粒中产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol, DON）毒素,该毒素广泛污染小麦及其制品、粮油食品和饲料等,是世界上污染面积最大、污染量最高,对小麦危害最严重的真菌毒素之一。DON可以产生广泛的毒性效应,具有很强的细胞毒性,有明显胚胎毒性和一定致畸作用,严重威胁食品安全、人和动物健康。因此,对DON毒素调控机理及防控的研究已成为当前高度关注的热点问题之一。通过综述DON的理化性质、毒性机理、污染特征、分布规律、检测方法以及小麦抗DON毒素积累机制等方面的进展,以期为小麦抗DON毒素育种提供参考依据。     

封闭环境气载镰孢菌及其T-2毒素发生规律的研究进展

本文阐述了普遍存在的镰孢菌可增强封闭式环境中群体对疾病的易感性,并通过其次生代谢产物(如T-2毒素)对人和动物造成严重危害及预防和控制气载镰孢菌及T-2毒素危害的相关问题,包括气载真菌和毒素采集、毒素痕量富集技术、不同环境中的镰孢菌变化规律与产毒基因研究现状。提出研究封闭式环境中气载镰孢菌及T-2毒素发生规律研究的必要性。     

自然环境中T-2毒素降解菌的筛选与鉴定

[目的]在自然环境中筛选和鉴定能够降解T-2毒素的菌株.[方法]取对虾养殖池水样、养殖池沉泥样品和对虾混合饲料中分离到的镰孢菌,于GYM产毒培养基中培养14 d后引入自然条件下气载细菌,继续培养至28 d,采用LC-MS/MS检测其中T-2毒素含量.然后结合稀释涂布、平板划线、革兰氏染色、镜检,从镰孢菌产毒培养液中毒素含量明显降低的菌悬液中筛选出T-2毒素降解菌,用16S rRNA分析方法对其进行系统发育分析及菌种鉴定,并验证两菌株的降毒能力与不同基质中二者的联合降毒能力.[结果]以从对虾养殖环境中分离到的5株镰孢菌作为试验菌种,在其产毒培养过程中分离到2株T-2毒素降解菌,16S rRNA鉴定结果分别为弯曲假单胞菌和尼泊尔葡萄球菌,对T-2毒素的降解率分别为90.9％和85.5％,但两者降毒能力并无显著差异(P＞0.05);其联合作用也有较好降毒效果,与两菌株单独作用无显著差异(P＞0.05),不同基质对其联合降毒作用影响不大(P＞0.05).[结论]新的T-2毒素降解菌的发现为进一步探明T-2毒素降解基因和开发T-2毒素生物降解酶提供了研究基础.     

小麦赤霉病菌细胞壁提取物(HCW)的生物活性

从小麦赤霉病菌－禾谷镰孢ＦｕｓａｒｉｕｍｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍＳｃｈｗ．强致病力（Ｆ15）和弱致病力（Ｈ２８）菌株的菌丝细胞壁制备获得提取物（ＨＣＷ）,分别在抗病和感病小麦品种上对其生物活性进行了测定。结果表明,ＨＣＷ可显著提高小麦黄化芽鞘、愈伤组织和穗组织等的苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）和黄化芽鞘组织的脂氧合酶（ＬＯＸ）的活力,但不影响小麦黄化芽鞘的生长。强、弱致病力菌株的ＨＣＷ的生物活性无明显差异,抗、感病品种对ＨＣＷ的反应也基本一致。禾谷镰孢产生的一种单端孢霉烯族毒素－脱氧雪腐镰刀菌烯醇（ＤＯＮ）也具有类似的生物活性．ＨＣＷ和ＤＯＮ均可抑制病菌的生长,但这种抑制作用又可部分互相抵消．