苦马豆素与波状芽管蠕孢属内生真菌关系的研究进展

疯草是含有苦马豆素的豆科棘豆属和黄芪属有毒植物的统称,家畜过量采食会发生以神经系统机能紊乱为特征的慢性中毒病。疯草的主要毒性成分为吲哚里西啶生物碱苦马豆素,波状芽管蠕孢属内生真菌在疯草中普遍存在,该属真菌与疯草中苦马豆素产生、含量及疯草毒性关系密切。文章对疯草中的苦马豆素和波状芽管蠕孢属内生真菌之间的关系进行综述,旨在为动物疯草中毒病的防控提供参考。     

苦马豆素生物合成研究进展

苦马豆素(SW)是苦马豆属、棘豆属、黄芪属、番薯属和黄花稔属等某些有毒植物的主要毒性成分,动物采食该类植物后,会发生以神经系统功能紊乱为特征的中毒病。研究表明,豆类丝核菌、金龟子绿僵菌和疯草内生真菌均可以产生苦马豆素。植物和真菌中苦马豆素的生物合成研究可为人类从根本上解决含有SW有毒植物引起的动物中毒问题和促进SW的医学研究及应用提供重要的科学依据。论文根据近年来的最新研究,重点围绕植物和真菌中苦马豆素的生物合成及其相关研究进行综述,以期为该类研究的开展提供思路。     

疯草及毒性成分研究进展

疯草是指含苦马豆素的豆科黄芪属和棘豆属有毒植物,能引发家畜疯草病。疯草的分布比较广泛,属于世界性有毒植物,近年来疯草蔓延迅速,在一些地区已经造成草地毒草化,频繁出现放牧家畜中毒死亡现象,严重威胁草地畜牧业发展。研究表明,疯草的毒性与其含有的苦马豆素有关,但苦马豆素却不是疯草自身代谢产物,而是疯草携带内生真菌的代谢产物,此外苦马豆素还是一种良好抗肿瘤药物。笔者结合国内外相关研究对疯草的分布、危害、防治及毒性成分研究进展进行综述,并对疯草分类、研究地域及利用前景进行了讨论。     

波状芽管蠕孢属疯草内生真菌研究进展

疯草是世界范围分布的豆科棘豆属和黄芪属有毒植物的统称,其主要毒性成分为吲哚里西啶类生物碱——苦马豆素。放牧家畜采食疯草会发生疯草中毒病,导致瘫痪、不孕、流产、生产性能下降、死亡等,造成的经济损失巨大。波状芽管蠕孢菌是疯草中普遍存在的一类内生真菌,该菌与疯草中苦马豆素的合成和疯草的毒性紧密相关。抑制或阻断波状芽管蠕孢菌在疯草中的传播和苦马豆素合成,将有望降低或消除疯草的毒性。本文将对波状芽管蠕孢属疯草内生真菌的种属分类、与疯草毒性的关系、传播机制、SW的合成机理等方面的研究进行综述,为疯草内生真菌相关研究的开展和从控制疯草内生真菌角度防控动物疯草中毒病提供思路。     

宁夏黄花棘豆中产苦马豆素内生真菌的分离及鉴定

对宁夏黄花棘豆中产苦马豆素内生真菌进行分离和鉴定,为进一步研究疯草内生真菌合成苦马豆素的分子调控机理提供菌种和奠定基础。分离并纯化黄花棘豆植物组织中的真菌,采用气相色谱质谱联用法对各菌株菌丝中的苦马豆素进行分析,筛选能产生苦马豆素的内生真菌;紫外线照射和黑暗交替培养诱导内生真菌产孢;提取真菌DNA,扩增和测定真菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶（glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,GPD）、内部转录间隔区（internal transcribed space,ITS）和线粒体核糖体小亚基（mitochondrial small subunit,mt SSU）基因序列,进行同源性比对和遗传进化分析,对其进行种属分类和命名。本研究从宁夏黄花棘豆中共分离到5株真菌,其中菌株NX-FEL001菌丝中含有苦马豆素,经诱导培养,该菌株能产生分生孢子及分生孢子梗等结构;序列同源性和系统发育分析结果表明,该菌株与Undifilum真菌的亲缘关系最近,根据形态结构和分子进化分析结果将菌株NX-FEL001鉴定为Undifilum oxytropis。     

棘豆的毒性、危害及防治

综述了棘豆Oxytropis主要有毒成分苦马豆素（Swainsonine）的来源、毒性原理、对家畜危害及防治办法的研究进展。棘豆中苦马豆素主要来源于内生菌（endophyte）的代谢产物,其含量与根瘤菌固氮作用有密切关系,而与遗传无关。苦马豆素通过血液转运到中毒牲畜各个组织器官中,累积到一定量后即可抑制甘露糖苷酶（mannosidase）活性,使细胞产生空泡而变性,进而影响到家畜的免疫健康、精神行为、消化吸收、生长繁殖和引种。目前的预防手段有：轮牧法、隔离法和厌食法;治疗手段主要为灌服药剂治疗。     

变异黄芪中产苦马豆素内生真菌的分离与鉴定

从变异黄芪种子中分离并纯化内生真菌,应用ɑ-甘露糖苷酶抑制法检测能产生苦马豆素的内生真菌。提取真菌DNA,扩增和测定真菌ITS和GPD序列,进行序列同源性比较,构建系统发育树。结果:从变异黄芪种子中共分离到3株产苦马豆素内生真菌,其形态特征均与波状芽管蠕孢属相近;ITS和GPD序列与棘豆波状芽管蠕孢一致性高达99%;遗传分析显示,3株菌与棘豆波状芽管蠕孢真菌遗传距离最近。根据形态特点和遗传进化分析结果,将该3株菌鉴定为棘豆波状芽管蠕孢。     

草原毒草变异黄芪的研究进展

变异黄芪是多年生有毒草本植物,能引发家畜毒草病,且分布广,为世界性毒草.研究发现,变异黄芪的毒性与其内含的苦马豆素有关,且该苦马豆素并非是植物自身产生,而是变异黄芪内生真菌的产物.结合近年国内外相关文献对变异黄芪的危害、分布概况、家畜中毒机理、中毒成分的相关研究和开发利用进行了综述,并对变异黄芪的利用前景进行了讨论.     

疯草中毒的研究进展

疯草是黄芪属和棘豆属植物的总称,是多年生开花植物。疯草中主要有毒成分为苦马豆素(swainsonine,SW)。牛羊采食后会导致神经症状和繁殖障碍。笔者对苦马豆素的致病机理进行简要介绍,为临床上防控疯草中毒提供理论基础。     

苦马豆素研究最新进展

疯草(locoweed)是豆科棘豆属(Oxytropis)和黄芪属(Astragalus)有毒植物的统称,其主要毒性成分是苦马豆素,动物采食后发生慢性神经机能障碍性中毒病,每年给牧区造成巨大的经济损失。另外,苦马豆素因其具有毒性和药理活性双重作用,受到毒理学界和医学界的普遍重视。本文不仅对苦马豆素毒性及作用机制、药理活性、来源和苦马豆素生物合成通路的最新研究进展进行了综述,而且还对合成通路中可能涉及的调控酶进行了推测。同时,又对未来苦马豆素的研究进行了展望,以期为疯草中毒病的防治提供参考。     

产苦马豆素疯草内生真菌实时荧光定量PCR检测方法的建立

根据疯草内生真菌苦马豆素合成基因簇中swn K 基因KS 区域设计引物,构建SYGR Green I实时荧光定量PCR检测方法,初步分析黄花棘豆植物样品中内生真菌生物量与苦马豆素含量的关系.结果表明,基于swnK基因KS区域构建的实时荧光定量PCR法特异性较好,灵敏性较高,当真菌起始DNA浓度在0.009?90ng/μ...     

产苦马豆素真菌的筛选与鉴定

为探明青海及内蒙古多种疯草类植物及其根际土壤中是否存在产生苦马豆素的真菌,并对其种属进行鉴定,同时测定其苦马豆素产率。本试验拟对采自内蒙古和青海的疯草样品中的内生真菌及根际土壤真菌进行分离;应用薄层色谱和气相色谱法分别检测菌丝及发酵液中苦马豆素含量,筛选可产生苦马豆素的真菌;运用形态学和分子生物学方法对其属种进行鉴定。从青海采集的疯草样品中分离并筛选出2株可产苦马豆素真菌,一株为土壤真菌,一株为内生真菌,分别命名为FS-5和EFG-7;菌丝中苦马豆素含量分别为0.773和0.11 mg.g-1,结合形态学和分子生物学试验结果,确定这2株真菌分别为裂褶菌属真菌和镰孢菌(霉)属三线镰刀菌。结果显示,我国青海疯草及根际土壤中存在可产生苦马豆素的真菌。     

疯草内生真菌研究现状与存在问题

疯草是世界范围内危害草原畜牧业可持续发展最严重的毒草。引起家畜疯草中毒的主要成分是吲哚里西啶生物碱--苦马豆素,苦马豆素除具有毒性外,还具有显著的抗菌、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫等药理活性,有关苦马豆素产生机制、毒理和药理活性研究已成为人们研究的热点。为了揭示疯草毒性物质产生机制、疯草内生真菌与疯草抗逆性,特别是疯草毒性物质与疯草内生真菌互作关系等诸多问题,国内外科技工作者从20世纪末就开始致力于疯草内生真菌生物多样性、疯草内生真菌与苦马豆素产生关系以及与疯草抗逆性形成机制研究,已从多种疯草中分离到可产苦马豆素的内生真菌,并发现疯草内生真菌与疯草之间存在密切关系。本文对近年来国内外疯草内生真菌研究的主要内容及研究现状进行综述,并对该研究领域中存在的若干问题进行了探讨。     

直立黄芪中产苦马豆素真菌的分离与鉴定

为了确定直立黄芪中是否存在能产生苦马豆素的真菌及该类真菌与链格孢属波状芽管孢组疯草内生真菌的遗传进化关系,对直立黄芪植物组织中的真菌进行了分离,应用ɑ-甘露糖苷酶抑制法和超高效液相色谱-串联质谱法对分离菌株菌丝中的苦马豆素进行分析,筛选能够产生苦马豆素的菌株。PCR法扩增产苦马豆素真菌的内部转录间隔区(ITS)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GPD)和β-酮脂酰合酶(β-ketoacyl synthase,KS)基因,测定其序列,进行序列一致性比对。基于ITS和GPD序列构建系统发育树,根据遗传进化分析结果和形态特征,对直立黄芪中的产苦马豆素真菌进行种属分类和命名。结果显示:从直立黄芪中共分离到43株真菌,其中有13株菌丝中含有苦马豆素,序列一致性和系统发育分析结果表明,该类真菌与已报道的直立黄芪病原真菌甘肃链格孢(Alternaria gansuense)和产苦马豆素疯草内生真菌(Alternaria Section Undifilum sp.)的亲缘关系最近。直立黄芪中存在能产生苦马豆素的真菌,根据形态特点和遗传进化分析结果,本研究将从直立黄芪中分离的产苦马豆素真菌划分到链格孢属波状芽管孢组中,并命名为甘肃波状芽管孢(Alternaria Section Undifilum gansuense)。     

小花棘豆产苦马豆素内生真菌的筛选与鉴定

通过对小花棘豆内生真菌的分离纯化,筛选产苦马豆素内生真菌,探讨小花棘豆内生真菌与其毒性成分苦马豆素的相互关系。本研究对采自内蒙古西部草地的6份小花棘豆样品进行内生真菌分离纯化,采用薄层色谱和气相色谱技术对内生真菌发酵液进行苦马豆素定性、定量检测,筛选产苦马豆素内生真菌;结合形态学和分子生物学方法进行内生真菌种属鉴定。从小花棘豆样品中分离得到6株内生真菌。经筛选,其中有2株产苦马豆素,编号为XJ-J-I和XJ-H-1,其发酵液中苦马豆素产量分别为4.209 2mg.L-1和16.733 8mg.L-1。鉴定结果表明,这2株内生真菌虽然形态学存在差异,但基因型相同,同属镰刀属内生真菌—层出镰刀菌(Fusarium prolifera-tum)。小花棘豆中存在产苦马豆素内生真菌。     

苦马豆素对母畜繁殖机能的影响及防控

苦马豆素主要存在于豆科棘豆属和黄芪属植物如疯草中,动物采食大量疯草会发生神经中枢紊乱,苦马豆素中毒的母畜表现不孕、流产,产死胎、畸胎等,引起繁殖能力下降,妨碍家畜繁育和品种优化,给我国草原畜牧业造成严重的经济损失,严重制约了我国西部草原牧区养殖业的持续发展。现通过对疯草主要毒性成分苦马豆素对母畜的繁殖性能指标、生殖器官组织形态学病理变化和生殖激素的影响进行综述,旨在为母畜疯草中毒引起的繁殖机能紊乱疾病提供治疗及预防思路,降低牧区养殖业经济损失,提高我国畜牧业长远发展的能力。     

甘肃棘豆内生真菌种群多样性

将采集于青海省祁连县甘肃棘豆的茎和叶部表面消毒后分别置于黑暗和光照条件以及PDA和BDA 2种培养基上进行内生真菌分离纯化,采用形态学和分子生物学分析技术鉴定种属,并计算多样性指数。结果显示,629块植物样品中共分离到内生真菌433株,分属9个科15个属28种,不同的培养条件下优势菌属不同;多样性指数计算结果显示,香农-维纳指数（H）为1.99,均匀度指数（E）为0.60,辛普森指数（D）为0.257。结果表明,采集于青海省祁连县的甘肃棘豆内生真菌多样性比较丰富,可为今后深入探讨甘肃棘豆内生真菌遗传多样性奠定基础,并为产苦马豆素目标菌株的筛选,提供丰富的内生真菌后备菌株。     

不同方法青贮黄花棘豆后苦马豆素含量的测定

采用气相检测法对不同生长期(7、8、9和10月)黄花棘豆经过不同青贮方法青贮后对其苦马豆素含量进行测定。结果表明:青贮前黄花棘豆中苦马豆素含量分别为0.035%、0.019%、0.043%和0.015%,而经过直接青贮、添加"棘防E号"青贮和添加酶制剂青贮后黄花棘豆中苦马豆素含量均未达到监测量。说明通过不同的青贮方法青贮黄花棘豆后,均能将黄花棘豆中主要有毒成分苦马豆素有效降解。     

疯草内生真菌苦马豆素合成相关基因及其研究方法的进展

<正>豆科棘豆属(Oxytropis)和黄芪属(Astragalus)有毒植物统称为疯草。疯草的营养价值丰富,是潜在的优良牧草。但家畜长期或过量采食后,可发生以神经机能紊乱为特征的慢性中毒病,称之为疯草中毒病[1]。中毒家畜表现为共济失调、瘫痪、流产、不孕、出生缺陷和死亡等。疯草导致动物中毒的主要因素是疯草中的吲哚里西啶类生物碱—苦马豆素,它能特异性地抑制参与糖蛋白分解代谢的溶酶体α-甘露糖苷酶、高尔基α-甘露糖苷酶Ⅱ,破坏细胞内膜系统[2-     

野生型斜茎黄芪内生真菌分离鉴定及苦马豆素分析

为探明青海野生型斜茎黄芪(Astragalus adsurgens)是否存在产苦马豆素内生真菌,本试验采用植物组织表面消毒法对斜茎黄芪内生真菌进行分离培养,运用形态学观察和内部转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)序列分析鉴定分离获得的内生真菌种属,并构建系统发育树,应用薄层层析法对斜茎黄芪和优势菌发酵液中的苦马豆素进行检测。结果显示,从斜茎黄芪中共分离出26株菌株,分属于5纲、5目、7科、7属,4株未定属。其中由根中分离的链格孢菌属(Alternaria sp.)是斜茎黄芪的优势菌属,分离率为23.08%。从薄层层析结果可以看出,斜茎黄芪和优势菌发酵液中均未检测到苦马豆素。上述结果表明,野生型斜茎黄芪不属于疯草类有毒植物,这为该植物的后续资源化利用提供重要理论依据。