检测食品中伏马菌素的研究新进展

伏马菌素主要是由串珠镰刀菌属产生的一类有毒害和致癌性的真菌毒素,包括FB_1、FB_2、FB_3等11种,其中,伏马菌素B_1(FB_1)是主要组分,也是毒性最强的组分,主要污染玉米、小麦、稻米等粮食作物及其制品。正因为伏马菌素具有毒性,对伏马菌素进行研究具有重要意义。本文总结了当前伏马菌素的研究新进展,以期为今后的研究提供参考。     

镰刀菌及其毒素

镰刀菌易在温度为10℃,湿度40％-70％,pH值呈酸性和中性的马铃薯-葡萄糖琼脂培养基或者察氏培养基上生长。镰刀菌毒素主要为玉米赤霉烯酮、呕吐素、T-2毒素、伏马菌素、串珠镰刀菌素,对人类和养殖业具有不同程度的危害。     

伏马毒素的研究及其对玉米产业的影响

一、伏马毒素的起因和研究概况伏马毒素(Fumoni-sins)是串珠镰刀菌(F-usariummoniforme,F.proliferatum)在一定温度和湿度条件下繁殖所产生的一类霉菌毒素,多见于粮谷和饲料中。串珠镰刀菌是北温带地区最常见的一种产毒霉菌,该菌易产生于生长期、储存期的农作物及产品中,并在美洲、欧洲、亚洲等温带区域种植的谷物中被广泛发现。特别需要指出的是,作为世界主要粮食品种之一的玉米最容易感染串珠镰刀菌,而由它产生的伏马毒素B1对多种动物有较严重的毒副作用。玉米中伏马毒素含量受许多环境因素的影响,如收获前和收获期间的温度、湿度、干旱…     

镰刀菌及其伏马毒素的危害和防控

真菌毒素(mycotoxin)是真菌产生的有毒次级代谢产物,其中伏马毒素对粮食的污染严重威胁人和动物健康,长期过量暴露于含有毒素的食品或饲料会引起人类和动物的中毒或各种疾病,严重者甚至死亡。本文综述了伏马毒素的结构、种类、毒性机理、生物合成基因序列群和基因调控机制及其控制和预防方法,为镰刀菌的生物防治和有效控制伏马毒素污染提供理论基础,对其它真菌毒素的抑制和防治具有参考意义。     

镰刀菌毒素的毒性及其对动物肠道健康的影响

镰刀菌是一种能在谷物中轻易分离出来的真菌,在自然界中的分布十分广泛。镰刀菌的代谢产物是镰刀菌毒素,包含多种毒素,具有生殖毒性、细胞毒性、血液毒性、肝肾毒性、免疫毒性等特点,尤其是对动物肠道健康造成明显的伤害。文章重点阐述镰刀菌毒素的种类和毒性及其对动物肠道健康的影响。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇的作用机理及其对动物生产的影响

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是镰刀菌在繁殖期间产生的一种有毒次级代谢产物,是谷物中最为常见的真菌毒素,其降低畜禽的生产性能,并具有较强的细胞毒性、免疫毒性和遗传毒性。文章就脱氧雪腐镰刀菌的毒性作用机理以及对动物生产的影响进行综述。     

伏马菌素B_1人工抗原的构建

碳化二亚胺法将伏马菌素B1(fumonisin B1,FB1)与载体蛋白进行偶联制备免疫抗原FB1-BSA及包被抗原FB1-OVA,比较了不同偶联条件对抗原合成的影响。紫外扫描初步显示载体蛋白与伏马菌素偶联成功。皮下注射免疫BALB/c小鼠,获抗FB1多克隆抗体,间接非竞争ELISA分析所得抗血清效价,最高可达1∶23000,间接竞争ELISA显示所制备的抗血清能有效识别伏马菌素B1,与脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、T-2毒素无交叉反应。     

真菌毒素对玉米质量安全的影响研究

本文以山东省为例,分析了影响玉米质量安全的几种主要真菌毒素(包括玉米赤霉烯酮、黄曲霉毒素、伏马毒素和脱氧雪腐镰刀菌烯醇)的危害及当前的限量标准,指出了真菌毒素污染玉米的途径及原因,并提出了保障玉米质量安全的建议和对策。     

小麦及小麦粉中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的研究

正1脱氧雪腐镰刀菌烯醇脱氧雪腐镰刀菌烯醇,是由产毒真菌产生的一种次级代谢产物,因易引起猪的呕吐,又称为呕吐毒素,其主要产毒真菌为禾谷镰刀菌和黄色镰刀菌等,主要污染小麦、大麦、燕麦、玉米等谷物。世界范围内谷物中脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染多发易发、相当广泛,主要原因是谷物在田间经常受到其产毒真菌禾谷镰刀菌(导致小麦赤霉病和玉米穗腐病的主要真菌之一)等真菌侵染,     

伏马毒素毒性作用的研究进展

伏马毒素(Fumonisins)是谷物中最为常见的一种真菌毒素,可降低生产性能、损伤免疫系统、干扰鞘酯代谢,对人和动物健康构成严重威胁。通过概述伏马毒素的分子结构、物理特性,分析污染状况及居民膳食暴露情况,着重对其神经毒性、免疫毒性、组织器官毒性和细胞毒性,以及对人类的潜在危害进行综述,以期为伏马毒素毒性作用机制的深入研究提供参考。     

不同种植密度对施氮条件下玉米灌浆期叶片光合特性的影响

明确不同种植密度对施氮条件下玉米灌浆期叶片光合特征的影响，对通过种植密度调控玉米个体光合作用与群体产量关系，实现玉米稳产丰产具有理论和实践指导意义。在甘肃河西走廊，通过3 a田间试验，以施氮360 kg/hm²(N360)和不施氮(N0)为主区，玉米种植密度75 000株/hm²(D1)、87 000株/hm²(D2)和99 000株/hm²(D3)为副区，研究施氮条件下玉米灌浆期叶片光合特征对不同种植密度的响应。结果表明，试区玉米灌浆期光合有效辐射和大气温度最大值出现在14:00，最小值出现在6:00，而空气相对湿度最大值出现在6:00，最小值出现在14:00。施氮能够显著增加玉米灌浆期叶片净光合速率(P_{n)、叶片蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)，N360较N0在8:00-18:00的Pn平均增加19.5%~41.7%、Tr平均增加27.4%~44.1%、Gs平均增加27.4%~44.1%，但叶片胞间CO2浓度（Ci）显著降低；随着种植密度的增大，玉米灌浆期8:00―18:00的Pn、Tr、Gs呈降低趋势；N360D2与N360D1玉米灌浆期Pn差异不显著，显著大于其他处理。施氮水平和种植密度对玉米灌浆期8:00―16:00的叶片水分利用效率均无显著影响。N360较N0同时增加玉米籽粒产量和生物产量，但使玉米收获指数降低3.5%~5.3%；在N0中D2玉米籽粒产量大于D1和D3，而在N360中D2玉米籽粒产量与D3无显著差异，均显著大于D1；N360D2与N360D1的玉米籽粒产量无显著差异，均大于其他处理。总之，在施氮360 kg/hm²条件下，种植密度从75 000株/hm²增加到87 000株/hm²，能够使玉米灌浆期叶片光合速率保持在较高水平，提高收获指数，促进生物产量向籽粒产量的转化效率，获得最大籽粒产量。}     

甘草根腐病病原鉴定及室内毒力测定

对甘草根腐病的病原进行分离鉴定,并采用菌丝生长速率法分别测定苯醚甲环唑、多菌灵、甲基硫菌灵、嘧菌酯、多·福·溴菌腈、百菌清、咪鲜胺、代森锰锌和恶霉灵9种杀菌剂对该病原菌丝的室内毒力。结果表明,甘草根腐病的主要病原为尖孢镰孢菌（Fusarium oxysporum）。9种药剂对病菌菌丝的EC₅₀为：咪鲜胺<苯醚甲环唑<多·福·溴菌腈<多菌灵<百菌清<嘧菌酯<甲基硫菌灵<恶霉灵<代森锰锌。咪鲜胺对菌丝生长的抑制作用最强,EC₅₀值为0.002 mg/L;代森锰锌最弱,EC₅₀值为117. 175 mg/L。其中咪鲜胺、苯醚甲环唑、多·福·溴菌腈的EC₅₀均小于1 mg/L。     

兼具苯酚降解和禾谷镰刀菌生防功能菌的活性验证

为同时解决农业用地存在的苯酚污染和土传禾谷镰刀菌病害问题，通过微生物学方法筛选高效降解苯酚的微生物，进一步从中复筛出对禾谷镰刀菌病害具有抑制作用的“多功能菌”，并通过温室试验验证该种多功能菌在降解土壤苯酚污染和防治土传镰刀菌病害的效果。本研究共分离得到的苯酚降解菌中有3株对禾谷镰刀菌具有良好的抑制效果，其中菌株PBC01在70 h内对500 mg·L^-1的苯酚降解率为99.57%，该菌株对玉米禾谷镰刀菌的抑制率为79.38%，经16s rRNA基因测序鉴定该种微生物为Rhodococcus sp.。温室培养试验结果显示该菌株能显著降低土壤中的苯酚含量，40 d内将土壤中苯酚降低84.20%。同时，菌株PBC01也可减缓禾谷镰刀菌对玉米株高、叶绿素含量、生物量的抑制作用。     

富勒烯对大型蚤的急性毒性和慢性毒性效应

为深入理解富勒烯(Fullerene,nC_(60))的水生生态毒理效应,以模式动物大型蚤(Daphnia magna)为研究对象,研究nC_(60)对大型蚤的48 h和72 h急性毒性效应以及21 d慢性毒性效应。结果表明,急性暴露下,nC_(60)对大型蚤的48 h半抑制浓度(EC_(50))和半致死浓度(LC_(50))分别为25.3 mg·L~(-1)和28.5 mg·L~(-1),72 h的EC_(50)和LC_(50)分别为14.9 mg·L~(-1)和16.3 mg·L~(-1),且大型蚤的跳跃频率和心跳频率随着在nC_(60)中暴露时间的延长先增加后减少;慢性暴露下,1 mg·L~(-1)的nC_(60)即可对大型蚤的繁殖产生影响,21 d内总产蚤数和平均产蚤数分别为53.3个和0.3个,与对照相比明显降低。研究结果表明,无论急性还是慢性暴露下,nC_(60)均显著抑制大型蚤的生长和繁殖,其水生生态毒性不容忽视。     

玉米幼根接种禾谷镰刀菌后的转录组分析

为研究禾谷镰刀菌侵染后玉米幼根内转录组的变化情况,利用RNAseq对禾谷镰刀菌接种后6和18h的感病玉米自交系Y331分别进行转录组测序,分析接种后玉米幼根内差异表达的基因。结果表明:接种禾谷镰刀菌后,玉米幼根内共有5 153个基因差异表达;在接种后上调表达的聚类中,多种抗病过程相关的基因显著富集,包括苯丙烷类次生代谢物质合成过程的基因以及植物激素水杨酸(Salicylic acid,SA)、茉莉酸(Jasmonic acid,JA)和乙烯(Ethylene,ET)合成、响应及信号介导途径的基因;在下调表达的聚类中,植物生长发育、基础物质和能量代谢相关过程的基因显著富集。进一步分析发现:ET相关过程的基因在聚类1和聚类6中显著富集,均在接种后6h前上调表达;苯丙烷类次生代谢物合成途径相关基因和镰刀烯醇毒素(Deoxynivalenol,DON)解毒相关基因在接种后上调表达。研究表明,SA、JA/ET、苯丙烷类次生代谢物和DON解毒基因在玉米和禾谷镰刀菌互作中发挥重要作用。     

西北旱区不同覆膜和灌溉水平下的玉米冠层氮含量垂直分布及高光谱反演

为探究不同覆膜和灌溉水平下玉米叶片氮含量垂直分布特征及其遥感反演规律,2020年在甘肃省武威绿洲农业高效用水国家野外科学观测研究站进行大田试验,设置3种灌水量水平(春玉米灌溉需水量的100%(W₁₀₀)、70%(W₇₀)和40%(W₄₀))和3种覆膜处理(不覆膜(M₀)、普通塑料膜(M₁)和生物可降解膜(M₂)),测定春玉米在不同灌水量和覆膜条件下叶片氮含量垂直分布、冠层反射特征和反射率与叶片氮含量等指标,并采用随机森林法构建氮含量估测模型分析垂直分布的叶片氮含量。结果表明,相同灌水处理的玉米冠层叶片中氮含量由高到低为M₀>M₂>M₁,M₀比M₂的上、中、下部位叶片氮含量分别增加6.78%、5.11%、2.55%,M₂比M₁的上、中、下部位叶片氮含量分别增加7.14%、5.24%、5.39%。相同覆膜条件下玉米冠层叶片氮含量由高到低为W₁₀₀>W₇₀>W₄₀,W₁₀₀比W₇₀的上、中、下部位叶片氮含量分别增加6.84%、6.23%、7.74%,W₇₀比W₄₀的上、中、下部位叶片氮含量分别增加4.41%、3.32%、9.49%。在M₀W₁₀₀处理中,玉米冠层叶片氮含量从上到下依次减小,上部比中部叶片氮含量增加7.44%,中部比下部叶片氮含量增加7.60%。在相同覆膜条件下,在可见光波段范围内,冠层反射率随着灌水量的增加而降低;在近红外波段范围内,冠层反射率随着灌水量的增加而增加。综上,基于随机森林的春玉米不同垂直部位叶片中氮含量估算模型均与实测结果相吻合(验证的R²>0.5),上部叶片中氮含量估算精度最高(R²为0.63,RMSE为1.66 g/kg,RPD为1.57),其次为中部叶片(R²为0.73,RMSE为1.66 g/kg,RPD为1.30),精度最低的下部叶片(R²为0.00)。     

微咸水与淡水轮灌对春玉米土壤CO2和N2O排放的影响

为探究咸淡轮灌模式下春玉米土壤温室气体的排放特性,采用4种水质,即淡水和矿化度分别为2、3.5和5g/L的微咸水;2种轮灌方式,即淡水—微咸水(1∶1)和淡水—微咸水—微咸水(1∶2)循环轮灌进行滴灌试验,分析了不同处理对农田土壤CO_2、N_2O排放和春玉米产量的影响。结果表明:1)1:2轮灌处理CO_2和N_2O日平均排放通量比1∶1轮灌分别低10.26%、8.74%。2)矿化度为3.5和5g/L微咸水处理CO_2气体日均排放通量比2g/L分别低27.82%、31.16%,N_2O气体日平均排放通量比2g/L分别低4.46%、8.23%。3)相比2g/L处理,3.5和5g/L处理产量平均减少5.92%、11.05%;1∶2轮灌比1∶1轮灌产量平均减少2.00%。4)显著性分析表明:水质对CO_2气体日平均排放通量和玉米产量的影响显著(P0.05),对N_2O气体排放通量无显著影响(P0.05);轮灌方式对CO_2、N_2O气体排放通量和玉米产量的影响不显著(P0.05)。     

杜仲内生细菌对植物病原菌的拮抗作用

为进一步丰富玉米病害的生防资源,通过平板稀释法,对健康杜仲组织进行内生细菌的分离纯化,共得到内生细菌55株, 55株内生细菌分别属于芽孢杆菌属（Bacillus）、类芽孢杆菌属（Paenibacillus）、伯克霍尔德菌（Burkholderia）、贪铜菌属(Cupriavidus)和赖氨酸芽孢杆菌属（Lysinibacillus）等5个属。利用平板对峙方法,筛选出对玉米小斑病和玉米茎基腐均有较好的抑制作用的内生细菌DZSY21,其抑菌率分别达到61.30%和79.10%,显微观察显示,拮抗菌株 DZSY21可引起病原菌菌丝断裂、畸形等现象。随后,对内生细菌DZSY21开展了gyrB及趋化性研究,结果表明,DZSY21为枯草芽孢杆菌,且对玉米根系分泌物具有较好的趋化性。     

冀中南多样化种植模式的适水效应分析

为优化冀中南作物种植结构,本研究以河北省典型地下水漏斗区邢台市为例,基于作物需水SIMETAW模型系统量化1965—2018年冬小麦、春棉花、春玉米、夏谷子、夏大豆和春绿豆等10种主要农作物的生育期需水量与灌溉需水量,针对当地不同降水年型和水资源条件以及不同作物的生育期、生长发育特点和前后茬作物的农学特性等构建11种不同的种植模式,分析不同种植模式需水及降水耦合度等参数。结果表明:1)各作物年均生育期需水量表现为春棉花(515.2mm)冬小麦(466.6mm)春玉米(424.9mm)春油葵(420.0mm)春甘薯(362.1mm)春马铃薯(354.2mm)夏大豆(313.9mm)夏玉米(298.7mm)春绿豆(288.1mm)夏谷子(217.5mm)。2)各作物年均生育期灌溉需水量表现为冬播作物春播作物夏播作物。冬小麦年均生育期灌溉需水量最大,为329.2mm;夏谷子最低,为82.8mm。3)传统麦玉一年两熟制周年需水量最大(753.4～780.3mm),相比之下,多样化轮作模式的生育期需水量可显著降低15%～34%,生育期灌溉需水量明显降低9%～32%。春玉米-冬小麦-夏玉米、春玉米-冬小麦-夏谷子、春甘薯-冬小麦-夏玉米和春甘薯-冬小麦-夏谷子等两年三熟制在丰水年、平水年和枯水年下的生育期需水量、灌溉需水量和周年需水量均较低。春绿豆-夏谷子一年两熟模式的年均生育期需水量最低,为504.4mm,年均生育期灌溉需水量为286.8mm。因此,在保证粮食安全的前提下,为减缓河北省地下水位持续下降的趋势,发展适水种植模式是节水农业的重要途径之一。