镰刀菌毒素发生的比较分析

杨革玲 译自Mycotoxins-may 2016

陈建康 校 何 闪 制图

镰刀菌毒素发生的比较分析

杨革玲 译自Mycotoxins-may 2016

陈建康 校 何 闪 制图

小麦、大麦和玉米是饲料工业使用的主要谷类作物。对这些谷物中的镰刀菌毒素进行的研究，已经获得了与其他单端孢霉烯有关的大量信息，而不是脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol，DON)，如乙酰基形式、瓜蒌镰菌醇和A型单端孢霉烯族毒素类。

在田间，植物常常会接触各种各样的霉菌，其中最常见的是镰刀菌。枯萎病是谷类作物上的一种常见疾病，主要影响谷物穗轴，通常由禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、梨孢镰刀菌、燕麦镰刀菌引起。如同所有真菌一样，镰刀菌的生长取决于湿度(植物含水量22%～25%)和温度(＞15 ℃)。一些耕作方式(如轮作)能够影响镰刀菌的生长。例如，收获完玉米之后的田地继续种植玉米，会增加呕吐毒素在该农作物上的发生几率。因为该作物废弃物受到镰刀菌的污染，并携带着上一季作物上的镰刀菌。这也是为何免耕农田的农作物镰刀菌感染率高的原因。谷物废弃物没有被翻耕入地，裸露在地表，会污染下一季农作物。如果某一地区的农民全部都采用轮作耕耘的方式种植谷物，将会更加有效地减少农作物被镰刀菌污染的风险，因为这种耕作方式可减少霉菌孢子通过风或雨进行传播的风险。在某些情况下，选择对镰刀菌有抗性的谷物品种，将有助于控制谷物的这种污染风险；但是，对所有类型的种子，这种依据并没有充分的文献记录。田间使用的杀菌剂也能够抑制一些真菌在田间的生长，但并不总是可行的，如玉米，因为其桔秆较高。

霉菌本身对动物并不构成威胁，但在应激条件下镰刀菌会产生次生代谢物——霉菌毒素。所有会改变霉菌生长发育的条件均能够刺激霉菌毒素的产生。例如，镰刀菌可以在25 ℃～30 ℃条件下繁殖，但不会产生任何毒素；当温度下降到0时，一部分霉菌将产生高浓度的毒素；湿度的变化也会影响霉菌毒素的产生。因此，农作物常常受到霉菌毒素(如呕吐毒素、玉米烯酮、伏马毒素等)的污染，其污染水平取决于气候条件、耕作方式等。

1 鉴别各种镰刀菌毒素产生的研究

正如SCOOP(2003)的调查发现，由于农作物生产系统的不同，谷物中镰刀菌毒素的产生和含量在原料间是不同的。研究人员进行了一项研究，以评定镰刀菌毒素在饲料工业所用的三种主要农作物(小麦、大麦和不同品系的玉米)中的产生情况。该研究采用液相色谱质谱/质谱联用（Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer/Mass Spectrometer，LC-MS/MS）色谱分析法，对2013年～2015年的作物数据进行分析。每项分析测试了24种镰刀菌毒素，每种霉菌毒素的阳性标本[＞定量限(Limit Of Quantitation，LOQ)]比例和污染的中间水

平是用到的两个主要评定指标。为了避免因地区不同对分析结果的影响，所有样本均来自同一地区——法国：小麦(n=274)、大麦(n=104)、干玉米粒(n=337)、湿玉米粒(n=119)及青贮玉米(n=557)。由于样本并非完全随机选取，因此此项研究的观测值并不作为参照值，而是作为不同农作物和不同霉菌毒素污染的相对值，以便能更好地理解。

数据显示，玉米较小麦和大麦更容易受到霉菌毒素的污染(在每个样本中，玉米的镰刀菌毒素阳性率为7%，小麦为2%，大麦为3%；图1)。因此，每种霉菌毒素的阳性样本比例，玉米的要远比其他谷物的重要。在所有类型的饲料原料中，呕吐毒素的污染最常见，且是最主要的镰刀菌毒素(样本阳性率＞90%，图2)。然而，其在青贮玉米中的污染水平中间值(1 090 μg/kg)远远高于湿玉米(980 μg/kg)、玉米谷粒(720 μg/kg)、小麦(215 μg/kg)及大麦(75 μg/kg)中的含量。玉米谷物中的15-O-乙酰基呕吐毒素、玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEA)及伏马毒素的水平分别为153 μg/kg、135 μg/kg和345 μg/kg，显著高于小麦和大麦，后二者分别为15 μg/kg、25 μg/kg和50 μg/kg，20 μg/kg、25 μg/kg和30 μg/kg(图3)。

玉米和秸秆作物之间的不同种植方式(收获时间、所用的杀菌剂等)可能能够解释在镰刀菌毒素水平上观察到的差异。

就单种秸秆作物而言，小麦的呕吐毒素、T-2毒素及伏马毒素(分别为215 μg/kg、35 μg/kg和50 μg/kg)污染水平中间值均高于大麦的(分别为75 μg/kg、10 μg/kg和30 μg/kg)，然而大麦比小麦(15-O-乙酰基呕吐毒素为5.8%，3-O-乙酰基呕吐毒素为16.4%)更容易受到乙酰基呕吐毒素 (15-O-乙酰基呕吐毒素为40.4%，3-O-乙酰基呕吐毒素为17.3%)污染。这与Rishi等(2008)的报道一致，其研究发现，所有的大麦均能分离出15-O-乙酰基呕吐毒素，而小麦仅有62%。

2 玉米原料中的镰刀菌毒素

就玉米而言，所有玉米原料的镰刀菌毒素污染情况非常相近，污染水平的中间值取决于玉米原料的类型。但所有类型的玉米原料受乙酰基呕吐毒素(15-O-乙酰基呕吐毒素和3-O-乙酰基呕吐毒素)的污染情况相似。然而，青贮玉米的雪腐镰刀菌烯醇污染水平是玉米籽粒(分别为290 μg/kg，68 μg/kg)的四倍。相反，玉米籽粒的伏马毒素(320 μg/kg)的污染水平高于青贮玉米(40 μg/kg)和湿玉米(68 μg/kg)。

玉米受呕吐毒素污染的一个重要特点是，该毒素在玉米叶和茎中的含量远远高于其在穗中的含量，而伏马毒素仅在发生穗腐病时产生(Oldenburg等，2005)。这就是青贮玉米多为呕吐毒素污染而玉米籽粒多为伏马毒素污染的原因。不同类型的玉米原料产生玉米赤霉烯酮的情况相似，但其污染水平远远低于呕吐毒素(平均含量：玉米赤霉烯酮＜200 μg/kg；呕吐毒素＞700 μg/kg)。至于A型单端孢霉烯族毒素类，其污染情况在所有类型的玉米原料中相似，除一种代谢产物MAS外，MAS在青贮玉米(66.4%)中的含量通常高于其在湿玉米(32.8%)和玉米籽粒(11%)中的含量。

上述意见和理解能使饲料工业更好地控制霉菌毒素的风险。的确，这些数据有助于饲料生产商调整其产品质量监控方案，最大效果地在日粮中使用霉菌毒素吸附剂。正确剂量地使用霉菌毒素吸附剂，将能够以最佳的成本效应预防动物生产性能的损失。□□

原题名：Comparative analysis of fusariotoxins occurrence (英文)

原作者：Olmix技术服务和Eric Marengue(Labocea)

S816

C

1001-0769(2016)11-0001-03