2006-真菌毒素腐马素对健康的影响及其生物合成机理

真菌毒素是一些真菌，如曲霉属、青霉属及镰孢属，在生长过程中产生的易引起人和动物病理变化和生理变态的次级代谢产物。

研究证实，真菌毒素可以引起人类和动物的急性或慢性中毒，可损害机体的肝脏、肾脏、神经组织、造血组织及皮肤组织等，部分真菌毒素已被证实具有致癌、致畸、致细胞突变的“三致”作用。

据世界粮农组织(FAO) 报告，全球每年约有25%的农作物遭受真菌及其毒素污染，造成的经济损失每年达数千亿美元。

几种典型的真菌毒素及其危害：迄今发现已有300 种真菌毒素，粮食中主要真菌毒素有黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、展青霉素、单端孢霉烯族毒素、玉米赤霉烯酮、伏马毒素等。

不同种类的毒素有各自的特点及危害。

（一）黄曲霉毒素（Aflatoxin, AFT）黄曲霉毒素（AFT）是由黄曲霉和寄生曲霉所产生的一种次生代谢物，具有很强的毒性和致癌性。

AFT是一类结构相似的物质，包括B1，B2，G1，G2，M1，M2，P1，R1等十七种异构体。

在紫外线的照射下可发出荧光，根据荧光颜色的不同，可以把黄曲霉毒素分为B族和G族。

AFT耐热，加热到280℃是才发生裂解而破坏，所以一般的烹调加工很难将其清除。

AFT 在中性、酸性溶液中很稳定，在PH9-10的强碱性溶液中，能迅速分解，产生钠盐，但此反应是可逆的，在酸性条件下又能形成带有荧光的AFT。

1、易受污染的食品黄曲霉毒素对粮食食品的污染非常广泛，主要受污染的食品有：花生及其制品、玉米、棉籽、大米、小麦、大麦及豆类及其制品。

其中花生及其制品、玉米污染严重，其次是大米、大麦，豆类很少受污染。

2、对人体的危害AFT按急性毒性分级属于极毒类，其LD50为0.24~0.32mg/KgBW（雏鸭）对人主要引起急性中毒性肝炎和中毒性脑病。

黄曲霉毒素的慢性中毒发生在高温高湿地区黄曲霉毒素污染严重的地区，表现类似雷耶氏症，如1963年发现于泰国的神经系统疾病，每年泰国有几百名1-13岁的儿童，由于类似于雷耶氏症的急性脑病和内脏脂肪变性而死亡。

食品常见真菌毒素对人类的危害及其预防措施真菌毒素是一种由真菌产生的有毒化合物，存在于食品、饲料、环境和工业生产过程中。

不同的真菌种类产生不同的毒素，其中一些可以对人类健康造成严重的危害。

真菌毒素可以对肝脏、肾脏、神经系统和免疫系统等多个系统造成损害，并且会引起慢性疾病和癌症等健康问题。

常见的食品真菌毒素包括黄曲霉毒素、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（又称呕吐毒素）、玉米赤霉烯酮、展青霉毒素等。

真菌毒素对人类的危害性不容忽视，不仅会对人体内脏器官造成不可逆转的损伤，还会导致免疫力下降、生殖障碍、癌症等严重健康问题，特别是对老年人、孕妇、婴幼儿等易感人群的危害更为显著。

因此，科学有效地预防和控制真菌毒素的产生和污染是保障食品安全的重要措施之一。

一、常见真菌毒素的介绍以及对人体的危害1.黄曲霉毒素黄曲霉毒素是由黄曲霉（Aspergillus flavus）产生的一种真菌毒素，常见于玉米、花生、棉籽等作物中。

当这些作物处于高温、高湿的环境中，黄曲霉便易于滋生，从而产生黄曲霉毒素。

黄曲霉毒素在人体中的危害主要体现在两个方面。

一方面，它是一种强烈的致癌物质，对人体的肝脏、胃肠道等器官具有明显的毒性和致癌作用。

长期食用黄曲霉毒素污染的食品，容易导致肝癌、结肠癌等癌症的发生。

另一方面，黄曲霉毒素还会引起急性食物中毒，表现为恶心、呕吐、腹泻等消化道症状，重者可能导致肝脏、肾脏等器官损伤，严重威胁人体健康。

2.脱氧雪腐镰刀菌烯醇脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON），又称呕吐毒素，是一种由镰刀菌属真菌产生的毒素。

该毒素广泛分布于各种农作物中，如小麦、玉米、大麦等。

它是一种强烈的肠胃毒素，可引起恶心、呕吐、腹泻等症状。

此外，它还能影响蛋白质合成、抑制免疫系统等，对人体健康造成极大的威胁。

人类摄入含有脱氧雪腐镰刀菌烯醇的食物后，会引起胃肠道症状，如恶心、呕吐、腹泻等，同时还会出现头痛、乏力、食欲不振等全身症状。

㊀第46卷第2期2024年4月中国糖料Sugar Crops of China Vol.46,No.2Apr. 2024doi :10.13570/ki.scc.2024.02.010http ://收稿日期:2023-05-26基金项目:广西大学甘蔗与制糖产业学院专项科研项目 生物菌肥对甘蔗抗梢腐病的绿色防控 (ASSI -2022005);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(糖料)专项(CARS 170109)资助㊂第一作者:林文凤(1998-),女,广西藤县人,在读研究生,研究方向为作物学,E -mail :lin 1224540633@ ㊂通信作者:张木清(1966-),男,福建福州人,教授,博士生导师,研究方向为甘蔗种质创新与遗传改良,E -mail :zmuqing @163.com ;暴怡雪(1991-),女,河南新乡人,助理教授,硕士生导师,研究方向为甘蔗抗病分子育种,E -mail :baoyixue 57319@ ㊂镰刀菌真菌毒素的分类与研究林文凤1,2,暴怡雪1,3,张木清1,2(1.广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;2.广西大学广西甘蔗生物学重点实验室,南宁㊀㊀㊀㊀530004;3.广西大学甘蔗与制糖产业学院,南宁530004)摘㊀要:镰刀菌是甘蔗梢腐病的病原菌,它所产生的真菌毒素导致的病害,是当今世界上的一大生产防治难题㊂其中,玉米赤霉烯酮(Zearalenone ),单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes )㊁伏马菌素(Fumonisin )是当前研究中最受关注㊁影响极为广泛的三种镰刀菌毒素㊂本文阐述了甘蔗梢腐病病原镰刀菌所产毒素的主要种类㊁危害及相关研究,并探讨了未来可能的研究方向,为甘蔗真菌性病害研究提供相应的参考与借鉴㊂关键词:镰刀菌属;真菌毒素;分类中图分类号:S 566.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A 文章编号:1007-2624(2024)02-0072-06林文凤,暴怡雪,张木清.镰刀菌真菌毒素的分类与研究[J ].中国糖料,2024,46(2):72-77.LIN Wenfeng ,BAO Yixue ,ZHANG Muqing.Classification and research of Fusarium mycotoxins [J ].Sugar Crops of China ,2024,46(2):72-77.0㊀引言甘蔗梢腐病(Pokkah boeng disease ,PBD )是一种世界性的真菌病害,其发生几乎遍及所有的甘蔗生产国家和地区,对我国甘蔗产业造成严重损失,已经成为影响国内甘蔗生产的主要限制条件㊂2009 2011年,广西蔗区甘蔗真菌病害调查显示,甘蔗梢腐病在整个蔗区普遍发生,部分蔗区(柳州㊁隆安和北海等地)发病率在25%以上,最高达40%[1]㊂该病主要发生在甘蔗梢头的嫩叶部位,感病部位叶片扭缠在一起,严重时梢头生长点会出现腐烂,幼嫩叶片坏死,整株甘蔗枯死㊂甘蔗梢腐病的病原菌为镰刀菌(Fusarium ),属半知菌亚门,无性阶段为串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme Sheldon ),有性阶段为串珠赤霉菌(Gibberella moniliforme Wineland )㊂其作为农作物以及经济作物的重要病原菌,可以侵染甘蔗㊁小麦㊁水稻和高粱等多种作物,且会伴随分泌多种严重影响作物产量的真菌毒素,其中伏马菌素㊁呕吐毒素㊁玉米赤霉烯酮是在作物生产㊁加工上影响最为广泛的镰刀菌毒素,故在此篇文章中进行重点讲述㊂镰刀菌毒素是由镰刀菌产生的非寄主专化性毒素,具有毒性强㊁污染频率高的特点,可引起植物维管束萎蔫㊁组织腐烂㊁生长抑制等各种症状,对于动物甚至人类来说其作为食源性疾病的重要根源也有不容忽视的损害[2-3]㊂目前国内对甘蔗梢腐病病原的研究主要集中在菌种的分离鉴定上,随着组学技术的发展,病原菌镰刀菌及其毒素的致病机制将会是未来的研究热点㊂其中,真菌毒素基因所编码的真菌毒素使寄主细胞37㊀第46卷,第2期林文凤,等:镰刀菌真菌毒素的分类与研究的正常生理功能失调或直接杀死寄主细胞,因此在甘蔗梢腐病的潜育期和发病期间,除了镰刀菌的侵染及其与寄主互作使得植株感病严重外,镰刀菌产生的真菌毒素对甘蔗致病有着关键性作用㊂目前很多研究利用基因敲除技术对毒素关键基因的功能进行缺失验证,也可证明毒素在植物致病上的重要作用[4]㊂1935年,德国科学家WOLLENWEBER和REINKING将镰刀菌属进行科学分类与归纳[5],但目前对于镰刀菌毒素方面还没有比较系统性的分类㊂本文阐述了镰刀菌毒素的种类㊁相关研究及未来研究方向,以期为有关科研工作者进行甘蔗和其他作物镰刀菌病害的抗病育种研究提供系统的参考㊂1㊀玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZON)1.1㊀ZON相关研究ZON毒素,又称F-2毒素,化学结构与内源性雌激素类似,由尖孢镰刀菌(F.oxysporum)㊁禾谷镰刀菌(F.graminearum)等土壤镰刀菌产生㊂ZON毒素极易污染玉米㊁水稻㊁小麦㊁高粱等谷物及食品,使其蛋白质变性,品质和安全性下降㊂ZON在植物中会导致种子的发芽率显著降低并对叶片产生一定的损伤,同时使作物的产量降低[6],并通过食物链蓄积对人体和动物健康产生重要影响㊂同时,ZON具有较强的生殖毒性㊁致癌毒性㊁基因毒性及细胞毒性,当受污染的食物被人与动物摄入后, ZON会优先与雌激素受体结合,参与并干扰宿主的生殖过程,并对多种脏器产生不同程度的损伤㊂虽然ZON的毒性偏低,但是由于其在粮食和饲料中广泛存在且不易代谢,长期摄入将导致严重的健康问题㊂经研究发现,ZON毒素可以导致猪的生殖功能障碍[7]及引起动物产生雌性激素亢进症,同时会诱导肝脏损伤等[8]㊂有研究表明,浓度为1mg/kg的ZON毒素就能导致动物出现雌性化现象,而达到(50~100mg/kg)时将会对动物的生育㊁胎儿的发育等产生极其恶劣的影响[9]㊂有研究报道,ZON可能和致癌物乙烯雌酚(DES)相似[10],ZON及其代谢产物可能诱导乳腺癌㊁子宫内膜癌㊁前列腺癌等癌症相关基因表达并使抑癌基因表达下调[11-14],国际癌症研究中心(International Agency of Research Cancer,IARC)将该类毒素归类为3类致癌物[15-16]㊂1.2㊀ZON的生物合成调控基因ZON毒素生物合成途径中,有四个基因产物不可或缺,包括PKS4㊁PKS13㊁乙醇氧化酶FG_12056和转录因子FG_02398[17-18]㊂KIM等报道了两种不同的PKS(ZEA1,即PKS13;ZEA2,即PKS4),并推断其在ZON生物合成中发挥着重要作用,这是由于玉米赤霉烯酮中存在酮官能团(如间苯二酚环中的烯醇)[19-20]㊂2㊀单端孢霉烯族毒素(Trichothecene,TS)2.1㊀TS相关研究单端孢霉烯族是由多个融合环组成的化学结构相似的倍半萜烯类化合物,该族毒素包含种类甚广,性质差异也较大㊂根据化学结构可将TS分为A㊁B㊁C㊁D四种类型,目前对TS毒素的研究主要集中在T-2毒素和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)㊂TS通过抑制动物体内的遗传物质与蛋白质的合成,破化核糖体的结构以及酶类功能,引起生长阻滞从而产生毒害作用㊂DON作为检出率最高的TS毒素,在全球的污染情况非常严重,是当今真菌毒素的研究重点之一㊂DON毒素又称呕吐毒素,主要由禾谷镰刀菌(F.graminearum)㊁雪腐镰刀菌(F.nivale)㊁串珠镰刀菌(F.moniliforme)和黄色镰刀菌(F.culmorum)等丝状真菌产生㊂DON的产生常伴随着乙酰化衍生物3-乙酰基呕吐毒素(3-Ac-DON)和15-乙酰基呕吐毒素(15-Ac-DON)的形成,同时二者作为其生物合成前体极性很大,扩散速度和转化利用率高,在一些细胞内的毒性甚至比DON更强[21-22]㊂该毒素作为一种强致病因子还会产生广泛的毒性效应,DON在植物疾病发展中常作为毒力因子发挥作用[23],DON对植物的毒性47中国糖料2024作用主要表现为生长迟缓㊁幼苗抑制和绿色苗再生㊂同时由于DON具有水溶性,可以通过植物韧皮部导管分布到穗和籽粒中,从而通过抑制植物反应来促进真菌增殖[24]㊂DON具有强烈的细胞毒性㊁生殖毒性㊁遗传毒性和免疫毒性以及致癌㊁致畸㊁致突变效应㊂DON的毒性源于其能透过细胞屏障,抑制蛋白质㊁RNA等大分子物质的合成,造成细胞代谢紊乱㊁促进炎症反应从而诱导细胞凋亡㊂同时DON毒素及其乙酰化衍生物常与其它毒素存在联合污染现象,例如黄曲霉素㊁伏马菌素等㊂2.2㊀TS的生物合成调控基因目前已发现有12~16个基因与镰刀菌属的TS毒素合成相关,这些基因统称为Tri基因,不同种类的镰刀菌单端孢霉烯族毒素的生物合成基因簇之间具有高度的共线性和一致性㊂其中,Tri5是第一个被鉴定和克隆的单端孢霉烯族毒素合酶基因,现已证实该基因参与镰刀菌真菌毒素DON共同前体-单端孢霉二烯的合成过程,具有重要的生物调控作用㊂Tri5基因簇中依次包含十二个基因(Tri8㊁7㊁3㊁4㊁6㊁5㊁10㊁9㊁11㊁12㊁13㊁14)[25]㊂该基因簇中与Tri5相邻的两个转录因子Tri6和Tri10在毒素合成调控中有重要的作用,基因敲除实验表明删除这三个基因中任何一个都会使得Tri基因不表达,从而导致DON毒素缺失[26]㊂3㊀伏马菌素(Fumonisin,FB)3.1㊀FB相关研究伏马菌素是由串珠镰刀菌(F.moniliforme)㊁轮枝镰孢菌(F.verticillioides)和层出镰刀菌(F. proliferatum)等为主的致病菌产生的具有免疫抑制作用的双酯型水溶性代谢产物,可引起小麦根腐病㊁玉米枯萎病㊁玉米穗腐病等植物疾病㊂目前已发现的伏马菌素主要分为A族㊁B族㊁C族和P族,其中以B族为代表的FB1毒性最强,危害范围最广,含量占伏马菌素的70%~80%㊂由于FB结构式稳定,受热不易分解,水解后的代谢产物仍具有毒性,故此在粮食生产和加工上极易污染,成为生产的一大棘手难题㊂FB对植物的毒害作用主要是通过引起植物发生过敏反应㊁叶绿素降解及细胞膜脂质的过氧化而对植物造成不可逆的伤害[27-28]㊂它与多种动物和人类真菌中毒症有关,据相关研究,FB会造成马脑白质软化症(ELEM)㊁猪肺水肿症(PPE)㊁羊肝肾病变等动物疾病的发生,另外FB也可能对小鼠神经外周有一定的影响[29]㊂FB的毒性机制亦与炎症㊁线粒体损伤和影响细胞周期有关㊂当FB作用于细胞时,相关抗氧化酶基因表达水平下调,细胞内ROS水平会显著上升,对细胞内的生物大分子DNA㊁RNA㊁蛋白质等产生明显的氧化损伤效应[30]㊂1993年,伏马菌素被世界卫生组织下属的癌症研究机构划定为2B类致癌物,评估其可能存在致癌性,但相关机理还待进行更深一步的研究㊂3.2㊀FB的生物合成调控基因伏马菌素的生物合成基因簇(FUM)共17个,由于其合成受高还原性聚酮合酶的参与,其中FUM1作为编码聚酮合酶(PKS)的关键基因若是缺失或失活,菌株均无法合成FB毒素㊂除了FUM家族以外,一些与FB毒素的相关基因也在被发掘与研究㊂如PAC1㊁FCC1㊁CPP1㊁AREA㊁FST1等也对FB毒素的合成起一定作用[31-35]㊂4㊀其他镰刀菌素近年来,各国科研人员以PCR技术为基础对产毒镰刀菌进行一系列分析,许多新型镰刀菌毒素被接连鉴定㊂新兴镰刀菌属毒素中的白僵菌素(Beauvericin,BEA)[36]㊁恩镰孢菌素(Enniatins,ENNs)[37]㊁镰刀菌酸(Fusaric acid,FA)㊁串珠镰刀菌素(Moniliformin,MON)等毒素的相关研究也接连被报道㊂迄今为止,已发现有20余种镰刀菌可以产BEA或ENNs毒素,二者分别由BEA合成酶和ENNs合成酶催化完成,esyn1基因作为两者的重要产毒基因对其生物合成有着重要影响㊂有报道发现,ENNs毒素可在短期内引起癌症细胞的增殖[38],而BEA具有遗传毒性,可通过诱导染色体畸变㊁姐妹染色单体交换和微核形成引起细胞凋57㊀第46卷,第2期林文凤,等:镰刀菌真菌毒素的分类与研究亡[39]㊂对于这两种毒素,目前国际上研究得比较多,国内在BEA及ENNs毒性方面的研究还是鲜少开展㊂FA属于聚酮衍生的代谢物,由镰刀菌酸生物合成基因簇FUB簇调控其合成㊂FA可以影响植物的生理过程,抑制ATP合成酶活性,破坏细胞内的水分平衡,扰乱植物代谢,从而使植株萎蔫坏死㊂有研究表明, FA对尖孢镰刀菌侵染植物起到先导㊁加速作用,在侵染初期,病菌通过分泌FA来干扰植物体线粒体功能,引起细胞凋亡,为尖孢镰刀菌从根部侵入做准备[40]㊂直至侵染后期,FA都始终在植物根系中产生,同时FA 通过植物的蒸腾作用源源不断运往叶片组织中,使植物出现萎蔫症状,病原菌进入腐生阶段[41]㊂MON作为一种水溶性毒素,常以钠盐和钾盐的形式存在于自然环境中,通过与丙酮酸脱羧酶㊁α酮戊二酸脱氢酶竞争活性位点,阻碍三羧酸循环的正常运转而产生毒性作用㊂MON具有植物毒性,可引起细胞坏死,影响植物的生长调节并发生叶片卷曲等症状[42]㊂5　讨论与展望甘蔗梢腐病是由镰刀菌属(Fusarium sp.)引起的一种真菌性病害㊂目前,甘蔗梢腐病在我国蔗区呈现全年流行的趋势,对我国食糖安全构成巨大威胁㊂镰刀菌产生的毒素不仅影响甘蔗产量,还会污染粮食㊁饲料和环境,严重危害人畜健康㊂因此,对镰刀菌毒素进行研究已经刻不容缓㊂目前,前人在毒素方面的研究已取得一定成果,参与调控镰刀菌毒素的生物合成功能基因也被逐步鉴定和验证,但仍面临着很多挑战与难题㊂关于已分离出的脱毒菌株的具体脱毒机理大多都未被阐明,其安全性也有待验证;梢腐病毒素的调控代谢机理,毒素侵染宿主时的具体作用机制等仍需进一步深入挖掘㊂因此,将来的研究重点建议放在以下方面:1)增加对镰刀菌次生代谢产物的合成㊁分类㊁转化的认识,加强对镰刀菌新兴毒素的研究与防控;2)从基因水平解析镰刀菌毒素的代谢与调控;3)持续挖掘镰刀菌毒素活性快速检测技术的潜力,并探索高效安全无污染的脱毒方法,进一步推动甘蔗产业高质量发展;4)从组学上探索镰刀菌毒素的致病机制,从而建立甘蔗毒素污染防控策略;5)深入研究毒素与毒素,毒素与寄主,毒素与环境之间的相互联系㊂参考文献1韦金菊邓展云黄诚华等.广西甘蔗主要真菌病害调查初报 J .南方农业学报20124391316-1319.2DESJARDINS A E PROCTOR R H.Molecular biology of Fusarium mycotoxins J .International Journalof Food Microbiology 2007119147-50.3SMITH D HENDERSON R.Mycotoxins and animal foods M .Boca Raton CRC Press 1991.4林镇跃阙友雄刘平武等.植物致病镰刀菌的研究进展 J .中国糖料2014158-6478.5WOLLENWEBER H W REINKING O A.Die fusarium ihre bescheribung schadwirkung und bekampfung M .Berlin Verlag Paul Parey 1935.6周英焕冯雪莲李留安等.玉米赤霉烯酮脱毒以及植物精油抑菌作用的研究进展 J .养殖与饲料2021201084-86. 7TSAKMAKIDIS I A LYMBEROPOULOS A G ALEXOPOULOS C et al.In 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Guangxi Key Lab for Sugarcane Biology,Guangxi University,Nanning530004;3.Academy of Sugarcane and Sugar Industry,Guangxi ㊀㊀㊀㊀University,Nanning530004)Abstract:Fusarium is a pathogen of sugarcane pokkah boeng disease.The disease caused by mycotoxins produced by Fusarium is a major problem in production and control in the world today.Among them, Zearalenone,Trichothecenes and Fumonisin are the three Fusarium toxins that have attracted the most attention and have an extremely wide influence in current research.This paper describes the main types,hazards and related research of Fusarium toxin produced by sugarcane Fusarium,and discusses possible future research directions,providing corresponding reference for the research of sugarcane fungal diseases.Key words:Fusarium;mycotoxin;classification。

伏马菌素外国标准1. 定义和概述伏马菌素（Fumonisin）是一种由伏马菌产生的真菌毒素，广泛存在于玉米中。

它是一种具有致癌性和遗传毒性的化合物，对人类和动物的健康都有潜在威胁。

伏马菌素在自然界中很难降解，而且能够抵抗高温和化学处理。

因此，控制伏马菌素的污染对于保障人类食品安全和动物饲料安全具有重要意义。

2. 伏马菌素的化学性质伏马菌素是一类由多个分子构成的化合物，其中最常见的形式是伏马菌素B1（FB1）和伏马菌素B2（FB2）。

它们都属于真菌毒素中的一种，化学结构与多醇类相似，具有较强的极性和水溶性。

伏马菌素的分子式和分子量因种类不同而异，但都具有共同的特点，即含有氨基甲酰基和长链烷基。

3. 提取和纯化方法提取伏马菌素的方法主要有溶剂萃取法、固相萃取法、免疫亲和柱法和高效液相色谱法等。

其中，溶剂萃取法是最常用的方法，主要是利用伏马菌素在有机溶剂中的溶解性进行提取。

纯化方法主要包括柱层析法和高效液相色谱法。

这些方法能够将伏马菌素从复杂的样品中分离出来，得到高纯度的样品。

4. 质量标准与检验方法为了保证食品安全，各国都制定了针对伏马菌素的质量标准与检验方法。

例如，美国食品药品监督管理局（FDA）规定，食品中伏马菌素的含量不得超过2 ppm，饲料中不得超过500 ppm。

同时，FDA 还建立了检测伏马菌素的ELISA法和色谱法等常规检测方法。

此外，联合国粮农组织（FAO）和世界卫生组织（WHO）也建立了检测伏马菌素的标准化方法。

5. 安全性评估根据大量的动物试验和流行病学调查，伏马菌素具有致癌性、致畸性和遗传毒性等危害。

长期食用含有伏马菌素的食品或饲料可能导致人类肝癌、食管癌等癌症的风险增加，同时也会对动物的生长、繁殖和免疫系统产生负面影响。

因此，控制伏马菌素的污染对于保障人类食品安全和动物饲料安全具有重要意义。

6. 储存和使用要求由于伏马菌素具有极高的毒性和危害性，因此需要严格控制其储存和使用要求。

山东农业科学　２０２２，５４（１）：１５７～１６４ＳｈａｎｄｏｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ　ＤＯＩ：１０．１４０８３／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－４９４２．２０２２．０１．０２４镰刀菌及其伏马毒素的危害和防控郭志青１，张霞１，刁立功２，许曼琳１，于静１，李莹１，何康１，宋新颖１，王维婷３，迟玉成１（１．山东省花生研究所，山东青岛　２６６１００；２．烟台市牟平区农业技术推广中心，山东烟台　２６４１００；３．山东省农业科学院农产品加工与营养研究所／山东省农产品精深加工技术重点实验室／农业部新食品资源加工重点实验室，山东济南　２５０１００） 摘要：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。

关键词：真菌毒素；伏马毒素；镰刀菌中图分类号：Ｓ４３２．４＋４ 文献标识号：Ａ 文章编号：１００１－４９４２（２０２２）０１－０１５７－０８ＨａｚａｒｄｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＦｕｓａｒｉｕｍｓｐｐ．ａｎｄＩｔｓＭｅｔａｂｏｌｉｔｅｓＦｕｍｏｎｉｓｉｎｓＧｕｏＺｈｉｑｉｎｇ１，ＺｈａｎｇＸｉａ１，Ｄｉａｏｌｉｇｏｎｇ２，ＸｕＭａｎｌｉｎ１，ＹｕＪｉｎｇ１，ＬｉＹｉｎｇ１，ＨｅＫａｎｇ１，ＳｏｎｇＸｉｎｙｉｎｇ１，ＷａｎｇＷｅｉｔｉｎｇ３，ＣｈｉＹｕｃｈｅｎｇ１（１．ＳｈａｎｄｏｎｇＰｅａｎｕｔＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＭｕｐｉｎｇＤｉｓｔｒｉｃｔＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｘｔｅｎｓｉｏｎＣｅｎｔｅｒｏｆＹａｎｔａｉＣｉｔｙ，Ｙａｎｔａｉ２６４１００，Ｃｈｉｎａ；３．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＡｇｒｏ ＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＳｈａｎｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｇｒｏ ＰｒｏｄｕｃｔｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＳｈａｎｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｅ／ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＮｏｖｅｌＦｏｏｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｊｉｎａｎ２５０１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｍｙｃｏｔｏｘｉｎｓａｒｅｔｏｘｉｃｓｅｃｏｎｄａｒｙｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｆｕｎｇｉ．Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓｗｅｒｅｏｎｅｔｙｐｅｏｆｔｈｅｍ，ｗｈｉｃｈｐｏｓｅｈａｚａｒｄｓｔｏｈｕｍａｎａｎｄａｎｉｍａｌｈｅａｌｔｈ．Ｌｏｎｇ ｔｅｒｍｅｘｃｅｓｓｉｖｅｅｘｐｏｓｕｒｅｔｏｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓｃｏｎｔａｍｉｎａ ｔｅｄｆｏｏｄｗｉｌｌｃａｕｓｅｔｏｘｉｃｏｓｉｓｏｒａｖａｒｉｅｔｙｏｆｄｉｓｅａｓｅｓ，ｅｖｅｎｄｅａｔｈ．Ｔｈｉｓｒｅｖｉｅｗｃｏｖｅｒｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｔｙｐｅｓ，ｔｏｘｉｃｇｒｏｕｐｓ，ｔｏｘｉｃｉｔｙｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ｂｉｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓｇｅｎｅｃｌｕｓｔｅｒｓａｎｄｇｅｎｅｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓ，ａｎｄａｌｓｏｔｈｅａｐｐｒｏａｃｈｅｓｏｆｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓａｃｃｕｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｉｔｗｏｕｌｄｐｒｏｖｉｄｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａ ｓｅｓｆｏｒｔｈｅｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｏｆＦｕｓａｒｉｕｍｓｐｐ．ａｎｄｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ，ａｎｄａｌｓｏｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓｆｏｒｔｈｅｍａｎａｇｅｍｅｎｔｏｆｏｔｈｅｒｍｙｃｏｔｏｘｉｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ　Ｍｙｃｏｔｏｘｉｎｓ；Ｆｕｍｏｎｉｓｉｎｓ；Ｆｕｓａｒｉｕｍｓｐｐ．收稿日期：２０２１－０９－０２基金项目：国家自然科学基金项目（３１９０１９４０）；山东省农业科学院科技创新工程项目（ＣＸＧＣ２０２１Ａ２３）；山东省自然科学基金项目（ＺＲ２０２０ＱＣ１３１）；山东省技术创新引导计划（鲁渝科技协作）项目（２０２０ＬＹＸＺ０１０）；山东省重大科技创新工程项目（２０１９ＪＺＺＹ０１０７０２）；山东省重点研发重大创新工程项目（２０２１ＣＸＧＣ０１０８０９）；２０２１年度山东省乡村振兴科技创新提振行动计划项目（２０２１ＴＺＸＤ０１２）作者简介：郭志青（１９８３—），女，博士，助理研究员，从事真菌毒素的防控和农产品安全研究。

植物病原真菌毒素的分类致病机制及应用前景
植物病原真菌毒素是指由植物病原真菌分泌的毒性物质，能够导致植物病害并影响植物的生长和发育，给植物的生长发育和产量带来极大的损失。

从化学结构上讲，植物病原真菌毒素包括多种不同的类别，如烷基醇类、酯类、脂肪酸类、含氮化合物类和莽草酸类等。

这些毒素通过不同的途径作用于植物细胞，形成不同的致病效应。

1.脂肪酸类毒素：与一些大肠杆菌引起的致病性有关，能导致动物的肠胃病变，对植物的致病机制主要为阻滞细胞膜内分子的运动。

2.莽草酸类毒素：属于一类影响光合作用的直接阻断因子。

能使叶绿素中心造成氧化还原条件下的不可逆性损坏，使光合作用难以继续进行，导致植物失去生命力。

3.霉菌毒素：是一类广泛存在于各种温带或热带作物中的毒素。

致病机制主要为破坏植物细胞壁、细胞膜和细胞核等组织构造，对植物生长发育产生不可逆的破坏，通过影响植物的生长发育及抗性因素的调节，导致植物病害的发生和加重。

1. 阻断细胞膜：毒素攻击细胞膜，添加到小麦的叶片上引起其脱水和细胞膜损坏，导致叶片死亡。

2. 影响植物光合作用：病原菌释放的毒素与植物光合机制中机理相同，但这些毒素的功能不同，会直接或间接地影响植物光合作用。

3. 加速催产素分泌：可以改变植物生长发育的激素平衡，影响植物的生长和免疫机制。

应用前景
利用植物病原真菌毒素，我们可以开发出农药或者其他有用化合物。

未来的研究方向重点是在开发具有损害植物病原菌的能力，而不会危及植物健康或造成未知影响的化合物，以及研究对这些化合物的分子机制的了解。

一种真菌可以产生多种不同的真菌毒素，不同的真菌亦可产生相同的真菌毒素。

目前已知能产生真菌毒素的真菌有150余种，产生的真菌毒素约有300种，其中包括黄曲霉毒素、赭曲霉毒素、玉米赤霉烯酮以及其衍生物类毒素、A型单端孢霉烯族、B型单端孢霉烯族等。

一般真菌的生长和繁殖都需要一定的温、湿度条件，最适宜生长温度一般为20～30℃。

当真菌处于干燥、低温或与其他真菌竞争的应激情况时，就会产生霉菌毒素，由于真菌生长有一定的地域性，因此，不同区域占优势的真菌毒素种类也不同。

真菌毒素的分类主要的真菌毒素有以下几种：DON（呕吐毒素）DON主要以玉米污染最为严重，其次为小麦麸，小麦及菜棉籽粕中的检出率显著低于前者。

抽样检测中配合饲料检出率100%，仔猪配合饲料超标率46%，肉大鸡配合饲料未见超标，并且禽类对DON耐受性较强，而猪较敏感，仔猪尤为如此。

AFT（黄曲霉毒素）蛋白原料易受到霉菌的感染，如花生、大豆、棉籽粕、苜蓿草等。

花生极易感染黄曲霉菌，因此在使用花生麸时应严格检测其中黄曲霉毒素的含量。

另外，玉米中也较易感染黄曲霉毒素。

在全国内抽样的1000份饲料中，黄曲霉毒素B1含量由高到低依次为棉粕、家禽配合饲料、菜粕、玉米、仔猪配合饲料、麦麸、豆粕、鱼粉和小麦。

我国饲料普遍受到黄曲霉毒素B1的污染，其含量在不同区域和饲料种类间存在差异。

ZEN（玉米赤霉烯酮）玉米赤霉烯酮对畜禽的毒副作用主要表现为雌性激素亢进，能引起猪和牛的不孕或流产。

猪对霉菌毒素敏感，特别是哺乳或哺乳仔猪。

在所有家畜中，猪对ZEN最为敏感，饲料中含有1mg/kg以上的ZEN就足以引起猪的雌激素中毒症，玉米赤霉烯酮主要污染玉米，也可污染小麦、大麦、燕麦和小米等。

OTA（赭曲霉毒素）OTA主要产生菌是赭曲霉、纯绿青霉，这类产毒素的真菌广泛生栖在玉米、大麦、小麦、花生、大豆、高粱、荞麦、大米、棉籽以及某些青干饲草中，动物食用被其污染的原料生产的饲料，可引起中毒。