脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性研究进展
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饲料中隐蔽呕吐毒素研究进展杨信;李布勇;范小平;李庆霞;杨绮纹【摘要】呕吐毒素是镰刀菌属毒素中的一种,在饲料原料中通常会被衍生为乙酰化和糖基化形态,统称为隐蔽呕吐毒素.本文主要对饲料中隐蔽呕吐毒素的形成机制、检测方法、污染分布情况、毒性机理、以及体外和体内的毒性进行了综述.【期刊名称】《中国饲料》【年(卷),期】2017(000)021【总页数】5页(P7-10,15)【关键词】隐蔽呕吐毒素;检测方法;污染分布;体外毒性;体内毒性【作者】杨信;李布勇;范小平;李庆霞;杨绮纹【作者单位】海南省动物疫病预防控制中心,海南海口 570203;海南省动物疫病预防控制中心,海南海口 570203;海南省动物疫病预防控制中心,海南海口 570203;海南省动物疫病预防控制中心,海南海口 570203;海南省动物疫病预防控制中心,海南海口 570203【正文语种】中文【中图分类】S816.9脱氧雪腐镰刀菌烯醇,又称呕吐毒素(DON),是一种主要由镰刀菌属产生的毒性代谢产物,属于B类单端孢霉烯毒素,其对谷物的污染程度位于镰刀菌毒素之首,对动物健康威胁巨大,尤其对猪的危害最大,其中毒症包括拒食、呕吐、免疫抑制和繁殖障碍等(陈继发,2016)。
DON多分布于玉米、小麦、大麦等谷物中,在玉米加工副产物DDGS、玉米蛋白饲料中含量呈累积增加的趋势。
目前我国农业部公告中对饲料中DON的限量标准为1000 μg/kg,但是对饲料原料玉米、小麦及副产物中尚没有限量标准。
饲料中呕吐毒素通常和其衍生化形态共同存在,也被称为隐蔽呕吐毒素。
衍生化形态包括乙酰化形式3-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3ADON),15-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15ADON)和糖基化形式脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON3G),不同修饰形态的呕吐毒素具有相同的基本分子式,但是其特征功能团不同(He,2010)。
近年来大量试验发现饲料中隐蔽呕吐毒素对动物的毒性不容忽视。
一、概要
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol)又称呕吐毒素(Vomitoxin)属于霉菌的单端孢菌素族,由某些镰刀霉真菌属产生。
呕吐毒素多分布于小麦、大麦、玉米等谷物籽实中,含量通常是mg/kg(μg/mL,ppm)级的,由于其具有高的细胞毒素及免疫抑制性质,对人类及动物构成了健康威胁。
本试剂盒是应用ELISA技术研发而成的检测产品,能最大限度地减少操作误差和工作强度。
二、试验原理
本试剂盒采用间接竞争ELISA方法,在酶标板微孔条上预包被呕吐毒素抗原,样本中的呕吐毒素和微孔条上预包被的抗原竞争抗呕吐毒素抗体(抗试剂),同时抗呕吐毒素抗体与酶标二抗(酶标物)相结合,,经TMB底物显色,样本吸光度值与其所含呕吐毒素量呈负相关,与标准曲线比较再乘以其对应的稀释倍数,即可得出样本中呕吐毒素的含量。
三、适用范围
可定性、定量检测,本试剂盒适用于饲料样本中呕吐毒素的含量检测。
四、交叉反应率
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(呕吐毒素)…………………………100%
3-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (1)
五、检测步骤
1、将所需试剂从冷藏环境中取出
2、取出需要数量的微孔板
3、洗涤工作液在使用前也需回温。
4、编号
5、加标准品/样本
6、洗板
7、显色
8、测定
六、检测方法灵敏度、准确度、精密度
样本最低检测限:
饲料……………………………………………………150µg/kg
回收率:
饲料……………………………………………………95±15%
七、贮藏条件及保存期
贮藏条件:保存试剂盒于2~8℃。
保存期:该产品有效期为12个月。
广东农业科学Guangdong Agricultural Sciences2024,51(3):56-69 DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2024.03.006卓梦霞,刘思文,李春雨,胡位荣. 镰刀菌属真菌毒素在植物和病原菌互作中的研究进展[J]. 广东农业科学,2024,51(3):56-69.ZHUO Mengxia, LIU Siwen, LI Chunyu, HU Weirong. Research progress on Fusarium mycotoxins in plant and pathogen interactions[J]. Guangdong Agricultural Sciences, 2024,51(3):56-69.镰刀菌属真菌毒素在植物和病原菌互作中的研究进展卓梦霞1,刘思文2,李春雨2,胡位荣1(1.广州大学生命科学学院,广东 广州 510006;2.广东省农业科学院果树研究所/农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室,广东 广州 510640)摘 要:镰刀菌是世界上最重要的植物病原菌之一,可影响植物的生长发育,严重威胁全球粮食安全和生物多样性。
几乎所有的镰刀菌都会产生真菌毒素,其毒素种类多、毒性强,一方面可以作为致病因子之一参与镰刀菌的致病过程,另一方面可污染粮食和饲料,进而引起人类和动物的相关病症。
已有研究表明,镰刀菌侵染植物后产生的不同种类真菌毒素不仅毒害植物细胞,引起植物组织的坏死,还会加速病原菌的侵染;同时,针对病原菌产生的毒素,植物会激活防御酶并启动防御相关基因的表达,或将致病毒素转化为无毒或低毒物质并转运到胞外,或通过分泌次生代谢物直接抑制病原菌毒素的生物合成。
为全面解析镰刀菌毒素在病原菌侵染植物中的作用,提高植物对病原菌的抗性,该文综述了镰刀菌属真菌毒素的种类、毒性机理以及毒素在植物和病原菌互作中的作用,并讨论了植物对真菌毒素的防御反应策略,以期为镰刀菌毒素致病机制和病原菌防治策略研究提供参考。
饲料中的呕吐毒素及其危害作者:周灿,隆雪明,杨昆来源:《湖南饲料》 2016年第6期周灿,隆雪明,杨昆:(1.湖南省兽药饲料监察所;2.湖南农业大学)摘要:呕吐毒素广泛存在于饲料及饲料原料中,对各种动物有着不同程度的毒害作用。
本文主要对呕吐毒素的污染情况、毒性作用、国内外限量情况进行了阐述,为呕吐毒素进一步研究提供理论基础。
关键词:呕吐毒素:饲料:危害脱氧雪腐镰刀菌烯醇( deoxynivalenol,DON),是于1970年从被禾谷镰刀菌污染的玉米中分离出来的一种能引起呕吐的毒素,故称呕吐毒素(Vomitoxim)。
属单端孢霉烯族化合物B类,主要由禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、粉红镰刀菌、雪腐镰刀菌等镰刀菌产生的化学结构和生物活性相似的有毒代谢产物,对人、家畜有着广泛的毒性效应。
联合国粮农组织和世界卫生组织年联合召开的第三次添加剂和污染物会议上,呕吐毒素被定为最危险的自然发生污染物,被列入国际研究的优先地位,同时,它也是危害人类食物链安全的一个主要因素,一旦进入食物链,就会严重威胁人类和动物的健康,因而引起了全世界的重视。
本文主要对呕吐毒素的污染情况、毒性作用等的研究进展进行了综述。
1 呕吐毒素的污染情况呕吐毒素作为一种天然生物毒素,广泛存在于玉米,小麦、面粉和DDGS等饲料原料及饲料成品中,世界30多个国家和地区均有报道。
Schothorst R C等报道欧洲4000例的送检样品.57%的样品中检测呕吐毒素,且含量在91—5000卜Lg/kg。
Karani-Osboo等调查伊朗部分地区不同生产阶段玉米的污染状况时,发现呕吐毒素的含量在54.4~5 18.4ng/g区间的污染率达到76.7%。
BIOMIN GmbH与新加坡罗马实验室fRomerLabsSingapore Pte Ltd.)从2007年10月至2008年9月合作实施霉菌毒素普查项目,所检测的样品中呕吐毒素阳性污染率达到54%。
小麦呕吐毒素检测监管的探讨作者:贾欢丽尹蓉蕾林浩来源:《中国食品》2021年第17期呕吐毒素是镰刀菌属的次级代谢物质,又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇,属于单端胞霉烯族化合物,大量存在于小麦、玉米等谷物中。
呕吐毒素对生物体内的蛋白质合成具有较强的抑制作用,还有极强的细胞毒性和免疫抑制性,食用超标的呕吐毒素会使人体出现眩晕、腹胀、头痛、恶心等症状,容易造成器官损伤,严重时甚至会威胁人类的生命安全。
呕吐毒素对谷物类作物的污染率和污染水平居高不下,而小麦作为我国重要的粮食作物,其安全性受到大多数人的重视,因此我国不断完善小麦产品质量检测监管措施,并制定了严谨的限量标准,小麦中的呕吐毒素含量不超过1000μg/kg,则可以放心食用。
小麦呕吐毒素的危害性显著,加强检测监管是重要的防治手段。
本文针对小麦呕吐毒素展开研究,结合山东烟台近两年来小麦呕吐毒素的实际监测情况,对本地区小麦呕吐毒素的检测监管状况进行分析,并为小麦呕吐毒素监测管理提供行之有效的意见。
一、呕吐毒素在小麦籽粒中的分布呕吐毒素主要分为两类,分别是能引起呕吐症状的赤霉致呕毒素和具有雌激素作用的赤霉烯酮毒素。
这些毒素主要存在于小麦麦粒的糊粉层和皮部,通过对往年监测数据进行统计发现,呕吐毒素的含量由外向内呈现明显的梯度递减状态分布,即麸皮中的含量>皮粉中的含量>芯粉中的含量,占据小麦质量1/4的麸皮中聚集了超过40%的呕吐毒素。
二、小麦呕吐毒素的检测监管手段1.赤霉病与呕吐毒素的关联。
由于小麦呕吐毒素经常和赤霉病的发病率挂钩,因此,鉴别赤霉病株的小麦能在总体上对小麦的呕吐毒素含量进行估算。
赤霉病株小麦一般表现为两种特征,一是灰白麦粒,整体干瘪皱缩,组织结构疏松,容易被碾碎成粉末状,粉含量相对较小,不具备营养价值;二是霉红麦粒,粉红色、橙红色从胚部底端向上蔓延到整体,表现出不同程度的褶皱,组织结构同样较为疏松,粉质与健康的小麦粒粉质有一定的区别。
赤霉病不需要专门的检测试剂,通过观察和物理手段就能鉴别出赤霉病株,一般采用逐粒检验的手段来鉴别。
摘要:呕吐毒素,又称脱氧雪腐镰刀菌烯醇,是饲料中常见的霉菌毒素之一,因理化性质稳定,易通过食物链传递引起畜禽中毒,带来免疫功能损伤甚至免疫抑制,对畜禽养殖业造成严重的经济损失。
本文着重对呕吐毒素的污染情况、毒性特征和治理措施等进行了综述,旨在为降低畜禽养殖中呕吐毒素的危害提供参考。
关键词:呕吐毒素;脱氧雪腐镰刀菌烯醇;免疫毒性;细胞毒性;遗传毒性;治理措施呕吐毒素的毒性特征及治理措施黄利1,袁东波2,曹省艳3,尹念春4*(1.阆中市农业农村局四川南充637400;2.四川省动物疫病预防控制中心成都610041;3.绵阳市动物疫病预防控制中心四川绵阳621000;4.遂宁市动物疫病预防控制中心四川遂宁629000)收稿日期:2022-10-13作者简介:黄利(1970—),四川阆中人,高级兽医师,主要从事重大动物疫病防控与畜牧科技推广工作。
*通讯作者:尹念春(1984—),女,正高级兽医师,E-mail :***************。
doi:10.3969/j.issn.1008-4754.2023.04.054呕吐毒素(vomitoxin ,VT ),又称脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON ),属单端孢霉烯族化合物(3α,7α,15-三羟基-12,13-环氧单端孢霉-9-烯-8-酮),为无色针状结晶,易溶于水、乙醇等溶剂,具有较强的热抵抗力和耐酸性,主要由禾谷镰刀菌和粉红镰刀菌产生,常出现在玉米(穗腐病)、小麦和大麦(赤霉病)上。
欧盟将其列为三级致癌物。
呕吐毒素可通过被污染的玉米、小麦等原料进入饲料,畜禽食用后引起呕吐而得名。
呕吐毒素在畜禽生产中表现出的危害主要有两个方面:①通过引起畜禽采食量下降、拒食和呕吐等毒素效应,导致畜禽生产性能降低;②呕吐毒素在饲料中的污染量和暴露时间超过标准要求,未得到及时处置,将会在畜禽体内有一定的蓄积,引起机体免疫功能损伤甚至免疫抑制,对畜禽养殖业造成不可估量的经济损失。
· 287 ·2012年 第37卷 第10期收稿日期:2012-04-16 *通讯作者基金项目:国家自然科学基金项目(30871750);公益性行业(农业)科研专项(201203037)。
作者简介:崔莉(1983—),女,山东聊城人,博士研究生,研究方向为食品质量与安全。
崔 莉,刘 阳*(中国农业科学院农产品加工研究所,农业部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193)摘要:以脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol ,DON)及其代谢产物脱环氧DON(DeepDON)为检测对象,建立了一种同时检测猪盲肠内容物中2种毒素的高效液相色谱分析方法。
样品经乙腈提取后,分别采用吸附剂:木炭粉末+氧化铝+硅藻土(7+5+3,w+w+w)和Bond Elut Mycotoxin 多功能净化柱对DON 和DeepDON 进行净化,HPLC 检测,采用C 18色谱柱,乙腈/甲醇/水(5/5/90,v/v/v)为流动相,流速1.0 mL/min ,检测波长220 nm 。
结果显示DON 和DeepDON 在0.5~10 μg/mL 范围内线性关系良好(R 2=0.9999,0.9998)。
关键词:猪盲肠;脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON);脱环氧DON中图分类号:TS 207.5 文献标志码:A 文章编号:1005-9989(2012)10-0287-04Detection of deoxynivalenol and de-epoxy DON in caecum of pig byHPLCCUI Li, LIU Yang *(Institute of Agro-products Processing Science & Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Agro-products Processing Comprehensive,Ministry of Agriculture, Beijing 100193)Abstract: The appropriate method of high performance liquid chromatography(HPLC) was built for detecting deoxynivalenol (DON) and de-epoxy metabolitesin in caecum of pig. The DON was extracted by acetonitrile, DON was cleaned up with mixture of charcoal power, alumina and celite (7+5+3, w+w+w), DeepDON was cleaned up by Varian Bond Elut Mycotoxin clean-up column, then detected by HPLC, adopting C 18 column and acetonitrile-methanol-water (5/5/90, v/v/v) mixture as mobile phase under the condition of flow rate 1.0 mL/min and detection wavelength 220 nm. The results showed that good linear correlations between the peak area and toxin concentration were found: the linear range for DON and DeepDON was 0.5~10 µg/mL(R²=0.9999, 0.9998).Key words: caecum of pig; deoxynivalenol(DON); deepoxy-DONHPLC法同时检测猪盲肠中的DON(脱氧雪腐镰刀菌烯醇)和脱环氧DON· 288 ·脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)是单端孢霉烯族毒素,又名呕吐毒素(Vomitoxin),广泛存在于受到镰刀菌污染的小麦、大麦、燕麦、黑麦、玉米等谷物及其制品中[1-2],危害人畜健康。
脱氧雪腐镰刀菌烯醇降解菌分离,鉴定以及其降解效果的初步研究何成华 樊彦红 刘国芳 赵俊廷 邢云云 刘俐君 张海彬*1(南京农业大学动物医学院210095 南京)摘要:作者以脱氧雪腐镰刀菌烯醇为唯一碳源,通过富集培养从土壤中分离到一株可以降解脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的真菌,命名为A-DON。
用真菌引物Bt2a和Bt2b扩增了该菌的β-tubulin 基因序列,通过β-tubulin 基因序列分析和形态学观察最终鉴定该菌株为塔宾曲霉(Aspergillus tubingensis)。
该菌的β-tubulin 基因序列在GeneBank的登录号为DQ902579,其与塔宾曲霉AY820009的相似性为99%。
在pH值6,30℃时,14天内对DON的平均降解率为94.4%。
通过对DON的降解产物的LC-MS分析,结果表明降解产物的分子量为314.4,跟DON的分子量相比增加了18.1,其机理可能是DON的主要毒性基团12,13环氧环被打开以后分子量变成了314.4,因此DON的毒性也随之丧失。
该菌在无机盐中对DON的耐受浓度高为40mg/L。
该菌在霉败饲料的脱毒作用中将有广泛的应用前景。
关键词:脱氧雪腐镰刀菌烯醇 脱毒 分离 鉴定 β-tubulin基因Isolation and Identification of One Strain AspergillusWhich can Metabolish DeoxynivalenolHE Chenghua, FAN Yanhong, LIU Guofang, ZHAO Junting, XING Yunyun, LIU Lijun,ZHANG Haibin*(College of VeterinaryMedicine ; Nanjing Agricultural University Nanjing China210095)Abstract: Deoxynivalenol(DON) is one of the most common contaminants of various animal food and feedstock world-wide. In order to resolve the contaminate of DON, biodegrade is the best one in all of reported methods. One strain Aspergillus tubingensis was isolated from soil by enriching in inorganic salt media and named A-DON. Primers Bt2a-Bt2b were used to amplify the β-tubulin gene of A-DON. The results of Sequence analysis of β-tubulin gene and observation of morphology show that it belongs to Aspergillus tubingensis. The results of the DNA sequence analysis of fragment Bt2a-Bt2b were submitted to GeneBank. The access NO. in GeneBank. is1通讯作者。
液相色谱法测定谷物中脱氧雪腐镰刀菌烯醇脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)又名呕吐毒素,是一种单端孢霉烯族毒素。
主要由禾谷镰刀菌和粉红镰刀菌产生。
DON污染粮谷的情况非常普遍。
世界各地均有报道,特别在中国、日本、美国、阿根廷和南非。
在我国胃癌、食管癌等恶性肿瘤高发区.DON是居民饮食中主要的污染霉菌毒素之一。
DON主要在田间侵染小麦、玉米等谷类作物,当人摄入了被DON污染的食物后。
会导致厌食、呕吐、腹泻、发烧、站立不稳、反应迟钝等急性中毒症状,严重时损害造血系统造成死亡。
DON化学名称为3,7,15一三羟基一12,13一环氧单端孢霉一9一烯一8一酮,为无色针状晶体。
熔点为151。
153℃。
其化学性能非常稳定,具有较强的热抵抗力和耐酸性.在pH值10.O条件下。
100℃加热60min部分被破坏,120℃加热30 min和170℃加热15 min完全被破坏【”。
目前,测定粮谷作物中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇的方法很多,如薄层色谱法(TLC)、气相色谱法(GC)、酶联免疫法(ELISA)等。
本文采用了液相色谱法,使用海能LC7000液相色谱仪配紫外检测器和C18亲水性分离柱,不仅获得了准确的测定结果.而且极大地提高了工作效率。
l 材料与方法1.1仪器海能LC7000液相色谱仪(配备紫外检测器),7mILOGY呕吐毒素专用净化柱TC—T200,C18亲水性分离柱,旋转蒸发仪,高速均质机,真空泵,小型粉碎机。
1.2试剂乙腈(Merck,色谱纯),甲醇(Merck,色谱纯),呕吐毒素标准品(FERMENTEK LTD)。
1.3 操作步骤(1)提取称取粉碎过筛样品25.O g于均质杯中,加入100 mL y(乙腈):y(水) =84:16提取液,于高速均质机上均质4 min,静置。
(2)净化浓缩取2 mL样品提取液上清液到净化小柱顶端,向下推活塞,使溶液全部过柱,收集净化后溶液放入100 mL标准磨口蒸发瓶中.取出注射器,加入8 mL y(乙腈):y(水)=84:16提取液到柱顶端,将溶液彻底过柱,合并净化液,于60℃减压蒸干。
脱氧雪腐镰刀菌烯醇的作用机理及其对动物生产的影响邓奇风;高凤仙【摘要】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.【期刊名称】《饲料博览》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】4页(P17-20)【关键词】脱氧雪腐镰刀菌烯醇;毒性;作用机理;畜禽【作者】邓奇风;高凤仙【作者单位】湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128;湖南农业大学动物科学技术学院,长沙410128【正文语种】中文【中图分类】S859.82随着生活水平的提高,食品安全问题日益受到人们的重视,脱氧雪腐镰刀菌烯醇因其污染范围广、毒性作用强而倍受关注。
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON),又名呕吐毒(VT),是一种单端孢霉烯族毒素。
DON主要污染小麦、大麦、燕麦、玉米等农作物,在畜禽的其他饲粮中也经常出现。
DON具有较强的细胞毒性、免疫毒性和遗传毒性等多种毒性作用,对消化系统、免疫系统、血液循环系统及钙、磷代谢等均有影响。
畜禽误食被该毒素污染的饲粮后可出现广泛的毒性效应,如厌食、呕吐、腹泻、发热、站立不稳和反应迟钝等急性中毒现象,严重时会破坏造血系统造成死亡[1]。
近年来,随着研究的不断深入,人们对DON的毒性作用机理有了更进一步的了解。
1.1脱氧雪腐镰刀菌烯醇的代谢DON在动物体内能被快速有效的吸收,吸收部位主要是小肠上段,通过简单的扩散作用后经旁细胞通路转运至小肠上皮细胞,且转运很难达到饱和[2]。
Pestka等检测了口服DON 25mg·kg-1(以体重计)的小鼠在24 h内各组织代谢的情况,结果表明,在口服30 min内血液中DON浓度达到峰值,8 h之后降至5%。
在检测其他组织中DON的代谢情况时发现,其他组织DON的代谢动力学与血液相似,只是达到峰浓度所需时间不同,快慢顺序依次为肝脏>血液>肾脏>脾脏>心脏>大脑[3]。
http://www.paper.edu.cn -1- 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性研究进展 霍星华,赵宝玉,郭玺,万学攀,王建军 西北农林科技大学动物科技学院,陕西杨凌(712100) 摘 要:脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)又名呕吐毒素(VT),是由镰刀菌产生的单端孢霉烯族污染性霉菌毒之一,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)在霉败的饲料、谷物及谷物制品中常能检测出。由于DON的在重要粮食发霉以后的常见性,引起了不少国内外的学者的关注,随着研究手段的不断改进,对DON的研究也不断深入。本文从脱氧雪腐镰刀菌烯醇对粮食的污染现状,其理化特性,,对动物及细胞的毒作用和免疫功能的影响,及检测方法进行了综述。 关键词:脱氧雪腐镰刀菌烯醇,毒性
霉菌毒素是各种霉菌高毒性的代谢产物,在适当的温度、湿度、基质时,霉菌毒素便被合成。曲霉、青霉和镰刀菌是产生毒素的最主要霉菌。至今人们已知道大约有300种不同的霉菌毒素,但仅有少数被认为与畜禽疾病有关系。霉菌毒素的高量摄取,经常造成急性病状,然而低量摄取,则造成非特定的临床现象,例如,食物摄取量降低、生长不良、增重缓慢、死亡率增加、免疫抑制等。而单端孢霉烯族毒素是粮食中最常见的一类污染性霉菌毒素,由镰刀菌产生,包括 T-2毒素、雪腐镰刀菌烯醇(Nivalenol,NIV)、玉米赤霉烯酮(Zearalrnone)、伏马菌素(Fumonisin)、镰刀菌烯酮-X(Fusarenon-X,FX)和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)等。可对人、畜产生广泛的毒性效应,如食欲降低、体重减轻、代谢紊乱等。DON 是最常见的一种,在全世界范围内,是粮食、饲料和食品的主要污染霉菌毒素之一,严重影响人和牲畜的健康。它不仅可以污染农作物, 也可以污染粮食制品,对人和动物可以产生广泛的毒性效应。近年研究发现,脱氧雪腐镰刀菌烯醇对人和动物的免疫功能产生明显的影响。根据 DON 的剂量和暴露时间不同可引起免疫抑制或免疫刺激的毒性作用。目前国内外,对脱氧雪腐镰刀菌烯醇的研究比较多,下文就DON的特性、污染现状、毒性作用、毒素对免疫功能的影响,以及毒素的检测进行了综述。
1. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的历史与理化特性 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalnol,DON)是一种单端孢霉烯族毒素,主要由禾谷镰刀菌和粉红镰刀菌产生[1]。脱氧雪腐镰刀菌烯醇是诸罔信一等[2],在1970 年首先从日本香川县感染赤霉病的大麦中分离到的。1973年,Vesohder从美国俄亥俄州西北部导致母猪拒食和呕吐的被禾谷镰刀菌污染的玉米中分离得到该毒素;并根据它能引发动物呕吐的特征,将其定名为呕吐毒素(Vomitoxin,VT)。国内1976年从上海市金山县赤霉病元麦中分离出能使鸽子口服的致吐的纯品。徐一纯等(1979)从田间感染禾谷镰刀菌的赤霉病大麦中分离得到一种新的呕吐毒素,定名CBD2
[3]。
脱氧雪腐镰刀菌烯醇为雪腐镰刀菌烯醇的脱氧衍生物,其化学名称为3 ,7 ,15-三羟基-12,13-环氧单端孢霉-9-烯-8 酮(3,7,15-trihydroxy-12,13-epoxytrichothec-9-en-8-one);是一种无色针状结晶, 熔点为151~153℃,可溶于水和极性溶剂,如含水甲醇、含水乙醇或乙酸乙酯等,具有较强的热抵抗力和耐酸性,在乙酸乙酯中可长期保存[2]。在 PH4.0 条件下,100℃
和120℃加热60min均不被破坏,170℃加热 60min 仅少量被破坏;在 PH7.0条件下,100℃和120℃加热 60min 仍很稳定,170℃加热15min部分被破坏;在 PH10.0条件下,100℃加热60min 部分被破坏,120℃加热30min 和 170℃加热15min 完全被破坏[4]。 http://www.paper.edu.cn -2- 2. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇对粮食的污染状况 脱氧雪腐镰刀菌烯醇主要由某些镰刀菌产生, 包括:禾谷镰刀菌、尖孢镰刀菌、串珠镰刀菌、拟枝孢镰刀菌、粉红镰刀菌、雪腐镰刀菌等许多粮谷类都可以受到污染, 如小麦、大麦、燕麦、玉米等。DON对粮谷类的污染状况与产毒菌株、温度、湿度、通风、日照等因素有关。这种真菌大多在低温、潮湿和收割季节,在谷物庄稼中慢慢生长,一般在大麦、小麦、玉米、燕麦中含有较高的浓度,在黑麦、高粱、大米中的浓度较低。 DON 污染粮谷的情况非常普遍,世界各地均有报道[5-8],特别在中国、日本、美国、阿
根廷、南非。在我国胃癌、食管癌等恶性肿瘤高发区居民饮食中的主要污染霉菌毒素之一。这种毒素污染粮谷类的情况非常普遍,其检出率和检出量都是最高的一种,检出含量最高者可达170.22ng/kg。在我国河北省食管癌、胃癌高发区居民饮食中污染率和含量均相当高。张帆等[9]采用高效液相色谱法(HPLC),对林县、磁县主要粮食面粉和玉米中的DON含量
进行了调查,两县的DON检出率分别为53.8%和100%,林县样品(玉米)中DON平均含量(范围是384~9686ng/g)相当于低发区的3~9倍;而磁县霉菌污染更为严重,DON平均含量(玉米中为7959ng/g,面粉中为1032ng/g)约相当于低发区的10倍。
3. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的毒性 脱氧雪腐镰刀菌烯醇在体内可能有一定的蓄积,但无特殊的靶器官,具有很强的细胞毒性。人畜摄入了被DON 污染的食物后,会导致厌食、呕吐、腹泻、发烧、站立不稳、反应迟钝等急性中毒症状,严重时损害造血系统造成死亡,但不同的动物对DON的敏感程度不一,猪是最敏感的动物。另外,DON 对免疫系统有影响,有明显胚胎毒性和一定致畸作用,可能有遗传毒性,但无致癌、致突变作用[10]。但对免疫毒性研究结果冲突较多,尚无确凿的证据。
3.1 对动物的毒性 脱氧雪腐镰刀菌烯醇在低剂量时,主要引起动物的食欲下降,体重减轻、代谢紊乱等症状,大剂量可导致呕吐。动物对 DON 的反应有种属和性别差异,雄性动物对毒素比较敏感,猪比小鼠、家禽、反刍动物更敏感。 脱氧雪腐镰刀菌烯醇通常与猪的抗拒综合症有关。猪饲料中的DON含量超过1ppb时,采食量显著降低,甚至拒食,体增重低于正常猪水平。由于在同样的病例中还出现呕吐症状。猪饲料中添加纯DON则降低饲料采食量,采食量的降低与添加浓度成反比。DON中毒的猪,一个症状是拒食,出现“僵猪”,玉米里如有10mg/kg的毒素含量就会引起猪的拒食,这种拒食可能是因毒素对消化道的局部刺激作用,还是由于适口性不良造成的,尚未定论;DON对牛、羊和成年鸡鸭则不出现拒食现象。乳牛似乎对DON不敏感,但低产牛群饲喂含DON的饲料也全发生疾病。鸡采食含DON高达18ppm的饲料无明显有害影响。当鸡采食含9.18ppmDON的饲料后,蛋和肉中检测不出DON。火鸡饲喂含5ppmDON的饲料也无明显有害影响。Iverson 等[11]用 DON 的浓度为0、1、5、10mg/kg 的饲料饲喂雄性、雌性
大鼠2年发现动物体重增加与 DON 剂量呈负相关。雌性大鼠的血浆中 IgA、IgG浓度较对照组增高, 生化指标、血液学指标也可见明显异常。病理学检查还发现有肝脏肿瘤、肝脏损害。Banotai等[12]用含20ppmDON 的饲料饲喂雌性B6C3F1小鼠13周,发现体重明显减轻,血清IgA升高,而IgM和IgG降低,肾小球系膜IgA沉积出现血尿。Szkudelska等[13]研究发现,Wistar大鼠皮下注射1mg/kg DON,三天后血中胰岛素、葡萄糖和自由脂肪酸的含量http://www.paper.edu.cn -3- 明显增高,还可引起肌肉合成糖原增加和三甘油三酯降低。 3.2 对细胞的毒性 脱氧雪腐镰刀菌烯醇具有很强的细胞毒性,它对于原核细胞、真核细胞、植物细胞、肿瘤细胞等均具有明显的毒性作用。它对于生长较快的细胞如胃肠道黏膜细胞、淋巴细胞、胸腺细胞、脾细胞、骨髓造血细胞等均有损伤作用,并且可以抑制蛋白质的合成。研究发现,DON 可明显抑制猪卵母细胞的成熟,同时 DON 还可使培养的猪子宫内膜细胞减少,一些细胞出现了线粒体肿胀、细胞膜破裂和细胞浆空泡化等细胞死亡的表现。另外,FCM 检测表明 DON 影响细胞周期的分布,抑制细胞进入S期,使细胞阻滞在G0/G1期,具有明显
的抗增殖作用[14]。彭双清等[15]的研究表明,DON对培养心肌细胞B、L、T三型Ca2+通道均有明显的阻滞作用,使三型Ca2+通道的开放概率减少,开放时间缩短,关闭时间延长。
3.3 对人的毒性 人误食DON以后急性中毒症状一般在半小时后,快的可在10min后出现,主要症状是头昏、腹胀、恶心、呕吐,以及食物中毒性白细胞缺乏症。一般在于2h后可自行恢复正常,老人和幼童,或大量中毒者,症状较重,呼吸、脉搏、体温及血压均略有升高,但未见死亡。
4. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇对免疫功能的影响 脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染粮谷类的情况相当普遍, 其对免疫功能的影响已受到了医学工作者的重视。近年来[16], 随着分子生物学技术的发展, DON 对免疫系统的影响引起了人们的极大兴趣。DON 既是一种免疫抑制剂, 又是一种免疫促进剂, 其作用与剂量和作用时间有关。动物研究发现[17],DON可以明显抑制动物的免疫机能,能诱导小鼠胸腺、脾、小肠黏膜集合淋巴的T细胞、B细胞和IgA+细胞发生凋亡。还有研究表明,免疫抑制作用表现为 DON 通过其倍半萜烯结构抑制转录、翻译和蛋白合成过程;而免疫促进作用与DON干扰机体正常免疫调节机制有关。在体内, DON既可以抑制机体对病原体的免疫应答, 同时又可以诱发自身免疫反应。此外,DON 诱导免疫细胞凋亡、抑制其增殖,同时还可以超诱导辅助性 T 细胞产生细胞因子, 激活巨噬细胞 T 细胞产生炎症前细胞因子。DON 对免疫系统的毒作用主要表现:具有明显的急性和慢性毒性作用,引起食欲下降、呕吐、体重减轻和代谢紊乱;在细胞水平有明显的细胞毒作用,引起细胞的损伤;根据浓度和作用时间不同,对免疫细胞因子既可表现为抑制,又可表现为超诱导;可诱导并促进免疫细胞的凋亡、抑制其增殖;促进 IgA 分泌,抑制 IgM和 IgG 的分泌。
5. 脱氧雪腐镰刀菌烯醇的检测 脱氧雪腐镰刀菌烯醇可从谷物(小米、玉米、大麦等)及其制品(蛋糕、饼干、面包等)中通过薄层色谱法和免疫测定方法(ELISA)检出。经对甲基苯甲醛喷雾后呈黄色,可用作薄层层析检测法的指示显色剂,作定性检测。脱氧雪腐镰刀菌烯醇还可以用酶联免疫吸附试验(ELISA)进行微量检测。根据国家标准(GB/T 5009.111-2003)[18],DON的免疫检测方