伏马毒素主要由串珠镰刀菌(Fusariummoniliforme)、轮状镰刀菌(F.verticillioides)与层出镰刀菌(F.proliferatum)等镰刀菌产生,是一种由不同多氢醇和丙三羧酸组成的结构类似的双酯型水溶性次级代谢产物(图1)。现有的伏马毒素共11 种,其中FB1是含量最多(约70%)、毒性最强、危害最大、影响范围最广的伏马毒素。
粮食及其制品中伏马毒素的污染情况在世界范围内普遍存在,其中玉米及其制品受到的污染最为严重。去除粮食作物中真菌代谢所产生的毒素是保障粮食与饲料安全的重要方法之一。为了能够获得高效降解伏马毒素的降解菌,淮阴工学院生命科学与食品工程学院的白青云、高红侠和江苏省食品质量安全重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地的徐剑宏*等采用富集培养法,以FB1作为唯一碳源,从采集于江苏徐州、盐城和淮安三地的发霉玉米样品中分离到1 株可以完全降解FB1的菌株,旨在为粮食与饲料中的FB1的脱毒处理提供良好的菌种资源和研究基础。
使用通用引物ITS1和ITS4扩增菌株FDS-2的核糖体rDNA,PCR产物长度为705 bp。BLAST结果显示,FDS-2与棘状外瓶霉(Exophiala spinifera)CBS同源性高达100%。根据菌种的培养特征、显微特征以及rRNA-ITS序列特征(图4),鉴定FDS-2为棘状外瓶霉。
本实验通过富集培养,从江苏徐州、盐城和淮安三地的发霉玉米样品中筛选到1 株FB1高效降解菌FDS-2。经菌落形态观察结合分子生物学分析,将FDS-2鉴定为棘状外瓶霉。FDS-2的最适生长和降解条件均为30 ℃、pH 5.0,在该降解条件下,FDS-2能以FB1为唯一碳源生长并于48 h内将250 FB1降解完全。定域实验表明,菌株FDS-2的降解活性物质是一种胞内酶。
现有的报道中,降解FB1的菌株有丛毛单胞菌、鞘氨醇盒菌、鞘氨醇单胞菌等细菌以及棘状外瓶霉和 R.atrovirens两株真菌。本研究降解菌FDS-2在降解FB1过程中也发现了降解产物水解FB1,推测FDS-2中存在一种降解FB1的羧酸酯酶。进一步以FDS-2的基因组测序草图为基因文库进行本地BLAST,并未发现与已报到菌株棘状外瓶霉的水解酶(XP_016238460)高度同源的水解酶基因序列。因此推测菌株FDS-2中存在新型的FB1水解酶。
饲料经动物胃液消化,强酸性会显著降低脱毒效果,故菌株或酶的最适反应pH值在脱毒过程中显得尤为重要。与研究较为深入的鞘氨醇盒菌MTA144相比较,细菌的最适pH值为7.0,而FDS-2的最适生长pH值和降解pH值均为5.0,故推测FDS-2中水解酶的最适反应pH值可能为5.0。菌株FDS-2中高效FB1降解酶有待进一步研究。
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