【摘 要】
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脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON）广泛污染小麦及其制品、粮油食品和饲料等,是世界上污染面积最大、污染量最高,对小麦危害最严重的真菌毒素之一,通过饲料、面粉等形式进入食物链,对人类和动物产生严重的毒性作用,对生物的健康构成潜在风险,同时给世界各地的畜牧业造成严重的经济损失,因此如何脱毒是一项全球性挑战。使用微生物和酶制剂的生物脱毒方法降解呕吐毒素,可以克服物理和化学方法的局限
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脱氧雪腐镰刀菌烯醇（Deoxynivalenol,DON）广泛污染小麦及其制品、粮油食品和饲料等,是世界上污染面积最大、污染量最高,对小麦危害最严重的真菌毒素之一,通过饲料、面粉等形式进入食物链,对人类和动物产生严重的毒性作用,对生物的健康构成潜在风险,同时给世界各地的畜牧业造成严重的经济损失,因此如何脱毒是一项全球性挑战。使用微生物和酶制剂的生物脱毒方法降解呕吐毒素,可以克服物理和化学方法的局限性,具有安全、高效且较为经济的特点。本研究采用DON处理斑马鱼,基于肠道代谢组和转录组分析,以及肝脏转录组分析研究DON对斑马鱼的毒理作用;并采用不同来源的微生物菌群和特异性的酶对DON进行降解,确定微生物和酶对DON的降解效果,以及DON对微生物的影响作用;同时用分子对接方法探索酶的催化机理。本文的主要研究工作和成果如下:1.选择模式生物斑马鱼为实验对象,研究了25、50、100μg/m L三个浓度DON对斑马鱼进行处理,斑马鱼未见死亡,选择50 ppm DON处理的斑马鱼进行毒理学分析研究,肠道和肝脏冷冻切片的结果显示,DON会影响其形态结构。通过代谢组和转录组分析,总共检测到斑马鱼肠道代谢物有27100个,差异代谢物有859个,上调数量有577个,下调数量有282个。对其进一步分析发现,肠道代谢物种类总共有342种,差异代谢物种类有16种,上调数量有9种。转录组差异分析包括lnc RNA和m RNA差异表达分析。斑马鱼肠道lnc RNA差异表达基因总数为3259,上调基因数量为2325,下调基因数量为934;m RNA差异表达基因总数为3111,上调基因数量为1939,下调基因数量为1172。斑马鱼肝脏lnc RNA差异表达基因总数为306,上调基因数量为95,下调基因数量为211;m RNA差异表达基因数量为2077,上调基因数量为866,下调基因数量为1211。对水体中DON含量检测发现,饲养斑马鱼后静置15天的水体,50 ppm和100 ppm DON溶液组别中DON降解率达到了100%。进一步分离鉴定出两种具有降解DON功能的菌株,经鉴定分别为罗德西亚假单胞菌和鲁氏不动杆菌,两种微生物在培养36 h后,对DON的降解率分别为29.1%和39.3%。2.通过来自鸡舍（exp J）、羊舍（exp Y）、麦田（exp T）和马舍（exp M）的四个典型样品研究微生物菌群对DON的降解和降解后的产物,四种样本96 h内对DON的降解率分别为57.4%（exp J）、28.8%（exp Y）、42.0%（exp T）和69.6%（exp M）。高通量测序比较呕吐毒素处理前后样品的细菌多样性有助于了解呕吐毒素如何影响微生物菌群,为筛选呕吐毒素脱毒微生物单菌或菌群提供基础。3.酶制剂是生物脱毒的安全高效的方法。Dep A酶可以将DON氧化为3-keto-DON,Dep B酶可以将3-keto-DON转化为3-epi-DON。将来自德沃斯氏菌的基因片段进行基因优化后在E.coli细胞内诱导表达,通过初步的酶促动力学实验,得到两种酶的最适反应条件;通过分子对接模拟实验,Dep A酶的关键氨基酸活性位点为Gln213,Dep B酶的关键氨基酸活性位点为Arg244。本研究首次研究了DON对成年斑马鱼肠道和肝脏的毒理作用,进一步通过微生物菌群和酶对DON的降解作用研究了生物脱毒,为DON的生物方法处理提供了一定的参考。
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