论文部分内容阅读
黄曲霉及其危害
黄曲霉(Aspergillusflavus)是一种常见的腐生真菌,属于丝状真菌曲霉属。曲霉属真菌的孢子能导致人类的呼吸道疾病,包括支气管曲霉病、曲霉肿和侵袭性曲霉病,呼吸道曲霉病被认为是鸟类致病和死亡的主要原因,烟曲霉(A.fumigatus)是导致这种病的主要病原菌,黄曲霉紧随其次。与烟曲霉相比,黄曲霉孢子体积更大,更容易在上呼吸道沉积,毒力更大。黄曲霉也是导致鸟类和人类过敏性、侵染性、定殖性真菌病的第二大病原菌。更重要的是黄曲霉能感染重要经济作物(如玉米,花生等农作物),分泌的次级代谢物黄曲霉毒素(Aflatoxins,AF)为一类结构相似的聚酮化合物,其中AFB1是目前为止发现致癌能力最强的自然化合物。生物防控黄曲霉是可行的从源头控制黄曲霉的方法之一,主要有筛选抗黄曲霉的微生物或其代谢物、选用抗真菌的植物作为研究对象,本文对生物防控黄曲霉的研究现状进行了综述。
细菌类生防剂
芽孢杆菌(Bacillusspp)。从油菜田分离到一株枯草芽孢杆菌B-FS06(B.subtilisB-FS06)为黄曲霉生长拮抗菌,细菌去菌体培养液(cell-freeculturefiltrate,CCF)经稀释至浓度为10%仍能抑制黄曲霉的孢子萌发及生长,CCF具有广泛的温度和pH适应性,在pH2-12范围内处理24h或者经100°C处理30min仍能保持抑菌活性。活性物质经纯化鉴定为一种类芽孢菌霉素的物质,在浓度为200μg/g时就能完全抑制花生中黄曲霉生长。
乳酸菌(Lactobacillusspp)。乳酸菌属很多菌株,如L.rhamnosus、L.curvatus等有报道抑制黄曲霉生长或降解AF的作用。从泡菜中分离出一株植物乳杆菌(L.plantarumAF1),并通过固相萃取和制备HPLC循环纯化,用GC-MS鉴定了它分泌的一种抗真菌物质为delta-dodecalactone。
其他细菌。报道一株伯克霍尔德菌(Burkholderiacepacia)发酵液经提取纯化得到一种环二肽对黄曲霉、立枯丝核菌等病原菌具有较强抑制作用。产碱杆菌(Alcaligenesfeacalis)能产生一种含铁化合物对黄曲霉,黑曲霉等植物病原菌有很好的抑制活性。
放线菌。从泰山土壤分离得到一株放线菌BS-112对黄曲霉等多种真菌的生长有拮抗作用,鉴定为吸水链霉菌(Streptomyceshygroscopicus)。从菌株培养液中分离出4种抗真菌组分,分别鉴定为TetramycinsA和B、TetrinsA和B,体外实验表明这4种物质都能对黄曲霉、赭曲霉、黑曲霉、烟曲霉的生长有强烈的抑制作用,其中TetramycinsA对黄曲霉的拮抗作用最强,最低抑菌浓度和最低杀菌浓度分别为1.56μg/mL和3.13μg/mL。
真菌类生防剂
酵母是一类单细胞真菌的统称,有实验表明酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、毕赤酵母(Pichiaanomala)、梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima)等酵母菌能抑制黄曲霉的生长和AFB1的产生。Niknejad等研究了一株念珠菌(Candidaparapsilosis)对黄曲霉等9株曲霉属真菌生长和产毒的抑制能力,C.parapsilosis与受试真菌在不同温度(25°C、30°C、35°C),pH(6.5、7.4、8.0)条件下共培养,经不同培养时间(24h、48h)观察抑菌效果,发现温度和培养时间对C.parapsilosis抑菌效果有明显影响,而pH对抑菌效果基本没有影响,产毒黄曲霉菌株与C.parapsilosis共培养发现对AFB1的抑制率达到92.98%以上。
植物提取物
植物提取液作为抑制黄曲霉生长的研究,根据其有效成分大致可分为:香精油(挥发油)类,香豆素类、醌类、皂苷类、有机酸类、酚类、萜类、黄酮类、生物碱类等。对菖蒲(AcoruscalamusL.)香精油的研究发现,在0.4μl/ml时能完全抑制黄曲霉的生长,在0.25μl/ml时就能完全抑制产毒黄曲霉菌株产生毒素,并且对16株常见的食物寄生真菌的最低抗菌浓度为0.5μl/ml。作者通过GC-MS分析,其主成分为β-细辛脑(β-asarone,72.7%)、丁子香酚(eugenol,5.66%)、水菖蒲烯(calarene,4.14%)。同时对香精油的动物毒性和植物毒性进行了研究,认为能作为一种安全的具有广谱抑菌活性的食物添加剂。
展望
真菌由于生殖能力强、对环境适应能力强,因此致病性真菌对人类和动植物有着更巨大的生存威胁。随着人类的活动能力提升,不仅加速了病原真菌的传播,也影响这真菌的一些关键特征,真菌进行遗传重组,杂交和水平基因转移等,这些都是很大的潜在威胁。
目前为止,虽然在生物防控黄曲霉生长有一定的研究进展,然而未来我们在生物技术上还需做出很大的努力才能使生物农药取代化学药剂。即便是成功的找到一种适当的而且高效的生物体、生物产物,并且详细的研究了它的分子功能和作用方式,成功的将其发展为商业的生防剂以取代化学农药将任重而道远。
(作者单位:广东福寿仙生物科技有限公司)
黄曲霉(Aspergillusflavus)是一种常见的腐生真菌,属于丝状真菌曲霉属。曲霉属真菌的孢子能导致人类的呼吸道疾病,包括支气管曲霉病、曲霉肿和侵袭性曲霉病,呼吸道曲霉病被认为是鸟类致病和死亡的主要原因,烟曲霉(A.fumigatus)是导致这种病的主要病原菌,黄曲霉紧随其次。与烟曲霉相比,黄曲霉孢子体积更大,更容易在上呼吸道沉积,毒力更大。黄曲霉也是导致鸟类和人类过敏性、侵染性、定殖性真菌病的第二大病原菌。更重要的是黄曲霉能感染重要经济作物(如玉米,花生等农作物),分泌的次级代谢物黄曲霉毒素(Aflatoxins,AF)为一类结构相似的聚酮化合物,其中AFB1是目前为止发现致癌能力最强的自然化合物。生物防控黄曲霉是可行的从源头控制黄曲霉的方法之一,主要有筛选抗黄曲霉的微生物或其代谢物、选用抗真菌的植物作为研究对象,本文对生物防控黄曲霉的研究现状进行了综述。
细菌类生防剂
芽孢杆菌(Bacillusspp)。从油菜田分离到一株枯草芽孢杆菌B-FS06(B.subtilisB-FS06)为黄曲霉生长拮抗菌,细菌去菌体培养液(cell-freeculturefiltrate,CCF)经稀释至浓度为10%仍能抑制黄曲霉的孢子萌发及生长,CCF具有广泛的温度和pH适应性,在pH2-12范围内处理24h或者经100°C处理30min仍能保持抑菌活性。活性物质经纯化鉴定为一种类芽孢菌霉素的物质,在浓度为200μg/g时就能完全抑制花生中黄曲霉生长。
乳酸菌(Lactobacillusspp)。乳酸菌属很多菌株,如L.rhamnosus、L.curvatus等有报道抑制黄曲霉生长或降解AF的作用。从泡菜中分离出一株植物乳杆菌(L.plantarumAF1),并通过固相萃取和制备HPLC循环纯化,用GC-MS鉴定了它分泌的一种抗真菌物质为delta-dodecalactone。
其他细菌。报道一株伯克霍尔德菌(Burkholderiacepacia)发酵液经提取纯化得到一种环二肽对黄曲霉、立枯丝核菌等病原菌具有较强抑制作用。产碱杆菌(Alcaligenesfeacalis)能产生一种含铁化合物对黄曲霉,黑曲霉等植物病原菌有很好的抑制活性。
放线菌。从泰山土壤分离得到一株放线菌BS-112对黄曲霉等多种真菌的生长有拮抗作用,鉴定为吸水链霉菌(Streptomyceshygroscopicus)。从菌株培养液中分离出4种抗真菌组分,分别鉴定为TetramycinsA和B、TetrinsA和B,体外实验表明这4种物质都能对黄曲霉、赭曲霉、黑曲霉、烟曲霉的生长有强烈的抑制作用,其中TetramycinsA对黄曲霉的拮抗作用最强,最低抑菌浓度和最低杀菌浓度分别为1.56μg/mL和3.13μg/mL。
真菌类生防剂
酵母是一类单细胞真菌的统称,有实验表明酿酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、毕赤酵母(Pichiaanomala)、梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima)等酵母菌能抑制黄曲霉的生长和AFB1的产生。Niknejad等研究了一株念珠菌(Candidaparapsilosis)对黄曲霉等9株曲霉属真菌生长和产毒的抑制能力,C.parapsilosis与受试真菌在不同温度(25°C、30°C、35°C),pH(6.5、7.4、8.0)条件下共培养,经不同培养时间(24h、48h)观察抑菌效果,发现温度和培养时间对C.parapsilosis抑菌效果有明显影响,而pH对抑菌效果基本没有影响,产毒黄曲霉菌株与C.parapsilosis共培养发现对AFB1的抑制率达到92.98%以上。
植物提取物
植物提取液作为抑制黄曲霉生长的研究,根据其有效成分大致可分为:香精油(挥发油)类,香豆素类、醌类、皂苷类、有机酸类、酚类、萜类、黄酮类、生物碱类等。对菖蒲(AcoruscalamusL.)香精油的研究发现,在0.4μl/ml时能完全抑制黄曲霉的生长,在0.25μl/ml时就能完全抑制产毒黄曲霉菌株产生毒素,并且对16株常见的食物寄生真菌的最低抗菌浓度为0.5μl/ml。作者通过GC-MS分析,其主成分为β-细辛脑(β-asarone,72.7%)、丁子香酚(eugenol,5.66%)、水菖蒲烯(calarene,4.14%)。同时对香精油的动物毒性和植物毒性进行了研究,认为能作为一种安全的具有广谱抑菌活性的食物添加剂。
展望
真菌由于生殖能力强、对环境适应能力强,因此致病性真菌对人类和动植物有着更巨大的生存威胁。随着人类的活动能力提升,不仅加速了病原真菌的传播,也影响这真菌的一些关键特征,真菌进行遗传重组,杂交和水平基因转移等,这些都是很大的潜在威胁。
目前为止,虽然在生物防控黄曲霉生长有一定的研究进展,然而未来我们在生物技术上还需做出很大的努力才能使生物农药取代化学药剂。即便是成功的找到一种适当的而且高效的生物体、生物产物,并且详细的研究了它的分子功能和作用方式,成功的将其发展为商业的生防剂以取代化学农药将任重而道远。
(作者单位:广东福寿仙生物科技有限公司)