【摘 要】
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霉菌毒素对粮食作物侵染频率较高,是霉菌产生的一种有毒的次级代谢产物,具有致癌性、细胞毒性、胚胎毒性等毒性作用。基于霉菌毒素在谷类作物污染广泛的特点,对谷类作物中霉菌毒素的监督及控制十分重要。本论文主要开展以下3个方面的研究工作:1.本研究对烟台市和东营市的谷类样品中内生霉菌进行分离纯化,使用植物DNA试剂盒提取47株霉菌DNA,并利用ITS真菌通用引物对霉菌进行分子生物学鉴定。将测序结果整理后在N
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霉菌毒素对粮食作物侵染频率较高,是霉菌产生的一种有毒的次级代谢产物,具有致癌性、细胞毒性、胚胎毒性等毒性作用。基于霉菌毒素在谷类作物污染广泛的特点,对谷类作物中霉菌毒素的监督及控制十分重要。本论文主要开展以下3个方面的研究工作:1.本研究对烟台市和东营市的谷类样品中内生霉菌进行分离纯化,使用植物DNA试剂盒提取47株霉菌DNA,并利用ITS真菌通用引物对霉菌进行分子生物学鉴定。将测序结果整理后在NCBI网站进行Blast对比,找到同源序列构建系统进化树,确定谷类作物中优势霉菌。结果显示从小麦中分离得到的30株菌株,其中8株（26.7%）是镰刀菌,19株（63.3%）是链格孢霉菌,2株（6.7%）是离蠕孢霉,1株（3.3%）是青霉菌。从玉米中分离得到的7株菌株,其中6株（85.71%）是镰刀菌,1株是地丝菌属（14.29%）。从大米中仅分离纯化出3株霉菌,其中2株是镰刀菌,1株是青霉菌。从小米中分离出7株霉菌,均为链格孢霉菌。可知谷类作物中镰刀菌和链格孢霉菌是优势霉菌,为后续谷类作物霉菌毒素研究以及防控提供参考。2.首先将从谷物中分离鉴定得到的11株镰刀菌接种到PDA和PSA培养基进行产毒分析。其次研究从小麦赤霉病中分离得到的黄色镰刀菌和梨孢镰刀菌在小麦萌发过程中产毒情况,同时开展了紫外处理对谷物中的镰刀菌毒素控制研究。结果显示:11株镰刀菌在PDA和PSA培养基上培养10天后共产生16种镰刀菌毒素,PSA培养基更适合镰刀菌毒素的研究。将黄色镰刀菌和梨孢镰刀菌的孢子悬液接种于小麦种子上,在室温下,第2、4、6、8、10天提取毒素,观察小麦萌发过程中镰刀菌产毒情况。结果显示:镰刀菌对小麦种子萌发有抑制作用,并且镰刀菌在人工培养基和侵染植物时的产毒种类存在差异。由于种子生长环境因素影响,产伏马毒素镰刀菌的生长影响了黄色镰刀菌和梨孢镰刀菌的产毒。为了验证紫外照射及照射时间长短是否有效抑制镰刀菌毒素的产生,将镰刀菌孢子悬液接种到小麦种子后,设置对照组,紫外照射15min试验组,紫外照射30min试验组和紫外照射60min试验组,同样在第2、4、6、8、10天提取毒素。结果发现,紫外照射能够抑制产伏马毒素霉菌的产毒。对镰刀菌天然产物采用MZmine与GNPS结合的FBMN产毒通路分析技术,共发现6个镰刀菌毒素集群,其中ZEN和β-ZEL为分子集群1,α-ZEL为分子集群2,ENA、ENA1、ENB和ENB1为分子集群3,FB1、FB2、FB3和FB4为分子集群4,BEA为分子集群5,DON为分子集群6。镰刀菌毒素潜在的代谢途径主要为甲基化、羰基化、脱水和氧化反应。谷物中镰刀菌产毒研究及毒素产毒通路分析为我国粮食作物真菌毒素污染的研究和风险评估提供基础数据,也为人类膳食安全提供参考价值。3.首先将从小麦中分离鉴定得到的12株链格孢霉菌在PDA和PSA培养基上进行产毒分析。其次借助MZmine 2软件的诊断碎片过滤功能和Xcalibur软件对硫酸盐结合产物进行筛查及确证。研究2株产毒种类不同的链格孢霉菌在小麦萌发过程中的产毒情况,同时开展了紫外处理对谷物中链格孢毒素影响研究。结果显示:12株链格孢霉菌在固体培养基中共产生8种游离链格孢毒素,PSA培养基更适合链格孢毒素研究。借助MZmine 2软件的诊断碎片过滤功能和Xcalibur软件最终确证2个隐蔽型毒素,即AOH和AME硫酸盐结合产物。将2株产毒种类不同的链格孢霉菌的孢子悬液接种于小麦种子后,发现链格孢霉菌能够抑制小麦的萌发,受环境因素影响,在萌发过程中只检测到毒素AOH、Te A和TEN。在小麦萌发过程中紫外照射可能诱导毒素AOH和TEN产生。紫外照射可能对Te A的产生有抑制作用,而且紫外照射时间越长产量越低。采用MZmine与GNPS结合对链格孢毒素进行产毒通路分析,共发现4个交链孢毒素集群,包括其中ALT、ALU、AME、AOH为分子集群1,ATX-I为分子集群2,TEN为分子集群3,Te A为分子集群4,链格孢毒素潜在的代谢途径主要为甲基化、脱水和氧化反应。谷物中链格孢霉菌产毒研究及毒素产毒通路分析为我国谷类作物中霉菌毒素的污染研究和风险评估提供了基础数据,也为人类的饮食安全提供参考价值。
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