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DON生物合成的亚细胞定位和精准外排研究进展

2021-01-27刘馨方欣汪爽王立雯武德亮LEEYinWonMOHAMEDSherifRamzy徐剑宏史建荣

生物技术进展 2021年5期

刘馨,方欣,汪爽,王立雯,武德亮,LEE Yin Won,MOHAMED Sherif Ramzy,徐剑宏*,史建荣*

1.江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所,南京210014;

2.江苏大学食品与生物工程学院,江苏 镇江212013;

3.埃及国家研究中心食品毒理与污染物研究所,埃及 吉萨12411

禾谷镰刀菌复合种(Fusarium graminearumspecies complex,FGSC)侵染小麦、玉米等多种谷物,引起粮食减产,造成巨大经济损失。除了减产外,FGSC可以产生多种镰刀菌毒素,严重威胁粮食食用和饲用安全。我国小麦及其制品中污染较为严重的镰刀菌毒素种类包括单端孢霉烯B族毒素脱氧雪腐镰刀烯醇(DON)及其乙酰化衍生物(3-acetyldeoxynivalenol,3-ADON和15-acetyldeoxynivalenol,15-ADON)和玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)。DON会抑制蛋白质合成,可引起急性中毒症状,包括呕吐、头晕和动物消瘦、厌食等症状,DON还具有免疫毒性、细胞毒性、致畸性和致癌性[1-2]。为有效控制DON污染对粮食安全和人畜健康的危害,目前全球37个国家或地区针对食品或谷物中DON含量设立了限量标准,我国国家标准GB 2761-2017中规定谷物及其制品中DON限量标准为1 000 μg·kg-1。

为了更好地适应环境,产毒真菌通过产生并分泌包括毒素在内的多种次生代谢产物,进而影响植物细胞或其他微生物的重要蛋白生理功能,造成植物或细胞毒害,成功侵染寄主植物。DON在镰刀菌侵染小麦等寄主的过程中发挥重要作用,是一类关键致病因子[3-4]。DON对拟南芥具有植物毒性(phytotoxicity),会引发植物细胞死亡,抑制抗氧化酶活性相关基因表达[5]。相对应地,包括DON在内的这些有毒次生代谢产物也会对产毒真菌本身具有一定的毒性。因此,产毒真菌需将这些次生代谢物质精准运输至作用部位,通过将有毒次生代谢物质的合成局限在某个亚细胞器中,或通过细胞运输系统及时将其泵出细胞外来隔离潜在的毒害,实现自我保护[6]。……

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