小麦中镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染现状与防控研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON),又称呕吐毒素,是由小麦赤霉病菌禾谷镰刀菌复合群(Fusariumgraminearum species complex)产生的单端孢霉烯族毒素,毒素在小麦籽粒中累积。作为B型单端孢霉烯族毒素,DON可以引起呕吐、拒食、腹泻、出血甚至死亡,对猪的危害尤其严重。近年来,小麦赤霉病在世界各地高频率流行,尤其在中国长江中下游小麦生产区以及黄淮部分小麦产区、美国中西部小麦主产区,导致小麦中DON毒素严重超标,并引发了严重的食品安全问题。本文对国内外小麦中DON毒素的污染现状、产毒镰刀菌种类及其化学型的分布及其趋势、毒素产生的调控机制以及小麦中DON毒素的防控途径进行了论述,希望有助于镰刀菌毒素污染小麦质量安全的风险评估、监管以及科学处置。

小麦镰刀菌毒素及其发生风险研究进展

近年来,小麦赤霉病在我国小麦产区高频率流行,尤其在长江中下游、淮河流域以及黄淮南部,导致小麦中镰刀菌毒素严重污染,不仅影响小麦产量,还危害人畜健康。镰刀菌毒素包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON,又称呕吐毒素)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、雪腐镰刀菌烯醇(NIV)以及伏马毒素(FB)等,可以引起动物消化、神经、免疫以及生殖系统异常,有的还具有致癌作用。本文对我国小麦镰刀菌毒素的发生情况与影响因素进行了分析,同时对镰刀菌毒素的风险评估与防控研究的迫切性进行了探讨,以期提高人们对小麦镰刀菌毒素污染的认识,保障我国小麦产业的健康发展。

伏马毒素的理化性质、检测方法及在我国玉米和玉米制品中的污染现状综述

伏马毒素是广泛存在于霉变玉米、高粱、水稻等谷物及其制品中的一种霉菌毒素,具有神经毒性、致癌性等毒副作用。摄入伏马毒素污染的粮谷或饲料均会带来严重的健康问题。近年来,粮谷食品质量安全问题中霉菌毒素的污染问题最为突出。我国针对饲料中的霉菌毒素制定了相应的限量标准,但暂时未对食品中的伏马毒素进行限量,且国际上伏马毒素的限量标准也并不完全统一。就伏马毒素的理化性质、限量标准和检测方法等方面进行了综述,并对近年来我国玉米及其制品中伏马毒素的污染现状进行了总结讨论,旨在为我国粮谷中伏马毒素限量标准的制定、风险监测和管控提供参考。

禾谷镰孢菌Fusarium graminearum Schwabe分生孢子萌发过程中的核相变化及有丝分裂过程观察

通过Giemsa染色观察禾谷镰孢菌Fusarium graminearum分生孢子萌发过程中的核相变化及有丝分裂过程。观察表明,分生孢子细胞为单核,细胞核在分生孢子细胞内分裂后进入芽管,在芽管内进行多次分裂,使芽管内细胞核数目不断变化。禾谷镰孢菌有丝分裂过程可以分为4个时期,前期染色体逐渐浓缩变短,中期染色体清晰可见,后期染色单体发生分离并向相反的两极移动,末期形成新的子核。有丝分裂过程中染色体的分离同步或不同步,不同步分离中的滞后染色体形成后期桥的现象更为普遍。

我国小麦镰刀菌毒素污染发生风险分析

近年来,以脱氧雪腐镰刀菌烯醇等为主的镰刀菌毒素在我国长江中下游等部分小麦主产区污染形势严峻,严重影响我国小麦产品质量安全及小麦产业健康发展。本文分析了我国小麦镰刀菌毒素污染现状,对镰刀菌毒素污染发生的主要影响因素进行了详细评述,以期提高人们对镰刀菌毒素污染的认识,促进我国小麦镰刀菌毒素污染控制与治理。

叶菌唑对轮枝镰刀菌的活性及作用机制

玉米穗腐病是严重的世界性真菌病害,而轮枝镰刀菌Fusarium verticillioide是我国玉米穗腐病的主要致病菌。为明确叶菌唑在我国玉米穗腐病防治中的应用潜力,采用菌丝生长速率法和孢子萌发法,分别测定了叶菌唑对2019至2021年采自我国山东、河南和江苏3个省份的35株轮枝镰刀菌菌丝生长以及分生孢子形成、萌发和芽管伸长的影响,并测定了该药剂对轮枝镰刀菌产毒(B族伏马毒素,type B fumonisins,FBs)能力及产毒基因表达的影响;通过测定叶菌唑处理后轮枝镰刀菌菌丝麦角甾醇、胞内甘油和丙二醛(MDA)含量以及电导率的变化,探究了其作用机制;同时评价了叶菌唑对田间玉米穗腐病的防治效果。结果显示:叶菌唑对35株轮枝镰刀菌均表现出较强的抑制活性,其对轮枝镰刀菌的菌丝生长以及分生孢子形成、萌发及芽管伸长具有显著的剂量依赖性抑制作用。其中:叶菌唑抑制菌丝生长的EC_(50)值在0.005~0.029μg/mL之间,平均EC_(50)值为(0.012±0.006)μg/mL;EC_(50)浓度的叶菌唑对轮枝镰刀菌分生孢子形成、萌发及芽管伸长的平均抑制率分别为(20.59±5.75)%、(24.88±5.15)%和(59.98±9.11)%;叶菌唑能显著降低轮枝镰刀菌FBs毒素的产生量和与毒素生物合成相关基因的表达水平,其对FBs毒素合成的抑制率为29.04%;显著降低了轮枝镰刀菌菌丝麦角甾醇的合成量,抑制率为39.10%,同时提高了其胞内甘油、丙二醛含量以及相对电导率,对甘油和丙二醛的诱导率分别为66.39%和33.74%。田间试验表明,有效成分90、135和180 g/hm2剂量的叶菌唑对玉米穗腐病的防效分别为(20.93±4.65)%、(27.75±5.71)%和(46.05±9.90)%,增产率分别为(8.86±8.84)%、(17.28±11.91)%和(33.20±12.07)%,均优于对照药剂丙硫菌唑•戊唑醇。本研究评估了叶菌唑防治玉米穗腐病的潜力,并可为了解其对轮枝镰刀菌的活性和作用机制提供理论依据。

青稞内生细菌RKZ-05对禾谷镰刀菌的拮抗作用及其分子鉴定

由禾谷镰刀菌复合种引起的小麦赤霉病和镰刀菌毒素污染严重影响小麦的产量和质量。从山南、日喀则、林芝3个地区的青稞中筛选出对禾谷镰刀菌具有较好拮抗作用的菌株,为赤霉病病害及毒素污染控制提供生物防治菌株资源,同时为高原地区植物内生菌的资源开发提供参考。从青稞样品中分离筛选出对禾谷镰刀菌具有较好生防效果的菌株RKZ-05,经过形态学鉴定、生理生化特征分析和分子生物学鉴定分析,明确其为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。利用平板对峙法分析其抑菌谱范围,随后对RKZ-05无菌发酵液的抑菌控毒效果进行分析,发现其能显著抑制禾谷镰刀菌菌丝生长和DON毒素合成。通过对拮抗物质合成相关基因的扩增,确定该菌具有生防相关的3个合成基因——杆菌霉素D合成相关基因bamC、丰原素合成相关基因fenB以及杆菌溶素合成相关基因bacAB,预测该菌株可以合成杆菌霉素D、丰原素及芽孢杆菌溶素3种拮抗物质。菌株RKZ-05除了对禾谷镰刀菌具有较好的拮抗性,还对其他多种病原真菌具有明显抑制作用,说明该菌株具有广谱的拮抗能力。

贝莱斯芽孢杆菌6W1挥发性有机物对禾谷镰刀菌的抑菌抑毒作用

【背景】由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)复合种引起的小麦赤霉病和镰刀菌毒素污染严重影响小麦的产量和质量,生防菌产生的挥发性有机物(volatile organic compound,VOC)可作为植物病害生物防治因子。【目的】为生防菌株在病害生物防治上的更深层次应用提供理论依据。【方法】对前期分离得到的拮抗菌贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)6W1产生的VOC进行抑菌作用测定和组分分析,利用二分格平皿研究其对菌丝生长的影响,利用培养皿对扣熏蒸法研究对孢子萌发及脱氧雪腐镰刀烯醇(deoxynivalenol,DON)毒素产生的影响,再利用气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)技术对该菌株的体外挥发性抑菌物质进行定性分析。【结果】菌株产生的VOC能够显著抑制禾谷镰刀菌丝的生长及DON毒素的产生,但不影响孢子的萌发。GC-IMS分析结果显示,菌株所产的VOC种类主要包括酯类、醇类、醛类、烯类和酮类。选取各物质的纯品进行体外抑菌控毒研究,结果表明这几种物质对禾谷镰刀菌的生长和DON毒素的产生都能有较强的抑制作用。【结论】菌株6W1能够产生具有抑菌控毒活性的VOC,这种微生物资源在开发为生防产品方面具有巨大的潜力,其VOC在植物病害防治等方面也具有较高的研究和应用价值。

2010年小麦赤霉病发生与抗性调查研究及防控对策

分析了2010年江苏省小麦赤霉病发生特点及原因,研究了赤霉病菌菌株对多菌灵抗药性的群体分布与发展动态,并提出了今后防治对策及建议。