小麦产毒病原菌及其毒素防控的研究进展

小麦是全球第二大粮食作物,每年因病害造成小麦严重减产,品质下降。一些病原菌还能够产生真菌毒素,进一步危害小麦及其制品的质量安全,对人畜健康造成巨大危害。由镰刀菌引起的小麦赤霉病是我国最主要的小麦病害之一,由交链孢引起的小麦黑胚病也备受关注。这2种真菌既能引起小麦病害,又能产生真菌毒素,故称之为产毒病害。镰刀菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)、玉米赤霉烯酮(zearalenone,ZEN)、伏马菌素等和交链孢产生的交链孢酚(alternariol,AOH)、交链孢酚单甲醚(alternariol monomethyl ether,AME)和细交链格孢酮酸(tenuazonic acid,Te A)等是2类病原菌产生的主要真菌毒素。本文综述了能引起小麦产毒病害的镰刀菌和交链孢的特点、真菌毒素以及病害和毒素的防控技术,尤其是2类病原菌引起的小麦病害和真菌毒素的防控。这将为后期防治小麦产毒病害及控制毒素产生的研究提供有利参考。     

禾谷镰刀菌脱氧雪腐镰刀菌烯醇生物合成及其分子调控研究进展

禾谷镰刀菌是感染小麦、玉米等主要粮食作物的一种重要的病原真菌，在引发严重小麦赤霉病害的同时，可分泌产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON），污染食品后不易被清除，严重威胁人和动物的健康。禾谷镰刀菌产DON的生物合成路径及分子调控机制一直是国内外的研究热点、焦点和难点，也是防控DON的基础。本文综述了禾谷镰刀菌DON生物合成过程中涉及产毒基因簇TRI的各个基因、编码蛋白及其生物学功能，以及目前对禾谷镰刀菌中对呕吐毒素生物合成调控机制的研究进展。这些基础信息将直接为安全控制主要粮食及其制品中真菌毒素污染提供有价值的参考资料。     

乙酰化脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染、毒性及转化研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）俗称呕吐毒素，是禾谷镰刀菌等真菌产生的次级代谢产物，是谷物原料及其制品中最常见的污染物之一。DON的产生往往伴随其主要乙酰化衍生物3-乙酰基-DON和15-乙酰基-DON的产生，这些衍生物表现出与DON相似甚至更强的毒性，因而增加了谷物及其制品的食用安全风险。本文简述了DON乙酰化衍生物的产生、检测技术及污染现状，重点分析了DON乙酰化衍生物的毒性及转化研究进展，以期为粮食中DON乙酰化衍生物的降解和防控研究提供理论参考。     

谷物类食品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）及其衍生物的研究现状

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）是由镰刀菌在侵染小麦等禾谷类作物过程中产生的一种有毒次级代谢产物,广泛分布于谷物及其相关制品中,给世界粮食产业造成巨大经济损失,也给人类健康带来重大威胁。DON在植物、微生物作用下会转化形成各种衍生物,且这些衍生物可与DON原型同时存在,增加了谷物及相关制品的安全风险。本文对DON的理化性质、影响产生的因素及其衍生物类型进行了讨论,并重点阐述了DON及其衍生物的污染状况以及在食品加工过程中的变化等方面的研究进展,以期为谷物及其制品中DON的风险评估及防控策略的制定提供有利参考。     

小麦中呕吐毒素降解的研究进展

呕吐毒素,又名脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON),是镰刀菌产生的一种真菌毒素,广泛存在于世界各地的谷物,特别是小麦中。不但给全球粮食产业造成巨大经济损失,也给人类健康带来潜在威胁,因此对小麦中的DON进行降解显得非常重要和迫切。本文对清除小麦中脱氧雪腐镰刀菌烯醇的物理、化学和生物方法进行了综述,为有效控制其水平提供了思路。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物检测方法的研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（deoxynivalenol,DON）属B型单端孢霉烯族毒素,主要由镰刀菌在侵染小麦等禾谷类作物的过程中产生。DON是目前谷物及其制品中污染最为普遍的一种真菌毒素,具有明显的毒性,食用被其污染的饲料和食物会对动物和人类产生急性或慢性毒性作用。因此,为了保护消费者健康并最大限度减少经济损失,迫切需要建立高效、简单、快速的检测技术以实现对DON及其衍生物的有效监测。本文对DON及其衍生物常见的定性定量检测方法进行了系统阐述,并对新兴检测技术的创新点及其潜在应用价值进行了讨论分析,以期为DON及其衍生物检测方法的科学选择提供参考。     

婴幼儿谷类辅助食品加工工艺对其脱氧雪腐镰刀菌烯醇及衍生物影响

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)是由镰刀菌在侵染小麦等禾谷类作物过程中产生的一种有毒次级代谢产物,主要污染小麦、大麦、燕麦、黑麦和玉米等谷物。DON在植物和微生物作用下会转化形成各种衍生物,且这些衍生物可与DON原型同时存在,增加了谷物及其相关制品的安全风险。谷类辅食是婴幼儿膳食中的重要组成部分,且婴幼儿对毒素的敏感性更强,应严格限制DON及其衍生物在谷类辅食中被检出。已有研究表明谷物类食品的制作加工方式会对DON及其衍生物的含量水平产生影响,但专门针对婴幼儿消费人群的谷类辅助食品的加工过程如何影响DON及其衍生物水平还鲜有报道。目前婴幼儿谷类辅助食品中DON及其衍生物含量存在超标问题,严重影响婴幼儿这类特殊人群的生长发育和健康。本文从婴幼儿谷类辅食中DON及其衍生物的污染状况及其在加工过程中的含量变化等方面进行较为详细的阐述,以期为婴幼儿谷类辅食中DON的风险评估及防控策略的制定提供有利参考。     

谷物及其制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇及其衍生物的检测及污染规律分析

采用高效液相色谱-质谱联用技术建立测定小麦粉、挂面、玉米糁、大米等谷物及其制品中脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷(deoxynivalenol-3-glucoside,D3G)、3-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol,3ADON)及15-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-acetyldeoxynivalenol,15ADON)的检测方法,并对各种粮食中的污染情况进行调查。样品采用乙腈提取,正己烷除脂和固相萃取柱净化后,采用高效液相色谱-串联质谱检测,外标法定量。方法均经过优化和验证,满足谷物及其制品的检测要求。分析96份谷物及其制品中4种真菌毒素的污染规律,结果表明,15ADON无检出,只有1个样品检出3ADON,DON和D3G均有不同程度的检出,DON检出率大于D3G,其中在挂面中的含量最高。D3G与DON的含量呈正相关,D3G/DON在30%左右,且不同谷物种类主要污染的毒素种类均以DON为主,其中挂面的污染最为严重。     

2019年中国四省小麦中12种真菌毒素污染情况调查

目的 调查分析2019年中国4个小麦主产省生产的小麦中12种真菌毒素的污染情况。方法 从河南、河北、安徽和山东4省采集2019年产小麦样品289份,采用高效液相色谱-串联质谱法测定8种镰刀菌毒素和4种黄曲霉毒素共计12种真菌毒素含量,并对其进行分析。结果 脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是小麦样品中污染的主要真菌毒素,其污染率与平均污染水平分别为95.5% (276/289)和135.9 μg/kg;DON 的乙酰化衍生物15-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-Ac-DON)和3-乙酰基-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-Ac-DON)的污染率和平均污染水平分别为37.4% (108/289)、4.4 μg/kg和36.7% (106/289)、5.2 μg/kg;4种黄曲霉毒素和其他5种镰刀菌毒素污染率和平均污染水平均较低。4省小麦中12种真菌毒素污染情况差异不显著。289份小麦样品中,59.9%(173/289)的样品被2种或2种以上真菌毒素协同污染,其中DON及其衍生物15-Ac-DON和/或3-Ac-DON为常见协同污染毒素组合。结论 DON是我国小麦中污染的主要真菌毒素,且存在与其衍生物3-Ac-DON 和/或15-Ac-DON的协同污染,黄曲霉毒素及其他镰刀菌毒素污染水平较低。建议对我国小麦中以DON及其衍生物为主的镰刀菌毒素污染水平进行持续监测。     

中国谷物真菌毒素污染研究现状

谷物易受多种真菌毒素污染且消费量巨大，是人畜真菌毒素的主要摄入来源。本文统计了2009年至今关于我国谷物中真菌毒素污染的研究报道，发现国内的研究大多集中在水稻、小麦和玉米，而杂粮作物少之又少。其中，水稻受真菌毒素污染情况较轻；小麦主要受镰刀菌毒素污染，尤其是脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮；玉米则易感染多种真菌毒素。此外，小杂粮薏米、燕麦、谷子和高粱也有不同程度的污染。为明确谷物质量安全隐患，有效缓解谷物中真菌毒素的污染，我们应进一步加强对重要杂粮作物中真菌毒素的监管力度，建立更全面的真菌毒素筛查方法，建设真菌毒素防控标准化体系，强化农民对真菌毒素防控的意识与技术。     

Fusarium DNA traceability along the bread production chain

Wheat grain contamination with toxigenic Fusarium spp. is of great economic concern to cereal producers and to the grain processing industry and is of great relevance for the quality and safety of the final products. In particular, the bread production chain can potentially be a vehicle for mycotoxin ingestion above the tolerable total daily intake. A quantitative polymerase chain reaction‐based analytical approach has been developed as a possible tool to estimate and control the risk of mycotoxins, particularly deoxynivalenol (DON). This DNA‐based analytical method has been applied to detect and quantify contamination levels of Fusarium graminearum and Fusarium culmorum in naturally infected wheat grain samples. The persistence of Fusarium contamination was also detected along the bread production chain in wholemeal, flour and bread. A significant correlation was found between Fusarium DNA and DON concentration in all samples.     

谷物中DON、ZEA毒素的净化、检测、 毒性与生物脱毒技术的研究

禾谷镰刀菌在侵染谷物过程中所产生的次生代谢产物——单端孢霉烯族毒素[脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)、雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol, NIV)]以及玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEA)是世界上粮食安全的一个重大问题。毒素经固液萃取技术提取后, 需要通过净化处理才能进行检测与分析。目前有多种净化技术用于毒素的净化, 如免疫亲和柱、多功能净化柱等固相萃取柱等, 以及广泛使用且简便经济的QuEChERS前处理技术。本文还介绍了禾谷镰刀菌毒素中DON、ZEA的检测方法、产毒条件、毒性以及生物脱毒技术等方面的研究进展, 旨在开发与应用更安全、高效、经济的生物脱毒技术进行毒素的防御与去除, 以提供安全、优质的粮食与食品。     

粮食中脱氧雪腐镰刀菌烯醇风险预警研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇是小麦和玉米等粮食中常见的真菌毒素,受污染的粮食会严重影响人和动物健康,控制粮食产前镰刀菌感染和脱氧雪腐镰刀菌烯醇的积累是保障粮油食品安全的重要环节。当前,世界各国都十分重视粮食真菌毒素污染风险预警工作,粮食产前脱氧雪腐镰刀菌烯醇的污染预警研究近年来发展迅速,在脱氧雪腐镰刀菌烯醇积累的田间影响因素研究和建立产前风险预警模型中,都取得了一定进展。本文综述了脱氧雪腐镰刀菌烯醇风险预警的最新研究成果,旨在总结和整合现有的研究方法和成果,为开展我国粮食真菌毒素早期预警提供参考。     

镰孢菌毒素的主要类型及其收获前后的生物防控方法

镰孢菌毒素是镰孢菌属真菌产生的多种有毒性的次级代谢产物的总称,在自然界中分布极为广泛,是常见的污染粮食和饲料的真菌毒素种类,严重威胁人畜健康。近年来镰孢菌毒素污染粮食和饲料的问题日益严重,已成为普遍关注的食品安全和饲料安全热点问题之一。由于农产品收获后的物理、化学的脱毒方法存在着脱毒不彻底、营养成分流失和化学试剂残留对人畜健康的不确定性等问题;因此以生物技术为基础的综合防控镰孢菌及其毒素危害的方法成为了近年来的研究热点之一。本文将重点介绍镰孢菌毒素的主要类型及其对动植物的危害,阐述农产品收获前后生物防治镰孢菌及其毒素危害的方法,并探讨各种防控方法的优缺点以及未来可能的研究方向,以期为镰孢菌毒素综合防控策略的制定提供参考。     

小麦赤霉病源呕吐毒素的合成、检测及防控

赤霉病是主要由禾谷镰刀菌侵染小麦、大麦和其他小谷类作物而造成作物减产的世界性病害。小麦赤霉病发病需要高温和高湿的环境条件,感染程度及发病范围主要由寄主自身的抗性决定,对粮食产业以及人类健康的危害主要来源于籽粒中积累的呕吐毒素(deoxynivalenol, DON)。赤霉病需要多层次、全流程的防治,而降低DON毒素的危害是防治赤霉病需要重点突破的环节。本文概述了DON的合成过程、致病机制、检测方法和脱毒策略,并提出防治赤霉病的思路,重点挖掘与DON毒素诱导、运输和转化相关的基因资源,为通过生物育种途径培育DON低积累小麦品种、减少DON危害提供参考。     

A Review on Mycotoxins in Food and Feed: Malaysia Case Study

Fungi are distributed worldwide and can be found in various foods and feedstuffs from almost every part of the world. Mycotoxins are secondary metabolites produced by some fungal species and may impose food safety risks to human health. Among all mycotoxins, aflatoxins (AFs), ochratoxin A (OTA), trichothecenes, deoxynivalenol (DON and T‐2 toxin), zearalenone (ZEN), and fumonisins (FMN) have received much attention due to high frequency and severe health effects in humans and animals. Malaysia has heavy rainfall throughout the year, high temperatures (28 to 31 °C), and high relative humidity (70% to 80% during wet seasons). Stored crops under such conditions can easily be contaminated by mycotoxin‐producing fungi. The most important mycotoxins in Malaysian foods are AFs, OTA, DON, ZEN, and FMN that can be found in peanuts, cereal grains, cocoa beans, and spices. AFs have been reported to occur in several cereal grains, feeds, nuts, and nut products consumed in Malaysia. Spices, oilseeds, milk, eggs, and herbal medicines have been reported to be contaminated with AFs (lower than the Malaysian acceptable level of 35 ng/g for total AFs). OTA, a possible human carcinogen, was reported in cereal grains, nuts, and spices in Malaysian market. ZEN was detected in Malaysian rice, oat, barley, maize meal, and wheat at different levels. DON contamination, although at low levels, was reported in rice, maize, barley, oat, wheat, and wheat‐based products in Malaysia. FMN was reported in feed and some cereal grains consumed in Malaysia. Since some food commodities are more susceptible than others to fungal growth and mycotoxin contamination, more stringent prevention and control methods are required.     

小麦储藏过程中真菌毒素变化趋势及预警技术研究进展

小麦在不良储藏环境下极易发热霉变产生真菌毒素,严重影响其质量安全和食用品质,监控和预防小麦储藏过程中真菌毒素污染是国内外的研究热点。简述了小麦中真菌毒素污染现状,分析了水分、环境温湿度、储藏方式、原始带菌量对储藏小麦真菌毒素产生的影响,并简述了小麦储藏过程真菌毒素预警技术的原理与研究现状,以期为小麦储藏过程中真菌毒素的污染监控与预防提供参考。     

Analysis of deoxynivalenol and deoxynivalenol-3-glucosides content in Canadian spring wheat cultivars inoculated with Fusarium graminearum

Contamination of wheat grains with Fusarium mycotoxins and their modified forms is an important issue in wheat industry. The objective of this study was to analyse the deoxynivalenol (DON) and deoxynivalenol-3-glucosides (D3G) content in Canadian spring wheat cultivars grown in two locations, inoculated with a mixture of 3-acetyldeoxynivalenol (3-ADON)-producing Fusarium graminearum strains and a mixture of 15-acetlyldeoxynivalenol (15-ADON)-producing F. graminearum strains. According to the analysis of variance, significant differences were observed among the cultivars for Fusarium head blight (FHB) disease index, Fusarium-damaged kernel percentage (%FDK), DON content and D3G content. When the effect of chemotype was considered, significant differences were observed for FHB disease index, FDK percentage and DON content. The D3G content and D3G/DON ratio were not significantly different between the chemotypes, except for D3G content at the Winnipeg location. The Pearson correlation coefficient between DON and D3G was 0.84 and 0.77 at Winnipeg and Carman respectively. The highest D3G/DON ratio was observed in cultivars Carberry (44%) in Carman and CDC Kernen (63.8%) in Winnipeg. The susceptible cultivars showed lower D3G/DON ratio compared with the cultivars rated as moderately resistant and intermediate. The current study indicated that Canadian spring cultivars produce D3G upon Fusarium infection.     

呕吐毒素(DON)生物合成和降解研究进展

呕吐毒素(Vomitoxin),即脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON),是镰刀菌产生的次生代谢物质,是污染粮食的主要真菌毒素.随着我国灾害气候的频频发生,DON的污染程度呈现加剧趋势,因此DON污染的控制迫在眉睫.本文阐述了DON的物理化学特性,结合化学结构和基因遗传分析了DON的生物合成途径,并综述了微生物对DON的生物降解研究,推测了DON可能的作用位点、降解途径及降解产物,以此启发利用生物技术,探求安全、高效,低成本的DON生物降解途径,确保粮食和食品安全、保护消费者健康.