梁小玲 劉嘉穎 羅卓成 周建湘
黃曲霉及其危害
黃曲霉(Aspergillusflavus)是一種常見(jiàn)的腐生真菌,屬于絲狀真菌曲霉屬。曲霉屬真菌的孢子能導(dǎo)致人類的呼吸道疾病,包括支氣管曲霉病、曲霉腫和侵襲性曲霉病,呼吸道曲霉病被認(rèn)為是鳥類致病和死亡的主要原因,煙曲霉(A.fumigatus)是導(dǎo)致這種病的主要病原菌,黃曲霉緊隨其次。與煙曲霉相比,黃曲霉孢子體積更大,更容易在上呼吸道沉積,毒力更大。黃曲霉也是導(dǎo)致鳥類和人類過(guò)敏性、侵染性、定殖性真菌病的第二大病原菌。更重要的是黃曲霉能感染重要經(jīng)濟(jì)作物(如玉米,花生等農(nóng)作物),分泌的次級(jí)代謝物黃曲霉毒素(Aflatoxins,AF)為一類結(jié)構(gòu)相似的聚酮化合物,其中AFB1是目前為止發(fā)現(xiàn)致癌能力最強(qiáng)的自然化合物。生物防控黃曲霉是可行的從源頭控制黃曲霉的方法之一,主要有篩選抗黃曲霉的微生物或其代謝物、選用抗真菌的植物作為研究對(duì)象,本文對(duì)生物防控黃曲霉的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。
細(xì)菌類生防劑
芽孢桿菌(Bacillusspp)。從油菜田分離到一株枯草芽孢桿菌B-FS06(B.subtilisB-FS06)為黃曲霉生長(zhǎng)拮抗菌,細(xì)菌去菌體培養(yǎng)液(cell-freeculturefiltrate,CCF)經(jīng)稀釋至濃度為10%仍能抑制黃曲霉的孢子萌發(fā)及生長(zhǎng),CCF具有廣泛的溫度和pH適應(yīng)性,在pH2-12范圍內(nèi)處理24h或者經(jīng)100°C處理30min仍能保持抑菌活性。活性物質(zhì)經(jīng)純化鑒定為一種類芽孢菌霉素的物質(zhì),在濃度為200μg/g時(shí)就能完全抑制花生中黃曲霉生長(zhǎng)。
乳酸菌(Lactobacillusspp)。乳酸菌屬很多菌株,如L.rhamnosus、L.curvatus等有報(bào)道抑制黃曲霉生長(zhǎng)或降解AF的作用。從泡菜中分離出一株植物乳桿菌(L.plantarumAF1),并通過(guò)固相萃取和制備HPLC循環(huán)純化,用GC-MS鑒定了它分泌的一種抗真菌物質(zhì)為delta-dodecalactone。
其他細(xì)菌。報(bào)道一株伯克霍爾德菌(Burkholderiacepacia)發(fā)酵液經(jīng)提取純化得到一種環(huán)二肽對(duì)黃曲霉、立枯絲核菌等病原菌具有較強(qiáng)抑制作用。產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenesfeacalis)能產(chǎn)生一種含鐵化合物對(duì)黃曲霉,黑曲霉等植物病原菌有很好的抑制活性。
放線菌。從泰山土壤分離得到一株放線菌BS-112對(duì)黃曲霉等多種真菌的生長(zhǎng)有拮抗作用,鑒定為吸水鏈霉菌(Streptomyceshygroscopicus)。從菌株培養(yǎng)液中分離出4種抗真菌組分,分別鑒定為TetramycinsA和B、TetrinsA和B,體外實(shí)驗(yàn)表明這4種物質(zhì)都能對(duì)黃曲霉、赭曲霉、黑曲霉、煙曲霉的生長(zhǎng)有強(qiáng)烈的抑制作用,其中TetramycinsA對(duì)黃曲霉的拮抗作用最強(qiáng),最低抑菌濃度和最低殺菌濃度分別為1.56μg/mL和3.13μg/mL。
真菌類生防劑
酵母是一類單細(xì)胞真菌的統(tǒng)稱,有實(shí)驗(yàn)表明釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、畢赤酵母(Pichiaanomala)、梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima)等酵母菌能抑制黃曲霉的生長(zhǎng)和AFB1的產(chǎn)生。Niknejad等研究了一株念珠菌(Candidaparapsilosis)對(duì)黃曲霉等9株曲霉屬真菌生長(zhǎng)和產(chǎn)毒的抑制能力,C.parapsilosis與受試真菌在不同溫度(25°C、30°C、35°C),pH(6.5、7.4、8.0)條件下共培養(yǎng),經(jīng)不同培養(yǎng)時(shí)間(24h、48h)觀察抑菌效果,發(fā)現(xiàn)溫度和培養(yǎng)時(shí)間對(duì)C.parapsilosis抑菌效果有明顯影響,而pH對(duì)抑菌效果基本沒(méi)有影響,產(chǎn)毒黃曲霉菌株與C.parapsilosis共培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)對(duì)AFB1的抑制率達(dá)到92.98%以上。
植物提取物
植物提取液作為抑制黃曲霉生長(zhǎng)的研究,根據(jù)其有效成分大致可分為:香精油(揮發(fā)油)類,香豆素類、醌類、皂苷類、有機(jī)酸類、酚類、萜類、黃酮類、生物堿類等。對(duì)菖蒲(AcoruscalamusL.)香精油的研究發(fā)現(xiàn),在0.4μl/ml時(shí)能完全抑制黃曲霉的生長(zhǎng),在0.25μl/ml時(shí)就能完全抑制產(chǎn)毒黃曲霉菌株產(chǎn)生毒素,并且對(duì)16株常見(jiàn)的食物寄生真菌的最低抗菌濃度為0.5μl/ml。作者通過(guò)GC-MS分析,其主成分為β-細(xì)辛腦(β-asarone,72.7%)、丁子香酚(eugenol,5.66%)、水菖蒲烯(calarene,4.14%)。同時(shí)對(duì)香精油的動(dòng)物毒性和植物毒性進(jìn)行了研究,認(rèn)為能作為一種安全的具有廣譜抑菌活性的食物添加劑。
展望
真菌由于生殖能力強(qiáng)、對(duì)環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng),因此致病性真菌對(duì)人類和動(dòng)植物有著更巨大的生存威脅。隨著人類的活動(dòng)能力提升,不僅加速了病原真菌的傳播,也影響這真菌的一些關(guān)鍵特征,真菌進(jìn)行遺傳重組,雜交和水平基因轉(zhuǎn)移等,這些都是很大的潛在威脅。
目前為止,雖然在生物防控黃曲霉生長(zhǎng)有一定的研究進(jìn)展,然而未來(lái)我們?cè)谏锛夹g(shù)上還需做出很大的努力才能使生物農(nóng)藥取代化學(xué)藥劑。即便是成功的找到一種適當(dāng)?shù)亩腋咝У纳矬w、生物產(chǎn)物,并且詳細(xì)的研究了它的分子功能和作用方式,成功的將其發(fā)展為商業(yè)的生防劑以取代化學(xué)農(nóng)藥將任重而道遠(yuǎn)。
(作者單位:廣東福壽仙生物科技有限公司)