梁小玲 劉嘉穎 羅卓成 周建湘
黃曲霉及其危害
黃曲霉(Aspergillusflavus)是一種常見的腐生真菌,屬于絲狀真菌曲霉屬。曲霉屬真菌的孢子能導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,呼吸道曲霉病被認為是鳥類致病和死亡的主要原因,煙曲霉(A.fumigatus)是導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。黃曲霉也是導致鳥類和人類過敏性、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濟作物(如玉米,花生等農作物),分泌的次級代謝物黃曲霉毒素(Aflatoxins,AF)為一類結構相似的聚酮化合物,其中AFB1是目前為止發(fā)現致癌能力最強的自然化合物。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象,本文對生物防控黃曲霉的研究現狀進行了綜述。
細菌類生防劑
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)為黃曲霉生長拮抗菌,細菌去菌體培養(yǎng)液(cell-freeculturefiltrate,CCF)經稀釋至濃度為10%仍能抑制黃曲霉的孢子萌發(fā)及生長,CCF具有廣泛的溫度和pH適應性,在pH2-12范圍內處理24h或者經100°C處理30min仍能保持抑菌活性?;钚晕镔|經純化鑒定為一種類芽孢菌霉素的物質,在濃度為200μg/g時就能完全抑制花生中黃曲霉生長。
乳酸菌(Lactobacillusspp)。乳酸菌屬很多菌株,如L.rhamnosus、L.curvatus等有報道抑制黃曲霉生長或降解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為delta-dodecalactone。
其他細菌。報道一株伯克霍爾德菌(Burkholderiacepacia)發(fā)酵液經提取純化得到一種環(huán)二肽對黃曲霉、立枯絲核菌等病原菌具有較強抑制作用。產堿桿菌(Alcaligenesfeacalis)能產生一種含鐵化合物對黃曲霉,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對黃曲霉等多種真菌的生長有拮抗作用,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,體外實驗表明這4種物質都能對黃曲霉、赭曲霉、黑曲霉、煙曲霉的生長有強烈的抑制作用,其中TetramycinsA對黃曲霉的拮抗作用最強,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
酵母是一類單細胞真菌的統(tǒng)稱,有實驗表明釀酒酵母(Saccharomycescerevisiae)、畢赤酵母(Pichiaanomala)、梅奇酵母(Metschnikowiapulcherrima)等酵母菌能抑制黃曲霉的生長和AFB1的產生。Niknejad等研究了一株念珠菌(Candidaparapsilosis)對黃曲霉等9株曲霉屬真菌生長和產毒的抑制能力,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),經不同培養(yǎng)時間(24h、48h)觀察抑菌效果,發(fā)現溫度和培養(yǎng)時間對C.parapsilosis抑菌效果有明顯影響,而pH對抑菌效果基本沒有影響,產毒黃曲霉菌株與C.parapsilosis共培養(yǎng)發(fā)現對AFB1的抑制率達到92.98%以上。
植物提取物
植物提取液作為抑制黃曲霉生長的研究,根據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、有機酸類、酚類、萜類、黃酮類、生物堿類等。對菖蒲(AcoruscalamusL.)香精油的研究發(fā)現,在0.4μl/ml時能完全抑制黃曲霉的生長,在0.25μl/ml時就能完全抑制產毒黃曲霉菌株產生毒素,并且對16株常見的食物寄生真菌的最低抗菌濃度為0.5μl/ml。作者通過GC-MS分析,其主成分為β-細辛腦(β-asarone,72.7%)、丁子香酚(eugenol,5.66%)、水菖蒲烯(calarene,4.14%)。同時對香精油的動物毒性和植物毒性進行了研究,認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、對環(huán)境適應能力強,因此致病性真菌對人類和動植物有著更巨大的生存威脅。隨著人類的活動能力提升,不僅加速了病原真菌的傳播,也影響這真菌的一些關鍵特征,真菌進行遺傳重組,雜交和水平基因轉移等,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有一定的研究進展,然而未來我們在生物技術上還需做出很大的努力才能使生物農藥取代化學藥劑。即便是成功的找到一種適當的而且高效的生物體、生物產物,并且詳細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農藥將任重而道遠。
(作者單位:廣東福壽仙生物科技有限公司)