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研究首次分離鑒定DON脫環氧代謝菌2018-02-09

脫氧雪腐鐮刀菌烯醇,簡稱DON,俗稱嘔吐毒素,是由禾谷鐮刀菌等真菌產生的次生代謝產物,廣泛污染玉米、小麥等糧食作物和飼料原料。近年來,多項飼料和飼料原料中霉菌毒素含量抽樣調查中,DON的檢出率均在95%以上,平均含量也遠遠超過我國DON的限量標準(1.0 mg/kg,國標GB 2761-2011)。

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DON的毒性主要表現為動物急性和慢性中毒。急性中毒的動物主要表現為站立不穩、反應遲鈍、食欲下降和嘔吐等。慢性中毒主要表現為體重增加減慢、免疫毒性、生殖毒性、致畸和致突變作用等。除了動物的急性和慢性中毒外,DON也可導致人類中毒,如食物中毒性白細胞缺乏癥(ATA)等。

如何減少DON對畜禽和人類的危害,保障畜禽產品安全及人類健康,一直是畜牧獸醫領域的焦點問題。由于物理和化學方法防控霉菌毒素的局限性,畜牧獸醫從業者和領域內科學家普遍認為,探尋霉菌毒素生物防控方法是畜禽健康養殖和畜禽產品安全控制的迫切需要。DON等結構類似霉菌毒素的主要毒性基團是其C12,13位的環氧鍵。篩選鑒定DON脫環氧代謝菌株一直是霉菌毒素生物防控研究領域的熱點和難點。

華南農業大學鄧詣群教授研究團隊,經過多年研究,綜合宏基因組測序等多種手段,多次改良腸道菌群培養方法,國內首次分離鑒定出一株可高效代謝DON的細菌,命名為Eggerthella sp.D II-9。該菌株可將DON轉化為毒性降低至原型1/55的脫環氧產物DOM-1。進一步研究表明該菌株為革蘭氏陽性菌,菌株大小0.2–0.3×0.7–1.0μm。全基因組測序表明該菌株基因組大小為3.79 Mb, GC含量59.49%,預測編碼3358個蛋白質。該菌株環境適應性強,可在20–45℃,pH 5–10的條件下,24h左右,100%將DON代謝為DOM-1。除DON外,Eggerthella sp. D II-9還可代謝與DON結構相似的同族霉菌毒素T-2三醇、T-2四醇和HT-2。

目前,全球范圍內僅成功分離鑒定四株DON脫環氧代謝菌株。本文報道的Eggerthella sp. D II-9具有明顯的高效優勢。早期報道的BBSH797代謝25 μg/ml的DON需2周左右,Bacillus sp.LS100 和SS3代謝100μg/ml DON需要72 h以上,本文報道的Eggerthella sp. D II-9在24 h左右可完全代謝100μg/ml的DON。該菌株在動物飼料和食品加工領域有較好的應用前景,有望應用于DON脫毒代謝工程菌的制備和飼料脫毒等。

化學慧定制合成事業部摘錄

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