抗霉菌药

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芽孢杆菌霉菌毒素的克星 [复制链接]

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霉菌毒素是某些霉菌在禾谷类植物生长繁殖过程中产生的低分子量的次生代谢产物。迄今为止,已鉴定和报告的霉菌毒素多达种。动物一旦摄食霉菌毒素超标的饲料,将会对其造成不同程度的伤害,包括肝脏和肾脏毒性、致癌性、致畸性、致突变和免疫抑制等,这统称为霉菌毒素中毒。

《饲料卫生标准》中常见真菌毒素的标准限量规定(GB-)

芽孢杆菌生物脱酶

利用微生物或其产生的酶将霉菌毒素降解为无毒产物的生物脱毒法,因其效率高、无残留、成本低廉和操作简便等优点,是目前研究的热点。而芽孢菌在其中更是起到了举足轻重的作用,那么芽孢菌到底如何“征风召雨”对付霉菌毒素的呢?

抑制霉菌生长减少毒素产生

利用微生物之间的竞争作用,筛选具有抑制霉菌生长的芽孢菌,通过与产毒菌争夺营养物质和空间等作用来抑制其生长,从而降低毒素的产生。

枯草芽孢杆菌NF能显著抑制黄曲霉和寄生曲霉的生长和产毒;芽孢杆菌产抗菌脂肽bacillomycinD对黄曲霉菌丝生长和孢子萌发都具有明显的抑制作用;短小芽孢杆菌产生的抗真菌代谢产物可抑制多种黄曲霉菌、青霉菌和禾谷镰刀菌的菌丝生长,从而抑制AFB1、环磷酰胺、OTA和棒曲霉毒素的产生;枯草芽孢杆菌CW14对OTA的产生菌赭曲霉3.和炭疽曲霉的生长抑制率分别为33.0%和33.3%。

生物吸附脱毒

微生物菌体或产物与毒素结合形成吸附复合物,再由过滤等方式除去,以达到脱毒的目的。

一些革兰氏阳性菌,如芽孢杆菌属、乳酸杆菌属等具有吸附OTA的能力,与其细胞壁的物理和化学特性有关,即细胞壁的化学成分、肽聚糖的厚度、没有外膜屏障的环境条件,都有助于OTA的吸附。枯草杆菌的肽聚糖可以吸附FB;肽聚糖中N-乙酰壁酸链之间肽桥的特定氨基酸序列对OTA的吸附效率尤为重要;此外,环境条件如pH值也可能影响细菌对OTA的吸附,如在pH3-7范围内,枯草芽孢杆菌对OTA的吸附活性随着外部pH值的降低而增加,℃下处理15分钟的枯草芽孢杆菌细胞显示出比未处理的枯草芽孢杆菌细胞对OTA更高的吸附活性。基于以上结果,研究者推测热处理细胞对OTA的高吸附活性可能是热暴露细胞膜和热处理枯草芽孢杆菌后肽聚糖部分分解而产生新的OTA结合位点的结果。

代谢产物降解毒素

生物解毒是指霉菌毒素降解或酶促转化为毒性较小的化合物,包括乙酰化、糖基化、环裂解、水解、脱氨基和脱羧等。牛胰腺羧肽酶A(CPA)是发现的第一个水解OTA与L-β-苯丙氨酸和赭曲霉毒素α(OTα)酰胺键的酶。

一株沙氏芽孢杆菌发酵上清液能有效降解溶液中的AFB1,72小时后毒素残留量仅为33.2%;从枯草芽孢杆菌发酵培养物中分离出的几丁质酶和β-葡聚糖酶对霉菌的生长也有显著抑制作用;从肉鸡肠道食糜中筛选出一株具有较高降解ZEN活性的枯草芽孢杆菌ANSB01G,对自然霉变玉米和猪全价配合饲料中ZEN的降解率可分别达到84.58%和83.04%,通过分离纯化发酵上清液,发现这是一种分子量小于44.3kDa的活性蛋白。

利用基因工程手段创新脱毒方法

通过有效的基因修饰手段、转基因技术、敲除产毒基因或阻止产毒基因正常表达等手段培育出不产毒的转基因菌株,是一种非常具有潜力的生物防治途径。

研究发现高亲和力的cAMP磷酸二酯酶H(PdeH)显著影响黄曲霉的生长、发育和AFB1的生物合成;AfRafA和AfStuA是影响分生孢子和菌核的发育、植物种子定植、AFB1基因簇表达和毒素合成所必需的转录因子,其可作为植物育种或开发杀菌剂的潜在新靶点;赖氨酸琥珀酰化在调节黄曲霉代谢和AFB1生物合成中起重要作用,对AFB1合成过程中酶的琥珀酰化位点的修饰将会是脱毒的创新方法。

年4月9日,山东农业大学孔令让团队在Science发表题为“HorizontalgenetransferofFhb7fromfungusunderliesFusariumheadblightresistanceinwheat”的研究论文,成功克隆了来源于长穗偃麦草的抗赤霉病主效基因Fhb7。Fhb7基因编码一种谷胱甘肽S-转移酶(GST),对包括DON在内的很多主要的单端孢霉烯族毒素,如T2、HT-2等都具有广谱的解毒功能。

微生物脱毒技术的发展,一方面促使我们挖掘更优质、高效的益生菌得以利用,另一方面要加快技术创新的脚步,为农业和养殖业谋福利。

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