基因工程技術(shù)在黃曲霉毒素生物降解中的應(yīng)用

計(jì)成，賈如，趙麗紅

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基因工程技術(shù)在黃曲霉毒素生物降解中的應(yīng)用

計(jì)成1，賈如2，趙麗紅1

（1中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院/動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，太原 030006）

黃曲霉毒素具有強(qiáng)致癌性、致突變性和致畸性，影響動(dòng)物生產(chǎn)性能，降低飼料轉(zhuǎn)化效率，減少產(chǎn)肉量、產(chǎn)蛋量和產(chǎn)奶量，增加動(dòng)物發(fā)病率和死亡率，給畜牧業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。另外，黃曲霉毒素通過肉、蛋、奶食物鏈傳遞給人類，嚴(yán)重威脅人類健康。因此，黃曲霉毒素的防控已經(jīng)成為全球性高度關(guān)注的問題。目前，飼料中黃曲霉毒素的脫毒方法主要采用物理吸附，如蒙脫石、活性炭、酵母細(xì)胞壁等，但物理吸附僅是吸附了黃曲霉毒素，并不能減少毒素的量，最終飼料中被吸附的毒素在體內(nèi)解吸附后排出體外，可造成環(huán)境的二次污染。另外吸附劑效果不穩(wěn)定，可能會(huì)吸附飼料中的維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，造成飼料品質(zhì)下降。其中，生物降解法具有解毒徹底、專一性強(qiáng)，不影響飼料的營養(yǎng)價(jià)值且能夠避免毒素的重新產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)，從而備受研究者的關(guān)注。目前，有越來越多的研究報(bào)道了真菌、細(xì)菌及其代謝產(chǎn)生的酶能夠降解黃曲霉毒素，而鮮有關(guān)于降解黃曲霉毒素重組酶的報(bào)道?；蚬こ碳夹g(shù)在黃曲霉毒素生物降解中的運(yùn)用，可采用現(xiàn)代分子生物學(xué)的方法，從復(fù)合解毒酶中分離純化出特定的蛋白。但因微生物降解酶分離純化過程復(fù)雜、酶活不穩(wěn)定、酶作用條件苛刻，較難用于實(shí)際生產(chǎn)。因此，人們利用基因工程手段將活性高的解毒酶基因進(jìn)行基因克隆，實(shí)現(xiàn)降解酶基因在原核或真核工程菌種的異源高效表達(dá)，為酶制劑在降解霉菌毒素的實(shí)際生產(chǎn)中作用研究奠定了理論基礎(chǔ)。文章就基因工程技術(shù)在黃曲霉毒素降解中的運(yùn)用研究進(jìn)展及未來發(fā)展方向進(jìn)行綜述，為飼料和食品中霉菌毒素生物降解酶的運(yùn)用提供理論基礎(chǔ)和實(shí)踐依據(jù)。

黃曲霉毒素; 生物降解; 基因工程; 酶

黃曲霉毒素（aflatoxin AF）是一類主要由曲霉屬的真菌，如黃曲霉（）、寄生曲霉（）產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物，具有強(qiáng)的毒性、致癌性和誘變性[1]。黃曲霉毒素影響動(dòng)物生產(chǎn)性能，降低飼料轉(zhuǎn)化效率，減少產(chǎn)肉量、產(chǎn)蛋量和產(chǎn)奶量，增加動(dòng)物發(fā)病率和死亡率，給畜牧業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。早在1960年，英國僅在數(shù)個(gè)月內(nèi)，相繼死了10多萬只火雞，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失，事后推斷是由于動(dòng)物食用了霉變的巴西花生粕[2-3]，而其中就含有足以致雞只死亡劑量的黃曲霉毒素。該毒素每年對(duì)亞洲養(yǎng)豬業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)損失可能高達(dá)11億[4]。黃曲霉毒素廣泛存在于食品和飼料原料中，如花生、玉米、DDGS、青貯、油籽、牛奶、奶酪和果汁中等[5]。BINDER等[5]對(duì)在世界范圍內(nèi)收集到的2 798份飼料及飼料原料樣品測定霉菌毒素含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)亞洲和太平洋地區(qū)飼料及原料受黃曲霉毒素污染嚴(yán)重，超標(biāo)率高達(dá)30.0%。RODRIGUES和NAEHRER[6]于2009—2011年檢測了世界范圍內(nèi)共7 049份飼料和飼料原料，其中黃曲霉毒素陽性樣品檢出率為33%，陽性樣品中黃曲霉毒素平均含量為63 μg·kg-1，其最高含量為6 105 μg·kg-1。劉鳳芝等[7]對(duì)中國地區(qū)飼料原料和飼料中黃曲霉毒素污染情況的調(diào)查結(jié)果顯示，黃曲霉毒素污染主要存在于玉米、玉米副產(chǎn)物和蛋白原料中，檢出率分別為95.13%、84.50%和86.11%。因此，尋求一種能夠有效地控制和減少糧食以及飼料中黃曲霉毒素的方法成為當(dāng)務(wù)之急。

目前，飼料中黃曲霉毒素的脫毒方法主要采用物理吸附，如蒙脫石、活性炭、酵母細(xì)胞壁等，但物理吸附僅是吸附了黃曲霉毒素，并不能減少毒素的量，最終飼料中被吸附的毒素在體內(nèi)解吸附后排出體外，可造成環(huán)境的二次污染[8-10]。另外吸附劑效果不穩(wěn)定，可能會(huì)吸附飼料中的維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，造成飼料品質(zhì)下降[11]。當(dāng)前，利用微生物降解黃曲霉毒素由于具有安全環(huán)保、解毒徹底、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而備受研究者的關(guān)注[12-14]。近年來人們發(fā)現(xiàn)許多微生物，如枯草芽孢桿菌（）、黑曲霉（）、糙皮側(cè)耳（）以及紅串紅球菌（）等具有降解AF的作用[15-16]。然而，通過微生物的篩選，雖然可以得到降解黃曲霉毒素的特效菌株，但是往往其降解毒素的能力不強(qiáng)[14,17]?；蚬こ碳夹g(shù)可以將活性高的解毒酶基因進(jìn)行克隆并在原核或真核工程菌中實(shí)現(xiàn)高效表達(dá)。因此，利用基因工程技術(shù)，是未來生物降解黃曲霉毒素的發(fā)展趨勢。

1 基因工程技術(shù)在黃曲霉毒素生物降解中的研究進(jìn)展

基因工程技術(shù)在黃曲霉毒素生物降解中的運(yùn)用，可采用現(xiàn)代分子生物學(xué)的方法，從復(fù)合解毒酶中分離純化出特定的蛋白。但因微生物降解酶分離純化過程復(fù)雜、酶活不穩(wěn)定、酶作用條件苛刻，較難用于實(shí)際生產(chǎn)[18]。因此，人們利用基因工程手段將活性高的解毒酶基因進(jìn)行基因克隆，實(shí)現(xiàn)降解酶基因在原核或真核工程菌種的異源高效表達(dá)，為研究酶制劑在降解霉菌毒素實(shí)際生產(chǎn)中的作用奠定了理論基礎(chǔ)。

1.1 酶蛋白的分離純化

蛋白質(zhì)是一種廣泛存在的生物大分子物質(zhì)，由氨基酸通過肽鍵組成多肽鏈后，經(jīng)過盤曲折疊形成的具有特定立體結(jié)構(gòu)的、有活性的物質(zhì)。蛋白質(zhì)離開其天然環(huán)境后極不穩(wěn)定，每種蛋白質(zhì)的提取純化都需要有特定的條件。若不能滿足條件，蛋白質(zhì)便不能表現(xiàn)出其生物活性。因此在蛋白質(zhì)的特性研究中，確定特定的提取和純化方法具有重要的意義[19]。酶的分離純化主要包括2個(gè)步驟：抽提和純化。在分離純化過程中都必須檢測酶的活性，以確定酶的純化程度和回收率。酶的分離方法主要有：硫酸銨沉淀法、有機(jī)溶劑提取法（甲醇、乙醇和異丙酮等）、聚合物絮凝劑沉淀法、金屬離子和絡(luò)合物沉淀法等[20]。一般采用的是前兩種方法。酶的純化方法主要有：超濾、透析、親和層析、凝膠層析、離子交換層析和高效液相色譜法等[21]。為了達(dá)到良好的分離純化效果，通常幾種方法結(jié)合使用。

近年來，國內(nèi)外研究學(xué)者報(bào)道了微生物能夠產(chǎn)生降解黃曲霉毒素的酶。從微生物分泌的復(fù)合酶中分離純化出具有特定降解活性的未知蛋白，需要對(duì)這株菌的生理特性和代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生規(guī)律有一定的研究，因此必須針對(duì)特定的微生物研究特定酶的制備和蛋白純化方法。目前已知的對(duì)黃曲霉毒素具有降解活性的真菌酶主要有漆酶和氧化酶[22-24]。例如：MOTOMURA等[22]采用硫酸銨沉淀、透析DEAE瓊脂糖凝膠和苯基瓊脂糖凝膠層析，從食用菌糙皮側(cè)耳（，又稱平菇）的發(fā)酵上清液中分離純化出分子量為90 kD的胞外酶，鑒定為漆酶[23]。該酶在pH 4—5、溫度25℃時(shí)，降解黃曲霉毒素B1（AFB1）的活性最高，熒光光譜和TLC檢測結(jié)果表明此酶可以斷裂降解黃曲霉毒素B1的內(nèi)酯環(huán)。YEHIA[24]用硫酸銨沉淀后，采用DEAE瓊脂糖凝膠層析和Sephadex G-100分子篩從糙皮側(cè)耳中分離純化出分子量約為42 kD的錳過氧化物酶（Manganese peroxidase，MnP），酶活為81 U·mL-1，比活78 U·mg-1，該酶（1.5 U·mL-1）與AFB1反應(yīng)48 h后，其對(duì)AFB1降解率達(dá)到90%。此外，白腐真菌污色原毛平革菌（）也分泌能有效降解黃曲霉毒素B1的MnP酶，其原理是MnP首先將黃曲霉毒素B1轉(zhuǎn)化成黃曲霉毒素B1-8,9-環(huán)氧化合物，然后黃曲霉毒素B1-8,9-環(huán)氧化合物再水解成為黃曲霉毒素B1-8,9-二氫二醇[25]。真菌分泌的酶中除了漆酶和氧化酶外，劉大嶺課題組采用硫酸銨沉淀法和液相色譜層析法從假蜜環(huán)菌（）菌絲球中分離純化出一種全新的黃曲霉毒素解毒酶，該酶分子質(zhì)量約為51.8 kD，在pH 6.8和溫度35℃時(shí)酶活最大[26-27]。通過進(jìn)一步研究證明ADTZ是一種黃曲霉毒素氧化酶（AFO），高效薄層色譜檢測表明，該酶可將黃曲霉毒素B1分子結(jié)構(gòu)中的雙呋喃環(huán)斷裂[28]，并且該降解過程為氧氣依賴型，可同時(shí)產(chǎn)生過氧化氫且過氧化氫在AFO的脫毒過程中起著重要作用[29]。

除了真菌可分泌降解黃曲霉毒素的漆酶和氧化酶外，研究者對(duì)細(xì)菌分泌的酶對(duì)黃曲霉毒素降解作用也作了一些研究。放線菌目中能夠降解黃曲霉毒素的菌種較多[30]，這可能是因?yàn)镕DR-A酶系廣泛存在于放線菌目微生物中。FDR-A酶系是恥垢分支桿菌（）產(chǎn)生的脫氮黃素輔助因子F420H2依賴的還原酶系，能夠催化黃曲霉毒素分子中α,β-不飽和酯的還原，激活毒素自發(fā)水解生成一種新的降解產(chǎn)物[31]。除了放線菌外，李超波等[32]從金毛羚牛糞便中篩選出施氏假單胞菌（）F4，其降解毒素活性物質(zhì)主要存在于菌體細(xì)胞中，菌體細(xì)胞作用72 h后毒素降解率達(dá)到82.91%。通過進(jìn)一步研究，楊文華等[33]對(duì)F4的產(chǎn)酶條件進(jìn)行優(yōu)化，然后通過55%硫酸銨沉淀、離子交換層析和凝膠過濾層析分離純化出黃曲霉毒素B1降解酶。HPLC對(duì)降解產(chǎn)物分析表明，F(xiàn)4將黃曲霉毒素B1降解為至少2種產(chǎn)物，并用Q-TOF一級(jí)和二級(jí)飛行質(zhì)譜測定分析，得到產(chǎn)物可能的結(jié)構(gòu)式，從而明確了黃曲霉毒素B1的降解途徑[34]。GUAN等[35]從豚鹿糞中初步篩選出一株高效降解黃曲霉毒素的橙紅色粘球菌（）。ZHAO等[36]對(duì)該菌株進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)該菌的降解活性物質(zhì)是一種胞外酶，依次采用乙醇沉淀、陰離子交換層析和分子篩層析后分離純化出黃曲霉毒素B1降解酶的純酶，其分子量約為32 kD，酶活為569.44×103U·mg-1，100 U·mL-1純酶48 h可高效降解黃曲霉毒素B1（85.1%）、G1（96.96%）以及M1（95.80%），酶反應(yīng)最適pH范圍在5.0—7.0間，最適反應(yīng)溫度為30—45℃。采用液質(zhì)聯(lián)用和紅外光譜法分析產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)，推測該酶降解黃曲霉毒素B1的過程是使香豆素環(huán)的芳香內(nèi)酯和甲氧基發(fā)生了改變。

1.2 酶基因的克隆及表達(dá)

基因工程技術(shù)是蛋白質(zhì)工程的基礎(chǔ)，基因重組技術(shù)使從基因水平上改造微生物蛋白質(zhì)成為可能?；蚬こ碳夹g(shù)包括許多步驟，第一步就是目的基因的克隆。一般來說，基因克隆是指將來自不同生物的目的基因從生物體基因組中分離，并與載體DNA連接構(gòu)成新的重組DNA，然后在受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行復(fù)制、擴(kuò)增（也包括目的基因的無細(xì)胞擴(kuò)增PCR）的技術(shù)[37]。cDNA末端快速擴(kuò)增技術(shù)（rapid amplification of cDNA ends，RACE）是在PCR基礎(chǔ)上逐步成熟的一項(xiàng)技術(shù)，以其敏感性高、簡單、快速和廉價(jià)等優(yōu)勢而廣泛應(yīng)用于未知基因全長cDNA的獲得。RACE通過PCR由已知的cDNA部分序列分別設(shè)計(jì)特異性引物，來獲得其完整的5′和3′末端序列，這樣的兩個(gè)反應(yīng)分別被稱作5′-RACE和3′-RACE[38]。

基因工程的核心內(nèi)容是使目的基因在異源宿主中大量表達(dá)產(chǎn)生重組目的蛋白。目的基因的表達(dá)主要涉及三個(gè)要素：用于表達(dá)的合適的DNA序列（目的基因）、基因表達(dá)載體系統(tǒng)和表達(dá)宿主（受體細(xì)胞或受體菌）。原核基因外源表達(dá)是將目的基因片段連接至合適的原核表達(dá)載體后，轉(zhuǎn)化進(jìn)入原核菌體，隨后通過溫度、誘導(dǎo)劑和誘導(dǎo)時(shí)間的控制，誘導(dǎo)其在宿主菌內(nèi)進(jìn)行目標(biāo)蛋白質(zhì)的重組表達(dá)[39]。原核細(xì)胞是目前最為常用的表達(dá)宿主，已廣泛用于各種來源（原核生物、真核生物和病毒等）的目的基因表達(dá)。常見的原核表達(dá)系統(tǒng)有：大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)、芽孢桿菌表達(dá)系統(tǒng)、鏈霉菌表達(dá)系統(tǒng)和藍(lán)藻表達(dá)系統(tǒng)等。其中，大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)是基因表達(dá)技術(shù)中發(fā)展最早，目前應(yīng)用最廣泛的經(jīng)典表達(dá)系統(tǒng)。與其他表達(dá)系統(tǒng)相比，大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)具有遺傳背景清楚、培養(yǎng)方法簡單、培養(yǎng)周期短、抗污染能力強(qiáng)、目的基因表達(dá)水平高等特點(diǎn)。因此，它在基因表達(dá)技術(shù)中占有重要的地位，是分子生物學(xué)研究和生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展進(jìn)程中的重要工具。雖然大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)具有周期短、表達(dá)產(chǎn)量高、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但其不具有真核生物的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制和蛋白加工修飾能力，難以表達(dá)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的蛋白質(zhì)，其產(chǎn)物往往形成包涵體。畢赤酵母表達(dá)系統(tǒng)采用了醇氧化酶（alcohol oxidiase，AOX1）的強(qiáng)啟動(dòng)子，在無其他碳源存在的條件下，能以甲醇為唯一碳源，并且受甲醇唯一調(diào)控。畢赤酵母自身的分泌性蛋白很少，利用酵母的α-信號(hào)肽能將外源蛋白質(zhì)分泌到細(xì)胞外，這些都有利于重組蛋白的下游純化工作[40]。與大腸桿菌相比，酵母是單細(xì)胞真核生物，它既具有原核生物易于培養(yǎng)、繁殖快、成本低、便于基因工程操作等特點(diǎn)，又有比較完備的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制和對(duì)表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行加工及翻譯后修飾的功能。因此，以酵母為宿主建立的基因表達(dá)系統(tǒng)日益受到重視并被廣泛應(yīng)用[41]。

關(guān)于重組酶生物降解黃曲霉毒素的研究非常少。ALBERTS[23]通過基因克隆，將外源白腐真菌（）的漆酶基因?qū)牒谇怪羞M(jìn)行重組表達(dá)，表達(dá)的重組漆酶（118 U/L）對(duì)AFB1的降解率為55%。對(duì)細(xì)菌降解酶基因克隆僅見有假蜜環(huán)菌黃曲霉毒素降解酶的報(bào)道，試驗(yàn)中根據(jù)質(zhì)譜分析得到的N末端氨基酸序列設(shè)計(jì)引物，以假蜜環(huán)菌總RNA為模板進(jìn)行RT-PCR和Smart RACE，得到黃曲霉毒素降解酶基因的序列長約為2.3 kb，進(jìn)一步分析序列含有完整的開放閱讀框，3′端和5′端的非翻譯區(qū)，編碼黃曲霉毒素降解酶成熟肽的全長cDNA含有2 088個(gè)核苷酸堿基，編碼695個(gè)氨基酸，經(jīng)SDS-PAGE電泳后發(fā)現(xiàn)其分子量約為73—77 kD[42-43]。然后，將包含上述基因的表達(dá)載體轉(zhuǎn)化到真核及原核宿主細(xì)胞得到新的黃曲霉毒素降解酶的重組酶。在原核表達(dá)系統(tǒng)中的運(yùn)用，首先構(gòu)建與pMAL-e2x的重組質(zhì)粒，轉(zhuǎn)化至大腸桿菌Rosetta中進(jìn)行誘導(dǎo)表達(dá)，表達(dá)的rADTZ蛋白可降解黃曲霉毒素B1，酶比活為136 U?mg-1，同時(shí)用圓二色光譜對(duì)酶蛋白的二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析[42]。在真核表達(dá)系統(tǒng)中，將編碼黃曲霉毒素降解酶成熟肽的基因從假蜜環(huán)菌的cDNA中擴(kuò)增出來，克隆到真核整合型分泌表達(dá)載體pHIL-S1上，將重組表達(dá)載體轉(zhuǎn)化進(jìn)入畢赤酵母GS115中，此表達(dá)載體以AOX為啟動(dòng)子。重組蛋白的表達(dá)量占培養(yǎng)基總蛋白的25%以上，且可溶[43]。

2 基因工程技術(shù)在霉菌毒素降解中的前景展望

從現(xiàn)有霉菌毒素生物降解的研究成果看出，雖然現(xiàn)在越來越多的研究者發(fā)現(xiàn)一些真菌和細(xì)菌都具有降解毒素的作用，但一些真菌與動(dòng)物真菌性疾病有關(guān)，不適合用于實(shí)際生產(chǎn)；食用真菌雖有較好的解毒效果，但起作用的真菌酶多源于胞內(nèi)，產(chǎn)量極低，操作過程需要破碎真菌細(xì)胞或菌絲體，程序繁瑣，容易破壞酶的活性，不易進(jìn)行提取、純化，限制了對(duì)酶學(xué)性質(zhì)的深入研究[44]；已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的部分細(xì)菌如枯草芽孢桿菌除降解霉菌毒素外，自身兼有益生性、抗逆性等，易于分離純化，較適于實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用。然而這些細(xì)菌酶產(chǎn)量不高，酶促反應(yīng)條件苛刻，因此，尋找和篩選能降解霉菌毒素的細(xì)菌，對(duì)其所產(chǎn)胞外降解酶進(jìn)行特性研究后對(duì)降解酶基因進(jìn)行克隆和表達(dá)是霉菌毒素生物降解研究領(lǐng)域的發(fā)展方向。

國內(nèi)外關(guān)于基因工程技術(shù)在霉菌毒素降解中的運(yùn)用報(bào)道不多。目前，人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一些專用的酶可以破壞霉菌毒素分子的功能基團(tuán)，將霉菌毒素毒性降低或轉(zhuǎn)化為無毒產(chǎn)物。例如：酯酶可以破壞玉米赤霉烯酮的內(nèi)酯環(huán)，使玉米赤霉烯酮無法與雌激素受體競爭性結(jié)合，而成為無害的代謝物排出體外[45-46]。氯酶可以脫解單端孢霉烯類毒素分子中的環(huán)氯基團(tuán)。環(huán)氧基酶可以切斷所有鐮孢菌屬毒素如T-2毒素、HT-2毒素、嘔吐毒素（DON）及草鐮孢烯醇毒素（DAS）中12、13位碳原子上的環(huán)氧化物，使其毒性消失[47]。因微生物降解酶分離純化過程復(fù)雜、酶活不穩(wěn)定、酶作用條件苛刻，較難用于實(shí)際生產(chǎn)，故基因克隆及表達(dá)技術(shù)在解毒中的運(yùn)用顯得越來越重要。然而降解酶基因序列的尋找有一定的復(fù)雜性和多變性，因此，能否準(zhǔn)確獲得降解酶基因全長序列，直接影響該酶體外表達(dá)的酶活。隨著生物技術(shù)和基因工程技術(shù)的發(fā)展，一定能分離純化出高活性的降解酶基因，并將其轉(zhuǎn)化到表達(dá)系中進(jìn)行高效表達(dá)。最終實(shí)現(xiàn)在同一個(gè)表達(dá)系統(tǒng)中表達(dá)一種或多種降解酶，從而生產(chǎn)出新型、高效、安全的霉菌毒素降解酶。

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（責(zé)任編輯 林鑒非）

Application of Gene Engineering Technique in Aflatoxin Biodegradation

JI Cheng1, JIA Ru2, ZHAO LiHong1

(1College of Animal Science and Technology, China Agricultural University/National Key Laboratory of Animal Nutrition, Beijing 100193;2College of Life Science, Shanxi University, Taiyuan 030006）

Aflatoxin is highly carcinogenic, mutagenic and carcinogenic. It can reduce animal production performance, feed conversion efficiency and the amount of meat, egg and milk yield. Besides, it can increase animal mortality, causing huge economic losses in animal husbandry. In addition, aflatoxin can threaten human’s health through the meat, eggs, milk, food chain. Therefore, prevention and control of aflatoxin has become a global concern. At present, detoxification of aflatoxin in feed mainly by physical adsorption, such as montmorillonite, activated carbon, yeast cell wall, but the physical adsorption can only adsorb aflatoxin, can not reduce the amount of toxin. Moreover, it can cause the secondary pollution to the environment. The adsorbent is unstable and may absorb vitamins and other nutrients in feed, resulting in a decrease of feed quality. The biological degrading method could fully degrading mycotoxins, has strong specificity, no adverse impact on the nutritional value of the feed and the ability to avoid the release toxins again. This method has attracted the attention of many researchers. Nowadays, more and more studies have reported that fungi, bacteria and their enzymes are able to degrade aflatoxin, but there are few reports on degrading aflatoxins using recombinant enzymes. The application of gene engineering technology in aflatoxin biodegradation can be separated and purified from the compound detoxification enzymes by modern molecular biology methods. Because of the complex process of enzyme separation and purification, unstable enzyme activity and harsh enzymatic conditions, it is difficult to be used in practical production. Therefore, people use genetic engineering means to detoxification gene with high activity for gene cloning, heterologous implementation of degrading enzyme gene in prokaryotic or eukaryotic expression engineering strain, which laid a theoretical foundation for the practical production of enzyme in the degradation of mycotoxins. The recent advances in aflatoxin degrading using gene engineering technique and development direction are reviewed in this paper, to provide theoretical and practical bases for using of enzymes in degrading mycotoxins in feed and food.

aflatoxin; biodegradation; gene engineering; enzyme

2017-03-21；接受日期：2017-06-22

國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科學(xué)專項(xiàng)（201403047）、大北農(nóng)青年學(xué)者研究計(jì)劃、動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目

計(jì)成，E-mail：jicheng@cau.edu.cn