微生物脫除真菌毒素機(jī)制研究進(jìn)展

吳麗櫻，徐一達(dá)，王海鳴，孫秀蘭

（1.廣州廣電計(jì)量檢測(cè)股份有限公司，廣東廣州510656；2.江南大學(xué)協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇無(wú)錫214122）

真菌毒素是由真菌代謝產(chǎn)生的一類有毒天然產(chǎn)物，可在人畜體內(nèi)蓄積，具有致畸、致癌、腎毒性、肝毒性等危害，對(duì)健康造成極大威脅。“真菌毒素”一詞首次被使用是在二十世紀(jì)六十年代，英國(guó)10萬(wàn)多只火雞由于食用了發(fā)霉的花生粉餅而意外死去，當(dāng)時(shí)被稱為“火雞X病”。這種毒素后來(lái)被確定為黃曲霉毒素B1（aflatoxins B1，AFB1）。真菌毒素這個(gè)詞后來(lái)被應(yīng)用到其他真菌的有毒代謝產(chǎn)物，包括伏馬毒素、玉米赤霉烯醇、T-2毒素、脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、展青霉素、赭曲霉毒素等[1]。真菌毒素對(duì)糧食、飼料的污染是一個(gè)全球性問(wèn)題，全世界每年約有25%的糧食作物受到污染[2]。因此如何降低真菌毒素污染水平，減少對(duì)人畜健康的傷害以及經(jīng)濟(jì)損失，是一個(gè)歷久彌新的話題。

目前脫除真菌毒素的方法主要有物理、化學(xué)、生物3種。物理法脫除包括物理吸附、微波、輻射、高壓脈沖、擠壓膨化等；化學(xué)脫除法包括氨氣熏蒸，臭氧、二氧化氯等強(qiáng)氧化劑降解。物理化學(xué)方法條件劇烈，容易影響甚至破壞產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及風(fēng)味。與之相比，生物脫除法具有反應(yīng)條件溫和、高效、特異性強(qiáng)、環(huán)境友好，對(duì)原料的風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值損害較小等優(yōu)點(diǎn)。部分微生物發(fā)酵產(chǎn)物甚至能夠增加營(yíng)養(yǎng)價(jià)值或者改善風(fēng)味。因此，生物法脫除真菌毒素已成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)，而微生物降解菌株更是具有廣闊的應(yīng)用前景。本文綜述了當(dāng)前真菌毒素降解菌株篩選方法及幾種主要真菌毒素的微生物脫除機(jī)制，可為相關(guān)研究提供參考。

1 真菌毒素降解菌株的篩選

1.1 真菌毒素降解菌株的自然界篩選

真菌毒素降解菌株往往可以在含有毒素的環(huán)境中篩選得到。通常在選擇性培養(yǎng)基中添加毒素或者毒素類似物作為唯一碳源來(lái)篩選真菌毒素降解菌種。計(jì)成等[3]和李俊霞等[4]以香豆素為唯一碳源，分別篩選得到了對(duì)黃曲霉毒素B1降解率超過(guò)75%和85.7%的菌株。Duvick等[5]從被禾谷鐮刀菌污染的玉米、小麥、青貯飼料中篩選出能夠降解鐮刀菌屬產(chǎn)生的毒素，如伏馬毒素和玉米赤霉烯酮。此外，還有一些能夠降解或者轉(zhuǎn)化真菌毒素的生物菌株可從農(nóng)業(yè)用地的土壤中[6]或者動(dòng)物腸道中[7]篩選分離得到。在毒素存在的環(huán)境中，微生物往往會(huì)分泌一些能夠降解毒素的蛋白酶來(lái)保護(hù)自身免受真菌毒素傷害，或者這些微生物在對(duì)抗真菌毒素產(chǎn)生菌時(shí)具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。在消化道中的微生物能幫助動(dòng)物降解食物中的毒素；在被多環(huán)芳烴污染的土壤中也發(fā)現(xiàn)了真菌毒素降解菌株，這些微生物產(chǎn)生特定的酶能夠降解污染物，也能脫除與污染物結(jié)構(gòu)相似的真菌毒素[8]。

1.2 真菌毒素降解菌株的誘變篩選

從自然界中如污染的土壤、動(dòng)物腸道、發(fā)霉糧食中篩選得到的野生菌株往往存在遺傳穩(wěn)定性差、降解酶產(chǎn)量較低、活力不足等問(wèn)題，通過(guò)誘變法篩選出具有高產(chǎn)降解酶能力的菌株，是解決這一問(wèn)題的有效途徑。

真菌毒素降解菌株的誘變篩選主要可通過(guò)物理誘變、化學(xué)誘變、生物誘變及復(fù)合誘變等方法。常用的物理誘變劑有紫外、X射線、微波輻射、激光等；化學(xué)誘變指通過(guò)添加疊氮化鈉、亞硝基胍、平陽(yáng)霉素、甲基磺酸乙酯等誘變劑達(dá)到誘變目的[9]；生物誘變劑包括DNA片段、轉(zhuǎn)座子、質(zhì)粒DNA、噬菌體等，可引起DNA的重復(fù)、缺失、錯(cuò)配從而發(fā)生突變。在真菌毒素降解菌株誘變篩選中，紫外線應(yīng)用最為廣泛、沿用時(shí)間最長(zhǎng)且誘變效果顯著。張曉雪[10]通過(guò)紫外線照射成功誘變一株黑曲霉，其對(duì)AFB1的脫除率較原菌株提高了34.1%。

1.3 真菌毒素降解菌株的基因改造篩選

隨著生物技術(shù)科學(xué)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的微生物篩選技術(shù)已經(jīng)不能滿足需求，通過(guò)基因定向改造篩選能夠表達(dá)特定蛋白的微生物已經(jīng)成為真菌毒素降解領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。利用微生物基因工程，篩選降解酶基因，并進(jìn)行鑒定、分離和克隆實(shí)現(xiàn)降解酶蛋白的高效表達(dá)，并將改造后的菌株或者蛋白酶產(chǎn)物應(yīng)用于糧食、飼料等脫毒。

劉大嶺等[11]和Liu等[12]從假密環(huán)菌的粗酶液中提取出了一種有效降解AFB1的胞內(nèi)酶，并將編碼該酶的基因序列克隆并在畢赤酵母中成功表達(dá)。微生物產(chǎn)物中能發(fā)揮毒素降解作用的大都是胞內(nèi)酶或胞外酶，對(duì)粗酶液中獲得毒素降解的活性成分，對(duì)編碼該蛋白的基因測(cè)序、克隆，轉(zhuǎn)化到目的載體中表達(dá)，從而提高活性物質(zhì)的產(chǎn)量和質(zhì)量并進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，是未來(lái)主要研究方向。這需要應(yīng)用到分子化學(xué)、基因工程等多種技術(shù)手段，成本與效率也是亟需解決的問(wèn)題，因而離實(shí)際應(yīng)用仍有一定的距離。

2 主要真菌毒素微生物降解機(jī)制

2.1 黃曲霉毒素（aflatoxins，AF）

黃曲霉毒素是一種由二呋喃環(huán)及氧雜萘鄰?fù)獦?gòu)成基本結(jié)構(gòu)的二呋喃香豆素衍生物。AFB1是其中毒性最強(qiáng)的一種，主要作用的靶器官是肝臟，也可引起膽管上皮增生、肝脂質(zhì)堆積甚至導(dǎo)致肝癌的發(fā)生，此外AFB1還會(huì)引起機(jī)體免疫抑制[13]。

黃曲霉毒素是一種熒光化合物：黃曲霉毒素B族由于其含有內(nèi)酯環(huán)戊酮結(jié)構(gòu)而發(fā)出藍(lán)色熒光，而黃曲霉毒素G族含有兩內(nèi)酯而發(fā)綠色熒光。黃曲霉毒素的生物降解主要是通過(guò)酶促反應(yīng)使內(nèi)酯開環(huán)，產(chǎn)物喪失熒光性，毒性降低[14]。黃曲霉毒素及其降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)見圖1。

很多細(xì)菌和真菌如指孢霉（Dactylium dendroides）、根酶屬（Rhizopus sp.）、Cornybacterium rubrum等能夠通過(guò)還原環(huán)戊酮上的C-3酮，將AFB1轉(zhuǎn)化成黃曲霉醇（aflatoxicol）（如圖1b），且在雛鴨膽管增生試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，黃曲霉醇比 AFB1的毒性小[15]。Samuel等[16]的研究結(jié)果顯示，惡臭假單胞菌能夠?qū)FB1降解為3種產(chǎn)物，紅外結(jié)構(gòu)鑒定表明AFB1上呋喃環(huán)及內(nèi)酯環(huán)均被破壞，通過(guò)海拉細(xì)胞試驗(yàn)證明3種降解產(chǎn)物的毒性均小于AFB1。

圖1 黃曲霉毒素及其降解產(chǎn)物Fig.1 Aflatoxin and its degradation products

Liu等[17]從一種食用菌Armilleriella tabescens中提取到胞外酶，該酶可將AFB1轉(zhuǎn)化為一種致突變毒理活性低的產(chǎn)物，降解產(chǎn)物無(wú)熒光，表明該酶引起了二呋喃變化而不是破壞分子的內(nèi)酯部分。從白腐真菌Pleurotus ostreatus和Peniophora sp.中提取到能降解黃曲霉毒素的胞外酶，而這兩種白腐真菌對(duì)降解木質(zhì)素和多環(huán)芳烴也具有活性[18]。研究表明，白腐真菌具有黃曲霉毒素降解能力是由于能產(chǎn)生一類含銅多酚氧化酶（漆酶）[19]。研究還發(fā)現(xiàn)，來(lái)自另外一種真菌Trametes versicolor也可產(chǎn)生漆酶降解黃曲霉毒素。

一些放線菌中也被發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素降解活性，而它們通常也能夠降解污染物。例如，橙色黃桿菌fluoranthenivorans，一株從廢棄煤氣廠附近分離的土壤細(xì)菌，能利用多環(huán)芳烴熒蒽為唯一碳源，有效地降解AFB1[8]。紅平紅球菌（Rhodococcus erythropolis）也是一種能分解多環(huán)芳烴的革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌，它的胞外提取物，可以通過(guò)對(duì)黃曲霉毒素內(nèi)酯環(huán)的破壞使其喪失熒光性，降解成低毒產(chǎn)物[19]。Lapalikar等[20]闡釋了另一種名為恥垢分歧桿菌（Mycobacterium smegmatis）的放線菌降解黃曲霉毒素B1和G1的機(jī)制，該菌產(chǎn)生的還原酶還原C-2和C-6之間的α，β-不飽和雙鍵（如圖1c），隨后毒素自發(fā)裂解。

AFB1是一種呋喃香豆素，可以降解其他香豆素和呋喃香豆素的一些細(xì)菌也可以降解AFB1。Guan等[7]從農(nóng)場(chǎng)土壤和動(dòng)物園動(dòng)物的糞便中分離出一些細(xì)菌，包括芽孢桿菌、腸桿菌、紅球菌和短桿菌，這些能夠利用簡(jiǎn)單的植物成分香豆素為唯一碳源的細(xì)菌，其大多數(shù)菌株也能降解黃曲霉毒素。例如，嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌（Stenotrophomonas maltophilia），一種從貘糞便中分離得到細(xì)菌，可以在72 h內(nèi)降解80%的黃曲霉毒素，同時(shí)該菌也能降解多環(huán)芳烴[21]。由于并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)黃曲霉毒素代謝產(chǎn)物，因此這種降解的機(jī)制尚不清楚。

2.2 赭曲霉毒素A（ochratoxin A，OTA）

OTA是一種異香豆素（結(jié)構(gòu)如圖2a所示），由赭曲霉毒素α（結(jié)構(gòu)如圖2c所示）通過(guò)酰胺鍵與L-β-苯基丙氨酸（結(jié)構(gòu)如圖2b所示）相連絡(luò)合而成。

圖2 赭曲霉素及其降解產(chǎn)物Fig.2 Ochratoxin and its degradation products

研究已經(jīng)證實(shí)了OTA具有腎毒性、肝毒性、致畸性和致癌性，并妨礙鐵的吸收，而它的降解產(chǎn)物赭曲霉毒素α和苯丙氨酸對(duì)機(jī)體無(wú)負(fù)面影響[22]。OTA的產(chǎn)生菌在濕熱的南方一般以赭曲霉菌為主，水分大于16%的糧食和飼料會(huì)受到其侵害；而寒冷于燥的北方以青霉菌為主，在0℃左右仍有青霉菌生長(zhǎng)，給飼料貯藏帶來(lái)極大困難。

土壤中的一些短桿菌，如亞麻短桿菌（Brevibacterium.linens）、表皮短桿菌 （Brevibacterium.epidermidis）、凱氏短桿菌（Brevibacterium.casei）等具有改變芳香族化合物結(jié)構(gòu)的能力，其往往也能夠降解OTA[23]。短桿菌降解OTA的主要機(jī)制是由于其能夠產(chǎn)生一種羧肽酶A將酰胺鍵水解，這種水解作用可能是一種羧化作用[24]。

釀酒酵母，紅酵母，隱球菌，Trichosporon mycotoxinivorans可以水解OTA的酰胺鍵產(chǎn)生無(wú)毒的苯丙氨酸和赭曲霉毒素α。Trichosporon mycotoxinivorans酵母在降解玉米赤霉烯酮時(shí)是通過(guò)裂解內(nèi)酯環(huán)的模式脫毒的，而在作用OTA時(shí)，它的內(nèi)酯結(jié)構(gòu)并沒(méi)有遭到破壞[25]。Phenylobacterium immobile可利用苯丙氨酸為唯一碳源，通過(guò)破壞苯丙氨酸的苯基部分，將毒素轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的赭曲霉毒素α和其他三種代謝產(chǎn)物[26]。

2.3 伏馬毒素（fumonisins，F(xiàn)B）

在自然界中產(chǎn)生伏馬菌素的真菌主要是串珠鐮刀菌（Fusarium moniliforme）和多育鐮刀菌（Fusarium proliferatum）。這兩種真菌廣泛存在于各種糧食及其制品中，因此它們產(chǎn)生的伏馬菌素容易污染糧食類農(nóng)產(chǎn)品，尤其是玉米。即使在干燥溫暖的環(huán)境中，串珠鐮刀菌是玉米中出現(xiàn)最頻繁的菌種之一。

伏馬毒素是一類由不同的多氫醇和丙三羧酸組成的結(jié)構(gòu)類似的雙酯化合物，包含一條由20個(gè)碳組成的脂肪鏈和14、15號(hào)碳鏈上連接的兩個(gè)相同酯鍵側(cè)鏈[27]。目前約有28種伏馬毒素類似物，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為4類，其中以伏馬毒素B1（FB1）分布最廣，毒性最強(qiáng)。目前認(rèn)為伏馬毒素的毒性作用主要與其抑制鞘脂類物質(zhì)的合成有關(guān)。神經(jīng)鞘脂類作為真核細(xì)胞細(xì)胞膜的重要組成成分，對(duì)細(xì)胞的附著、分化、生長(zhǎng)和程序化死亡起關(guān)鍵性作用[28]。

Benedetti等[29]和Duvick等[30]已從土壤和玉米芯中分別得到能夠降解伏馬毒素的細(xì)菌和真菌。楊朋飛等[31]以FB1為唯一碳源，從污泥樣品中分離到1株高效降解FB1的菌株，該菌在液體無(wú)機(jī)鹽培養(yǎng)基中對(duì)FB1的脫除有良好的效果，可在5 d內(nèi)可將25 μg的FB1全部降解。這些微生物能夠?qū)⒎R毒素作為唯一碳源，并推測(cè)其降解機(jī)制主要包含兩步（如圖3所示）：第一步羧酸酯酶去除C-15和C-15三羧酸基團(tuán)，將FB1轉(zhuǎn)化為水解伏馬毒素B1（HFB1）；第二步在轉(zhuǎn)氨酶的作用下將HFB1轉(zhuǎn)化成2-酮-HFB1。在這個(gè)過(guò)程中，羧酸酯酶基因（fumd）和氨基轉(zhuǎn)移酶基因（fumI）和一些包含轉(zhuǎn)錄調(diào)控基因、轉(zhuǎn)運(yùn)基因和其他涉及伏馬毒素降解的基因簇參與了毒素降解過(guò)程[32]。

2.4 展青霉素（patulin）

展青霉素是一種不飽和雜環(huán)內(nèi)酯，主要由青霉菌產(chǎn)生，是水果采摘后的一種重要真菌毒素污染物，通常出現(xiàn)在水果和果汁中，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失并引發(fā)一系列安全問(wèn)題[33]。急性暴露展青霉素可引起惡心和胃炎，慢性暴露展青霉素有神經(jīng)毒性、免疫毒性、致畸性、致癌性[34]。它能與含巰基化合物如半胱氨酸或谷胱甘肽形成共價(jià)加合物，使含巰基的活性位點(diǎn)失效[34]。展青霉素及其降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)見圖4。

盡管展青霉素是一種廣譜抗生素，很多細(xì)菌和酵母依然可以降解展青霉素。Moss等[35]研究發(fā)現(xiàn)釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）在無(wú)氧發(fā)酵過(guò)程中能夠降解展青霉素，而在有氧的環(huán)境中，酵母增殖對(duì)展青霉素并沒(méi)有降解作用。釀酒酵母可以通過(guò)打開展青霉素的吡喃環(huán)將其轉(zhuǎn)化為（E）-ascladiol。因此，將果汁發(fā)酵成酒或者醋是一種有效去除展青霉素的方式。Ri－celli等[36]從腐爛的含有較高含量展青霉素的蘋果泥中分離得到一株革蘭氏陽(yáng)性菌Gluconobacter oxydans，能將展青霉素轉(zhuǎn)化成（E）-ascladiol，而（E）-ascladiol是展青霉素合成的一種前體，其毒性大約只有展青霉素的25%。

一些酵母如 Pichia ohmeri，isolated from ant hills，Pichia membranifaciens和Sporobolomyces roseus等不僅可以抑制展青霉素產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)，也同樣可以降解展青霉素[37]。研究表明，酵母Rhodosporidum kratochvilovae降解展青霉素的機(jī)制是將其轉(zhuǎn)化為脫氧酪氨酸（desoxypatulinic acid），該物質(zhì)沒(méi)有半縮醛和內(nèi)酯結(jié)構(gòu)，無(wú)法與巰基反應(yīng)，淋巴細(xì)胞試驗(yàn)顯示，脫氧酪氨酸毒性較展青霉素小得多[34]。

圖3 伏馬毒素及其降解產(chǎn)物Fig.3 Fumonisins and its degradation products

圖4 展青霉素及其降解產(chǎn)物Fig.4 Patulin and its degradation products

2.5 玉米赤霉烯酮（zearalenone，ZEN）

玉米赤霉烯酮是由禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）、黃色鐮刀菌（Fusarium culmorum）等產(chǎn)生的一類二羥基苯甲酸內(nèi)酯類真菌毒素，其急性毒性較相對(duì)較低，其慢性毒性主要表現(xiàn)為生殖毒性，以及對(duì)內(nèi)分泌系統(tǒng)的影響[38]。由于ZEN與雌性激素雌二醇結(jié)構(gòu)相似，通過(guò)被動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆椒ㄟM(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)，與雌激素受體發(fā)生結(jié)合，從而導(dǎo)致生物體內(nèi)的激素不能正常工作。ZEN生物活性的重要特征結(jié)構(gòu)是內(nèi)酯環(huán)和C-4羥基。通常以測(cè)定與雌激素受體結(jié)合實(shí)驗(yàn)來(lái)評(píng)估其雌激素活性的，雌激素活性喪失代表脫毒成功（ZEN及其降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)見圖5）。

圖5 玉米赤霉烯酮及其降解產(chǎn)物Fig.5 Zearalenone and its degradation products

真菌脫除ZEN的機(jī)制主要包括羥基酮的還原、雙鍵斷裂、羥基化、甲基化、硫化作用、糖基化、環(huán)破裂等。根霉、鏈格孢菌等多種微生物能將ZEN中C-6酮轉(zhuǎn)化成 α-玉米赤霉醇（α-zearalenol）和β-玉米赤霉醇（βzearalenol）產(chǎn)物[39]。雖然 β-玉米赤霉醇（β-zearalenol）的雌激素毒性比ZEN小很多，但是α-玉米赤霉醇被證明其毒性是ZEN的10倍～20倍。

破壞ZEN的C-4羥基可導(dǎo)致雌激素活性損失。例如，Cunninghamella bainieri能將ZEN轉(zhuǎn)化成2，4-二甲氧基，Rhizopus arrhizus可以將ZEN轉(zhuǎn)化為玉米赤霉烯酮-4-硫酸鹽，這兩種產(chǎn)物都不具有雌激素活性。Kakeya等[40]對(duì)粉紅粘帚霉菌株降解ZEN機(jī)制進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)主要起作用的是該菌分泌的一種蛋白酶，該酶可將ZEN，α-玉米赤霉烯醇和β-玉米赤霉烯醇降解成無(wú)毒產(chǎn)物，并克隆出了編碼該蛋白的基因zhd101，導(dǎo)入該基因片段的大腸埃希氏菌同樣具有將ZEN降解成無(wú)毒產(chǎn)物能力。

3 微生物脫除真菌毒素的應(yīng)用

3.1 在食品中的應(yīng)用

發(fā)酵是一種古老的食品加工和保藏方式，其起源可以追溯到7 000多年前的古代巴比倫。酵母和乳酸菌常被用于發(fā)酵糧食、果汁、啤酒等，被認(rèn)為是一種天然有機(jī)的食品深加工方式。在過(guò)去的研究中已經(jīng)證實(shí)了可通過(guò)乳酸菌發(fā)酵玉米來(lái)脫除真菌毒素[41]。乳酸菌發(fā)酵不僅反應(yīng)條件溫和，而且可以保持食品的營(yíng)養(yǎng)，改善風(fēng)味，在降解真菌毒素的同時(shí)不產(chǎn)生有毒代謝產(chǎn)物，這種毒素脫除方式被證明主要是乳酸菌細(xì)胞壁的肽聚糖通過(guò)疏水結(jié)合或共價(jià)結(jié)合等方式吸附并清除毒素[42]。Oluwafemi等[43]研究了乳酸菌降低受污染的玉米籽粒上AFB1的能力。在玉米籽粒中接種了能產(chǎn)黃曲霉毒素的菌株A.flavus，結(jié)果證明，不同種類的乳酸菌對(duì)脫除AFB1的能力相差較大。盡管有些食品中的乳酸菌相對(duì)豐度較高，但是具有毒素結(jié)合能力的卻只有極少部分。因此，可以根據(jù)毒素脫除能力篩選出特定功能的乳酸菌作為發(fā)酵劑應(yīng)用于發(fā)酵工業(yè)。

在釀酒工業(yè)中，釀酒酵母也表現(xiàn)出了不同的毒素脫除能力。Caridi等[44]報(bào)導(dǎo)了釀酒酵母Saccharomyces sensu stricto在葡萄酒釀造過(guò)程中脫除OTA的能力，他從20株釀酒酵母中篩選出了7株具有較強(qiáng)OTA脫除能力的菌株，在25℃條件下發(fā)酵90 d，可以將OTA從66%～100%不同程度地進(jìn)行脫除，且證明了從葡萄酒中脫除OTA是釀酒酵母的細(xì)胞壁發(fā)揮了作用。隨后，Caridi又探究了具有OTA吸附能力的菌株親本及其后代，結(jié)果表明OTA吸附能力是由多基因共同控制[45]。有學(xué)者通過(guò)透射電子顯微鏡對(duì)酵母的細(xì)胞壁進(jìn)行了超微結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)釀酒酵母的細(xì)胞直徑或細(xì)胞壁厚度影響其對(duì)真菌毒素的清除能力[46]。

3.2 在動(dòng)物飼料中的應(yīng)用

真菌毒素在全球飼料和飼料原料中污染嚴(yán)重，對(duì)養(yǎng)殖業(yè)甚至人類健康都帶來(lái)巨大威脅。某些微生物具有脫除毒素的功能，將其作為飼料添加劑應(yīng)用于飼料工業(yè)的研究在上世紀(jì)20年代就已經(jīng)開展。He等[47]曾報(bào)導(dǎo)了微生物在仔豬無(wú)氧環(huán)境的胃腸道中可以脫除約50%的霉變玉米飼料中的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）毒素；1998 年，具有凈化毒素功能的菌株Eubacterium BBSH 797被百奧明公司作為飼料添加劑開始商品化，名為Mycofix plus（BiominR），并在多個(gè)國(guó)家使用。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Mycofix產(chǎn)品可以顯著降低DON對(duì)奶牛以及T-2毒素對(duì)肉雞生長(zhǎng)的不利影響，且可以增強(qiáng)奶牛瘤胃的菌群活性[48]。Karlovsky[49]報(bào)道了其他一些微生物，如Curtobacterium sp.114-2，Pseudotaphrina kochii，Agrobacterium-Rhizobium E3-39，Nocardioides sp.WSN05-2可以脫除 DON毒素，同樣能夠應(yīng)用于飼料添加劑，且具有脫毒活性的基因通過(guò)基因工程可將其植入作物。

4 展望

利用微生物消減真菌毒素的研究已持續(xù)幾十年，其降解機(jī)制主要是微生物將真菌毒素作為一種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行了轉(zhuǎn)化和吸收，從而達(dá)到脫毒的目的。在降解過(guò)程中，微生物代謝產(chǎn)生的相關(guān)的代謝酶系參與了反應(yīng)。目前已有相關(guān)的商品化產(chǎn)品作為飼料添加劑使用。并且，控制產(chǎn)生脫毒作用的酶的基因，如單端孢霉烯乙酰轉(zhuǎn)氨酶酶基因（TR I101）[50]、玉米赤霉烯酮內(nèi)酯水解酶基因（zhd101）[51]已經(jīng)在植物中被表達(dá)，能夠在作物收獲前限制毒素的產(chǎn)生。同時(shí)，一些毒素也是一些作物疾病的毒力因子，如鐮刀菌枯萎病，引入抗性基因可以抵御這些疾病。因此，如何識(shí)別、純化出相關(guān)降解酶，并使微生物高產(chǎn)目的酶將其應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中，是目前研究的主要方向，且具有很好的市場(chǎng)前景。當(dāng)前相關(guān)的研究主要集中于篩選、克隆對(duì)真菌毒素有專一降解作用的生物活性酶基因，以及采用生物技術(shù)培育抗真菌毒素的優(yōu)良農(nóng)作物品種。隨著產(chǎn)毒真菌基因組測(cè)序的完成和基因組學(xué)、蛋白組學(xué)和代謝組學(xué)等新技術(shù)的出現(xiàn)，利用生物技術(shù)消減、防控真菌毒素的研究將迎來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。