一、菌種簡(jiǎn)介

鏈格孢霉菌屬于絲狀真菌, 是一種普遍存在于環(huán)境中的病原體和腐生菌, 是低溫環(huán)境下導(dǎo)致水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品腐爛變質(zhì)的主要微生物。

鏈格孢霉菌產(chǎn)生的多種次級(jí)代謝產(chǎn)物對(duì)人或牲畜具有誘變性、致癌性和致畸性等慢性或急性毒性作用。

鏈格孢霉與曲霉、青霉和鐮刀菌一樣,也是一種重要的產(chǎn)毒菌。鏈格孢霉能產(chǎn)生多種代謝物,其中至少有10種代謝物對(duì)動(dòng)物和植物具有毒性。從食物中檢出的有鏈格孢酚(alternariol,AOH)、鏈格孢酚甲基(alternariolmethyl ether,AME)、細(xì)交鏈孢菌酮酸(tenuzonic acid,TeA)、鏈格孢霉素(altenuene,ALT)、細(xì)格菌毒素Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ(altertoxinⅠ、Ⅱ、Ⅲ, ATX-Ⅰ、ATX-Ⅱ、ATX-Ⅲ)和AAL毒素(AAL toxins)。

二、基本信息

中文名：鏈格孢霉菌

外文名：Alternaria

代謝產(chǎn)物：鏈格孢霉毒素

毒性：誘變性、致癌性和致畸性

來(lái)源：土壤， 空氣

毒素種類：5種類型

三、分布及類型

鏈格孢霉的不育菌絲匍匐，分隔，分生孢子梗單生或成簇。大多數(shù)不分枝，較短，與營(yíng)養(yǎng)菌絲幾乎無(wú)區(qū)別。分生孢子倒棒狀，頂端延長(zhǎng)成喙?fàn)?，淡褐色，有壁磚狀分隔，暗褐色，常數(shù)個(gè)成鏈，有人稱這種分生孢子為同節(jié)孢子。該屬菌是土壤，空氣中常見(jiàn)的腐生菌。

鏈格孢霉分布廣泛,其有毒代謝產(chǎn)物污染農(nóng)作物的情況相當(dāng)普遍，但是由于人們平均每日的攝入量很低,未能引起足夠重視。雖然食用含小量毒素的食品不會(huì)引起急性中毒，但是長(zhǎng)期食用有可能引起慢性中毒。從食物里能同時(shí)檢出兩種甚至兩種以上的鏈格孢霉毒素。越來(lái)越多的證據(jù)表明這些毒素有協(xié)同作用，有必要進(jìn)一步研究這些毒素的協(xié)同作用以及在食物及飼料里的發(fā)生率及穩(wěn)定性。

根據(jù)鏈格孢霉毒素化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同,可以將其分為 5 種不同的類型:

(1)二苯并吡喃酮類，又稱為聚酮，代表性毒素有 AOH、AME、鏈格孢霉素(alternaria, ALT)；

(2)四氨基酸衍生物類: TeA 和異細(xì)交鏈孢菌酮酸(iso-TeA)；

(3)苝醌類，包括交鏈孢毒素Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ(ATX-Ⅰ、ATX-Ⅱ和 ATX-Ⅲ)和匍柄霉毒素Ⅲ；

(4)一系列長(zhǎng)鏈氨基多元醇的丙三羧酸酯類化合物, 即 AAL毒素。AAL 毒素又分成 2 種不同的類型, AAL-TA 和AAL-TB。AAL-TA 包括 1,2,3-丙烷三羧酸和 1-氨基-11,15-二甲基十七-2,4,5,13,14-五醇的 2 種酯類(C13 或 C14)。AAL-TB 包含 1,2,3-丙烷三羧酸和 1-氨基-11,15-二甲基十七-2,4,13,14-呋喃的 C13 或 C14 位 2 種酯類。

(5)混雜結(jié)構(gòu)，如騰毒素(tentoxin, TEN)， 一種環(huán)形四肽。研究比較多的 3 種主要的鏈格孢霉毒素為: AOH、AME 和 TeA。

四、生態(tài)學(xué)及污染

鏈格孢霉對(duì)農(nóng)產(chǎn)品侵染范圍很廣，隨各地區(qū)的溫度、濕度、通風(fēng)和日照以及產(chǎn)毒菌株等情況的不同而不同。從美國(guó)、澳大利亞、巴基斯坦、阿根廷、印度、西班牙和英國(guó)等地的高粱、玉米、小麥、油菜籽、葵花籽、芥子、蘋果和番茄中均分離到數(shù)種鏈格孢霉，并檢出鏈格孢霉毒素。

五、毒性作用

鏈格孢霉對(duì)動(dòng)植物的毒性作用早已有許多報(bào)道。第二次世界大戰(zhàn)期間曾發(fā)生發(fā)霉谷物引起的中毒事件，從人們食用的發(fā)霉谷物里分離出多種鏈格孢霉。用從煙草里分離出的Alternaria longipes的產(chǎn)毒培養(yǎng)物喂飼雛雞,結(jié)果出現(xiàn)食欲不振、昏睡、腹瀉、肌無(wú)力和昏迷， 4～8d出現(xiàn)死亡， 33%的培養(yǎng)物使雛雞死亡， 13%導(dǎo)致發(fā)育嚴(yán)重遲緩。病理檢查表明有前胃出血，胗糜爛。

鏈格孢霉毒素大體上可以分為4類。它們對(duì)哺乳動(dòng)物、細(xì)菌細(xì)胞和小鼠有不同程度的毒性作用，總的來(lái)說(shuō)TeA、ATX-Ⅰ、ATX-Ⅱ和ATX-Ⅲ比AOH和AME毒性要大得多。

六、產(chǎn)毒培養(yǎng)

鏈格孢霉所產(chǎn)毒素很多，因此產(chǎn)毒的條件變化也很大。但各種毒素共有的產(chǎn)毒有利條件是溫度在20℃，相對(duì)潮濕的環(huán)境。避光對(duì)產(chǎn)AOH和AME有利，藍(lán)光和白光在生長(zhǎng)初期抑制AOH和AME的產(chǎn)生。M ass等比較了多種鏈格孢霉在液體和固體培養(yǎng)基上產(chǎn)AOH和AME的情況。

所有5種不同鏈格孢霉的14株分離菌株均產(chǎn)AOH和AME，但是產(chǎn)毒量隨菌株的不同和培養(yǎng)基的不同變化很大。在所試驗(yàn)的3種液體培養(yǎng)基藥物介質(zhì)肉湯(PH)、酵母膏蔗糖肉湯(YES)改良察氏培養(yǎng)基(MCD)中，AOH和AME的產(chǎn)量在MCD上。在這些菌株中，產(chǎn)毒量的是一株A.tenuis，在300g稻米培養(yǎng)基上25℃避光培養(yǎng)14天，AOH和AME的產(chǎn)量分別高達(dá)16mg和125mg。合成培養(yǎng)基因?yàn)榻橘|(zhì)簡(jiǎn)單，容易純化等優(yōu)點(diǎn)，適合放射標(biāo)記毒素的生產(chǎn)，以便于進(jìn)一步研究毒素在動(dòng)物體內(nèi)的代謝。

七、檢測(cè)方法

檢測(cè)鏈格孢霉毒素的方法有很多,如薄層色譜法(TLC)、氣-液色譜法(GLC)、氣相色譜法(GC)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(GC-MS)、高效液相色譜法(HPLC)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法(HPLC-MS)。1984年以前主要是用TLC法,多數(shù)已被HPLC法取代。

鏈格孢霉毒素常規(guī)的檢測(cè)方法主要有 GC-MS、HPLC-MS 等技術(shù)，但是這些大型的檢測(cè)設(shè)備只能滿足實(shí)驗(yàn)室中檢測(cè)的需求，不能滿足當(dāng)前社會(huì)所追求的實(shí)時(shí)、快速、便攜式檢測(cè)的需求。因此，迫切需要建立相關(guān)的快速檢測(cè)方法，如微流控芯片、免疫生物傳感器技術(shù)、分子印跡技術(shù)等；或是開(kāi)發(fā)一些相關(guān)的快速檢測(cè)試劑，如 ELISA 試劑盒、試紙條等。這些快檢方法至今沒(méi)有在鏈格孢霉毒素檢測(cè)中得到廣泛應(yīng)用，原因主要是: 絕大多數(shù)方法的建立都需要使用鏈格孢霉毒素的抗體。因此,篩選得到高專一性、親和性的單克隆抗體是廣泛應(yīng)用這些快速檢測(cè)方法的最重要的前提。另外，由于核酸適配體(aptamer)的專一性和親和性都已經(jīng)可以和抗體相媲美，因此，除了抗體之外，還可以對(duì)鏈格孢霉毒素的aptamer進(jìn)行篩選，建立基于 aptamer 的快速檢測(cè)方法。

以上這些快速檢測(cè)方法的建立以及快速檢測(cè)試劑的開(kāi)發(fā)，不僅可以縮短分析時(shí)間，減少樣品的消耗量，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)多種毒素的實(shí)時(shí)、便攜式、連續(xù)檢測(cè)， 這對(duì)水果、蔬菜等農(nóng)產(chǎn)品中鏈格孢霉毒素的檢測(cè)具有重大意義，也必定是未來(lái)的研究重點(diǎn)和發(fā)展趨勢(shì)，因此需要科學(xué)家們投入更多的時(shí)間和精力開(kāi)發(fā)相關(guān)的快速檢測(cè)試劑以及建立相關(guān)的快速檢測(cè)方法用于鏈格孢霉毒素的檢測(cè)?？梢灶A(yù)見(jiàn)，傳統(tǒng)的鏈格孢霉毒素檢測(cè)技術(shù)將逐漸被各種新型、便攜式、實(shí)時(shí)、快速的檢測(cè)技術(shù)所取代。

八、生物合成

AOH和AME以及其它二苯并吡喃酮衍生物屬于聚酮化合物(polyketide)。聚酮化合物通常是真菌毒素的前體,與真菌脂肪酸的形成機(jī)制相似。大家所接受的這類化合物的形成途徑是一個(gè)乙酰輔酶A和六個(gè)丙二酰輔酶A通過(guò)頭尾醛醇縮合反應(yīng)(這個(gè)縮合過(guò)程沒(méi)有氧原子及其它原子的丟失)，首先形成芳香環(huán)(即形成AOH)。AOH是大多數(shù)二苯并吡喃酮衍生物的形成前體。S-腺苷甲氨硫酸與AOH反應(yīng)生成AME。AME在一定條件下發(fā)生蒽醌重排，降解產(chǎn)物就是其它二苯并吡喃酮衍生物。TeA形成是一單位的氨基酸(L-異亮氨酸、L-色基酸或L-纈基酸)和二單位的乙酸縮合形成四氨基酸環(huán)，但其形成機(jī)制還未探明。

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