鐮刀菌毒素發生的比較分析

小麥、大麥和玉米是飼料工業使用的主要谷類作物。對這些谷物中的鐮刀菌毒素進行的研究，已經獲得了與其他單端孢霉烯有關的大量信息，而不是脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（Deoxynivalenol，DON），如乙酰基形式、瓜蔞鐮菌醇和A型單端孢霉烯族毒素類。

在田間，植物常常會接觸各種各樣的霉菌，其中最常見的是鐮刀菌。枯萎病是谷類作物上的一種常見疾病，主要影響谷物穗軸，通常由禾谷鐮刀菌、黃色鐮刀菌、梨孢鐮刀菌、燕麥鐮刀菌引起。如同所有真菌一樣，鐮刀菌的生長取決于濕度（植物含水量22%～25%）和溫度（>15 ℃）。一些耕作方式（如輪作）能夠影響鐮刀菌的生長。例如，收獲完玉米之后的田地繼續種植玉米，會增加嘔吐毒素在該農作物上的發生幾率。因為該作物廢棄物受到鐮刀菌的污染，并攜帶著上一季作物上的鐮刀菌。這也是為何免耕農田的農作物鐮刀菌感染率高的原因。谷物廢棄物沒有被翻耕入地，裸露在地表，會污染下一季農作物。如果某一地區的農民全部都采用輪作耕耘的方式種植谷物，將會更加有效地減少農作物被鐮刀菌污染的風險，因為這種耕作方式可減少霉菌孢子通過風或雨進行傳播的風險。在某些情況下，選擇對鐮刀菌有抗性的谷物品種，將有助于控制谷物的這種污染風險；但是，對所有類型的種子，這種依據并沒有充分的文獻記錄。田間使用的殺菌劑也能夠抑制一些真菌在田間的生長，但并不總是可行的，如玉米，因為其桔稈較高。

霉菌本身對動物并不構成威脅，但在應激條件下鐮刀菌會產生次生代謝物——霉菌毒素。所有會改變霉菌生長發育的條件均能夠刺激霉菌毒素的產生。例如，鐮刀菌可以在25 ℃～30 ℃條件下繁殖，但不會產生任何毒素；當溫度下降到0時，一部分霉菌將產生高濃度的毒素；濕度的變化也會影響霉菌毒素的產生。因此，農作物常常受到霉菌毒素（如嘔吐毒素、玉米烯酮、伏馬毒素等）的污染，其污染水平取決于氣候條件、耕作方式等。

1 鑒別各種鐮刀菌毒素產生的研究

正如SCOOP（2003）的調查發現，由于農作物生產系統的不同，谷物中鐮刀菌毒素的產生和含量在原料間是不同的。研究人員進行了一項研究，以評定鐮刀菌毒素在飼料工業所用的三種主要農作物（小麥、大麥和不同品系的玉米）中的產生情況。該研究采用液相色譜質譜/質譜聯用（Liquid Chromatograph-Mass Spectrometer/Mass Spectrometer，LC-MS/MS）色譜分析法，對2013年～2015年的作物數據進行分析。每項分析測試了24種鐮刀菌毒素，每種霉菌毒素的陽性標本[>定量限（Limit Of Quantitation，LOQ）]比例和污染的中間水平是用到的兩個主要評定指標。為了避免因地區不同對分析結果的影響，所有樣本均來自同一地區——法國：小麥（n=274）、大麥（n=104）、干玉米粒（n=337）、濕玉米粒（n=119）及青貯玉米（n=557）。由于樣本并非完全隨機選取，因此此項研究的觀測值并不作為參照值，而是作為不同農作物和不同霉菌毒素污染的相對值，以便能更好地理解。

數據顯示，玉米較小麥和大麥更容易受到霉菌毒素的污染（在每個樣本中，玉米的鐮刀菌毒素陽性率為7%，小麥為2%，大麥為3%；圖1）。因此，每種霉菌毒素的陽性樣本比例，玉米的要遠比其他谷物的重要。在所有類型的飼料原料中，嘔吐毒素的污染最常見，且是最主要的鐮刀菌毒素（樣本陽性率>90%，圖2）。然而，其在青貯玉米中的污染水平中間值（1 090 μg/kg）遠遠高于濕玉米（980 μg/kg）、玉米谷粒（720 μg/kg）、小麥（215 μg/kg）及大麥（75 μg/kg）中的含量。玉米谷物中的15-O-乙酰基嘔吐毒素、玉米赤霉烯酮（Zearalenone，ZEA）及伏馬毒素的水平分別為153 μg/kg、135 μg/kg和 345 μg/kg，顯著高于小麥和大麥，后二者分別為15 μg/kg、25 μg/kg和50 μg/kg，20 μg/kg、25 μg/kg和30 μg/kg（圖3）。玉米和秸稈作物之間的不同種植方式（收獲時間、所用的殺菌劑等）可能能夠解釋在鐮刀菌毒素水平上觀察到的差異。

就單種秸稈作物而言，小麥的嘔吐毒素、T-2毒素及伏馬毒素（分別為215 μg/kg、35 μg/kg和50 μg/kg）污染水平中間值均高于大麥的（分別為75 μg/kg、10 μg/kg 和30 μg/kg），然而大麥比小麥（15-O-乙酰基嘔吐毒素為5.8%，3-O-乙酰基嘔吐毒素為16.4%）更容易受到乙酰基嘔吐毒素 （15-O-乙酰基嘔吐毒素為40.4%，3-O-乙酰基嘔吐毒素為17.3%）污染。這與Rishi等（2008）的報道一致，其研究發現，所有的大麥均能分離出15-O-乙酰基嘔吐毒素，而小麥僅有62%。

2 玉米原料中的鐮刀菌毒素

就玉米而言，所有玉米原料的鐮刀菌毒素污染情況非常相近，污染水平的中間值取決于玉米原料的類型。但所有類型的玉米原料受乙酰基嘔吐毒素（15-O-乙酰基嘔吐毒素和3-O-乙酰基嘔吐毒素）的污染情況相似。然而，青貯玉米的雪腐鐮刀菌烯醇污染水平是玉米籽粒（分別為290 μg/kg， 68 μg/kg）的四倍。相反，玉米籽粒的伏馬毒素（320 μg/kg）的污染水平高于青貯玉米（40 μg/kg）和濕玉米（68 μg/kg）。

玉米受嘔吐毒素污染的一個重要特點是，該毒素在玉米葉和莖中的含量遠遠高于其在穗中的含量，而伏馬毒素僅在發生穗腐病時產生（Oldenburg等，2005）。這就是青貯玉米多為嘔吐毒素污染而玉米籽粒多為伏馬毒素污染的原因。不同類型的玉米原料產生玉米赤霉烯酮的情況相似，但其污染水平遠遠低于嘔吐毒素（平均含量：玉米赤霉烯酮<200 μg/kg；嘔吐毒素>700 μg/kg）。至于A型單端孢霉烯族毒素類，其污染情況在所有類型的玉米原料中相似，除一種代謝產物MAS外，MAS在青貯玉米（66.4%）中的含量通常高于其在濕玉米（32.8%）和玉米籽粒（11%）中的含量。

上述意見和理解能使飼料工業更好地控制霉菌毒素的風險。的確，這些數據有助于飼料生產商調整其產品質量監控方案，最大效果地在日糧中使用霉菌毒素吸附劑。正確劑量地使用霉菌毒素吸附劑，將能夠以最佳的成本效應預防動物生產性能的損失原題名：Comparative analysis of fusariotoxins occurrence （英文）

原作者：Olmix技術服務和Eric Marengue（Labocea）