生物技术进展 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (5): 634-641.DOI: 10.19586/j.2095-2341.2021.0112
收稿日期:
2021-06-16
接受日期:
2021-07-27
出版日期:
2021-09-25
发布日期:
2021-10-08
通讯作者:
司红起
作者简介:
阮双 E-mail: r18683258923@163.com;
基金资助:
Received:
2021-06-16
Accepted:
2021-07-27
Online:
2021-09-25
Published:
2021-10-08
Contact:
Hongqi SI
摘要:
近年来,由于全球气候急剧变化以及栽培、耕作制度的转变,导致禾谷镰刀菌引起的赤霉病频繁发生,不仅使小麦大面积减产,严重影响其品质,也造成经济上的重大损失。受赤霉菌侵染的小麦会在籽粒中产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素,该毒素广泛污染小麦及其制品、粮油食品和饲料等,是世界上污染面积最大、污染量最高,对小麦危害最严重的真菌毒素之一。DON可以产生广泛的毒性效应,具有很强的细胞毒性,有明显胚胎毒性和一定致畸作用,严重威胁食品安全、人和动物健康。因此,对DON毒素调控机理及防控的研究已成为当前高度关注的热点问题之一。通过综述DON的理化性质、毒性机理、污染特征、分布规律、检测方法以及小麦抗DON毒素积累机制等方面的进展,以期为小麦抗DON毒素育种提供参考依据。
中图分类号:
阮双, 司红起. 小麦DON毒素研究进展[J]. 生物技术进展, 2021, 11(5): 634-641.
Shuang RUAN, Hongqi SI. Research Progress on DON Toxin in Wheat[J]. Current Biotechnology, 2021, 11(5): 634-641.
物种 | DON代谢物 |
---|---|
植物 | 3‑O‑葡萄糖苷呕吐毒素(DON‑3G) |
动物 | 3‑葡萄糖苷-呕吐毒素(DON‑3GA)、15‑葡萄糖苷-呕吐毒素(DON‑15GA) |
真菌 | 3‑乙酰基呕吐毒素(3Ac‑DON)、15‑乙酰基呕吐毒素(15Ac‑DON) |
细菌 | 脱环氧基-呕吐毒素(DOM‑1) |
表1 不同物种DON代谢物
Table 1 The DON metabolites of different species
物种 | DON代谢物 |
---|---|
植物 | 3‑O‑葡萄糖苷呕吐毒素(DON‑3G) |
动物 | 3‑葡萄糖苷-呕吐毒素(DON‑3GA)、15‑葡萄糖苷-呕吐毒素(DON‑15GA) |
真菌 | 3‑乙酰基呕吐毒素(3Ac‑DON)、15‑乙酰基呕吐毒素(15Ac‑DON) |
细菌 | 脱环氧基-呕吐毒素(DOM‑1) |
国家/地区/组织 | 食品类别 | 限量标准/(μg·kg-1) |
---|---|---|
中国 | 未加工硬粒小麦和燕麦 | 1 750 |
小麦及其制品、麦片、小麦粉 | 1 000 | |
面粉、干麦麸 | 750 | |
面包、糕点、早餐麦片 | 500 | |
美国 | 小麦及小麦制品 | 4 000 |
面粉、麸皮、胚芽 | 1 000 | |
加拿大 | 未清洗的软质小麦 | 2 000 |
日本 | 小麦及其制品 | 1 100 |
欧盟 | 未加工硬质小麦、燕麦 | 1 750 |
面包、糕点、饼干 | 500 | |
婴儿谷物食品 | 200 | |
国际食品法典委员会 (Codex Alimentarius Commission,CAC) | 小麦、大麦 | 2 000 |
面粉、粗粉、麦片 | 1 000 | |
婴儿谷物食品 | 200 |
表2 部分国家/地区或组织对小麦及其制品的DON毒素限量标准[25-26]
Table 2 The limit standard of DON toxin for wheat and its products in some countries, regions or organization[25-26]
国家/地区/组织 | 食品类别 | 限量标准/(μg·kg-1) |
---|---|---|
中国 | 未加工硬粒小麦和燕麦 | 1 750 |
小麦及其制品、麦片、小麦粉 | 1 000 | |
面粉、干麦麸 | 750 | |
面包、糕点、早餐麦片 | 500 | |
美国 | 小麦及小麦制品 | 4 000 |
面粉、麸皮、胚芽 | 1 000 | |
加拿大 | 未清洗的软质小麦 | 2 000 |
日本 | 小麦及其制品 | 1 100 |
欧盟 | 未加工硬质小麦、燕麦 | 1 750 |
面包、糕点、饼干 | 500 | |
婴儿谷物食品 | 200 | |
国际食品法典委员会 (Codex Alimentarius Commission,CAC) | 小麦、大麦 | 2 000 |
面粉、粗粉、麦片 | 1 000 | |
婴儿谷物食品 | 200 |
常用DON毒素检测方法 | 英文简称 | 特点 |
---|---|---|
同位素稀释液相色谱-串联质谱法 | ID‑LC/MS/MS | 操作简便、快速,具有很高的准确度和灵敏度 |
免疫亲和层析净化高效液相色谱法 | IAC‑HPLC | 灵敏度高、重复性好、专属性高,但耗时长、成本高 |
薄层色谱测定法 | TLC | 操作简单、高效、灵敏、快速分离 |
酶联免疫吸附测定法 | ELISA | 操作便捷、快速检测、试用性较强,结果较准确 |
表3 常用的DON检测方法
Table 3 Commonly used DON detection method
常用DON毒素检测方法 | 英文简称 | 特点 |
---|---|---|
同位素稀释液相色谱-串联质谱法 | ID‑LC/MS/MS | 操作简便、快速,具有很高的准确度和灵敏度 |
免疫亲和层析净化高效液相色谱法 | IAC‑HPLC | 灵敏度高、重复性好、专属性高,但耗时长、成本高 |
薄层色谱测定法 | TLC | 操作简单、高效、灵敏、快速分离 |
酶联免疫吸附测定法 | ELISA | 操作便捷、快速检测、试用性较强,结果较准确 |
亲本材料 | 群体 | DON积累抗性位点(QTL) | 最大表型变异率 |
---|---|---|---|
Nanda2419‑Wangshuibai | RIL | 2A、3B、4B、5A、6B、6D、7A、7D | 23.4%[ |
Arina‑NK93604 | DH | 1A、1B、2A、6B、7A | 27.9%[ |
Wang shui bai‑Wheaton | RIL | 1A、1B、3A、3B、4B、5A、5D、7A | 33.9%[ |
Wang shui bai‑Annong8455 | RIL | 2A、3B、5A | —[ |
Ernie‑Mo94‑317 | RIL | 2B、3B、4B、5A | 14%[ |
VAOOW‑38 × Pioneer 26R46 | RIL | 2A、5B | 13.4%[ |
NC‑Neuse‑AGS 2000 | RIL | 1A、1B、1D、2A、4A、5B | 18.2%[ |
IL94‑1653‑Patton | RIL | 2B | 4.2%[ |
Arina‑Riband | DH | 4D、6B、7D | 11.7%[ |
Sumai 3‑Gamenya | DH | 2D | 25%[ |
表4 部分与DON积累抗性相关的QTL
Table 4 Some QTLs related to DON accumulation resistance
亲本材料 | 群体 | DON积累抗性位点(QTL) | 最大表型变异率 |
---|---|---|---|
Nanda2419‑Wangshuibai | RIL | 2A、3B、4B、5A、6B、6D、7A、7D | 23.4%[ |
Arina‑NK93604 | DH | 1A、1B、2A、6B、7A | 27.9%[ |
Wang shui bai‑Wheaton | RIL | 1A、1B、3A、3B、4B、5A、5D、7A | 33.9%[ |
Wang shui bai‑Annong8455 | RIL | 2A、3B、5A | —[ |
Ernie‑Mo94‑317 | RIL | 2B、3B、4B、5A | 14%[ |
VAOOW‑38 × Pioneer 26R46 | RIL | 2A、5B | 13.4%[ |
NC‑Neuse‑AGS 2000 | RIL | 1A、1B、1D、2A、4A、5B | 18.2%[ |
IL94‑1653‑Patton | RIL | 2B | 4.2%[ |
Arina‑Riband | DH | 4D、6B、7D | 11.7%[ |
Sumai 3‑Gamenya | DH | 2D | 25%[ |
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