玉米赤霉烯酮降解菌的篩選、鑒定以及降解機(jī)理研究.pdf

1、玉米赤霉烯酮(Zearalenone，ZEN)，又稱F-2毒素，是一種由鐮刀菌產(chǎn)生的類雌激素樣真菌毒素。該毒素廣泛存在于霉變的玉米、高粱、小麥、燕麥、大麥等谷類作物的籽粒以及奶類中。ZEN具有類雌性激素毒性，不僅影響食物安全而且可以通過食物鏈在人體或動(dòng)物體中造成蓄積，進(jìn)而危害人和動(dòng)物的健康。目前對(duì)于ZEN的脫毒處理主要借助于一些物理、化學(xué)和生物學(xué)手段破壞或降低其毒性。由于生物學(xué)方法可以克服傳統(tǒng)的物理和化學(xué)方法中存在的種種弊端，因而利用生

2、物學(xué)手段進(jìn)行真菌毒素脫毒處理則是近年來研究的熱點(diǎn)和焦點(diǎn)。運(yùn)用生物學(xué)方法篩選降解毒素的高效降解菌并將其應(yīng)用于實(shí)踐，對(duì)保護(hù)人民身體健康，降低糧食、畜牧業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失有積極意義。本論文主要通過對(duì)ZEN降解菌株的篩選，獲得具有ZEN降解能力的菌株，并研究該菌株的ZEN降解能力、降解機(jī)理及其降解影響因素。本研究分為四個(gè)部分：
　　 第一部分，ZEN的提純HPL檢測(cè)條件的優(yōu)化。通過對(duì)ZEN毒素提純條件的優(yōu)化，為ZEN降解菌的篩選提供較純的降解

3、底物;HPLC檢測(cè)條件的優(yōu)化，為ZEN降解率測(cè)定提供了靈敏、可靠的分析方法和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，同時(shí)也保證了后續(xù)實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。結(jié)果表明，優(yōu)化的ZEN提取條件為，試驗(yàn)采用甲醇和NaCl溶液為提取劑、超聲提取，濕填硅膠小柱凈化，簡(jiǎn)化了樣品前處理步驟，提高了凈化效果。優(yōu)化的HPLC檢測(cè)條件為，流動(dòng)相為甲醇和水(80/20，V/V)，流速為0.6 ml·min-1，紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為236 nm，最低檢出限為5μg·kg-1，在1.25～40.00μg·m

4、l-1范圍內(nèi)，被測(cè)ZEN濃度與測(cè)定的峰面積呈線性關(guān)系（r=0.9991）;通過對(duì)檢測(cè)方法加標(biāo)回收實(shí)驗(yàn)，得到該檢測(cè)方法回收率約為96.3％。
　　 第二部分，ZEN降解菌株的篩選與鑒定。從受小麥赤霉病長(zhǎng)期污染的土壤中富集篩選到一株ZEN降解菌，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)該菌株具有較強(qiáng)的ZEN降解能力。通過對(duì)該菌株進(jìn)行形態(tài)觀察，生理生化特性測(cè)定及其系統(tǒng)發(fā)育地位的分析，該菌株被初步鑒定為該菌株屬于解淀粉芽孢桿菌(Bacillus amyloliquef

5、aciens)，其16S rDNA序列在GenBank上的登錄號(hào)為HM372880。本實(shí)驗(yàn)室將其命名為:玉米赤霉烯酮降解菌(zearalenonedegradation bacterium, ZDS)。
　　 第三部分，觀察了外界因素對(duì)降解率的影響。主要的影響因素有溫度、培養(yǎng)基初始pH值、搖床轉(zhuǎn)速、接種量、裝液量等。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，ZDS對(duì)ZEN降解的最適條件是:溫度為30℃、pH值為7.0、搖床轉(zhuǎn)速180 rpm、接種量5％、裝液量

6、20 ml·50 ml-1。該菌株在最適降解條件下，能夠在一周內(nèi)完全降解濃度為50 ppm的ZEN且隨著ZEN濃度的增高降解率逐漸降低，當(dāng)ZEN濃度高于100 ppm時(shí)，降解率幾乎為0。
　　 第四部分，對(duì)菌株降解機(jī)理進(jìn)行了初步的探討。利用硫酸銨沉淀的方法確定沉淀降解活性物質(zhì)，同時(shí)對(duì)沉淀的降解活性物質(zhì)粗提液部分特性進(jìn)行初步研究。結(jié)果表明，用飽和度為40％的硫酸銨進(jìn)行沉淀，降解活性物質(zhì)粗提液的降解活性最強(qiáng)，并初步確定菌株ZDS降解