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昆虫催生致命黄曲霉毒素

  一项新的研究表明,昆虫正在帮助农作物上的黄曲霉产生毒素。

  本报讯一种污染了粮食供给的被称为黄曲霉毒素的有毒物质可能会延缓儿童的发育,进而阻碍他们的生长。该毒素也会导致肝癌,暴露在高浓度的黄曲霉毒素下甚至会致人死亡。这种毒素是由一种常见的霉菌——黄曲霉产生的,后者生长于从水稻和谷物到玉米和坚果的农作物上。

  然而只有一些黄曲霉会产生毒素。现在,研究人员已经证明,昆虫会刺激黄曲霉并使其生成黄曲霉毒素,这也意味着应该让昆虫远离食物供给的世界。

  “所有这些对我来说都非常有意义,而这正是我所预测的。”并未参与该项研究的美国威斯康星大学麦迪逊分校微生物学家NancyKeller说,“在这方面做出一项可靠的研究真的很不错。”

  除了对人类的健康造成危害之外,黄曲霉毒素还会对食用这些农作物的农场动物产生影响——据估计,仅在美国每年就造成约2.7亿美元的农业损失。而在发展中国家,这一成本会更高。

  黄曲霉毒素可能也会在能量和营养方面给真菌造成损失。但由于超过2/3的黄曲霉都能产生黄曲霉毒素,因此研究人员认为,这种毒素必然在某种程度上帮助了真菌。

  为了摸清为什么只有一些黄曲霉会产生黄曲霉毒素,康奈尔大学植物病理学家MickeyDrott和他的同事对果蝇进行了研究。

  果蝇和真菌利用相同的植物作为繁殖区,并且吃同样的食物。果蝇幼虫偶尔也会以真菌为食。因此,研究人员认为,这些昆虫可能会促使黄曲霉产生黄曲霉毒素以保护自己及其食物免受昆虫的侵袭。

  在研究人员最初的实验中,Drott和他的同事证实,黄曲霉毒素似乎能够保护黄曲霉对抗昆虫——当他们在果蝇幼虫的食物中加入黄曲霉毒素后,这些蛆虫相继死亡,而真菌则茁壮成长。

  但是这种真菌的生长只发生在当幼虫在周围的时候;一旦幼虫不在了,真菌便停止生长。

  他们指出,与缺乏幼虫时相比,当幼虫在周围时,真菌的毒性会变得更强。而且与没有幼虫时相比,真菌在幼虫出现时也会产生更多的毒素。研究人员认为,所有这一切都表明,当昆虫出现的时候,黄曲霉毒素也会出现。

  研究人员在12月19日的《英国皇家学会学报b卷》上报告了这一研究成果。

  然而并没有参与这项研究的德国不莱梅大学进化生态学家MarkoRohlfs指出,果蝇很少在野外与真菌发生相互作用——像棉铃虫一样的害虫才是更大的威胁。因此,目前还不清楚这些研究结果是否适用于现实世界。他说:“我们迫切需要模拟野外条件的模型系统。”

  尽管如此,Drott说,他的研究表明,在控制毒素的策略中,“与昆虫的相互作用是人们应该开始关注的”方向。

  在其他的方法中,目前针对霉菌的生物控制策略包括用无毒性的真菌来浇田,这样就不会让任何地方被有毒的黄曲霉毒素所侵占。但是,Drott和他的团队的研究表明,潜在的控制方法也应该关注害虫。

  黄曲霉是一种常见腐生真菌。多见于发霉的粮食、粮制品及其它霉腐的有机物。黄曲霉毒素是一类化学结构类似的化合物,均为二氢呋喃香豆素的衍生物。黄曲霉毒素是主要由黄曲霉寄生曲霉产生的次生代谢产物,在湿热地区食品和饲料中出现黄曲霉毒素的几率最高。它们存在于土壤、动植物、各种坚果中,特别容易污染花生、玉米、稻米、大豆、小麦等粮油产品,是霉菌毒素中毒性最大、对人类健康危害极为突出的一类霉菌毒素。2017年,在世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单中,黄曲霉毒素被列为一类致癌物。

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