黃曲霉是一種常見的腐生真菌，侵染花生、玉米、大米等常見作物，并在貯藏和加工過程中污染多種食品和飼料。黃曲霉產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物黃曲霉毒素是一類致癌物，全球多達(dá)28%的原發(fā)性肝細(xì)胞癌病例由黃曲霉毒素引起，黃曲霉及毒素嚴(yán)重威脅人體健康。此外，黃曲霉毒素超標(biāo)問題也成為我國食品和農(nóng)產(chǎn)品出口歐盟的最大阻礙。因此，研究黃曲霉毒素合成調(diào)控機(jī)制，防控毒素污染是保障食品安全、穩(wěn)定出口貿(mào)易的國家重大需求。
前期有報(bào)道表明黃曲霉在不同食品基質(zhì)上的產(chǎn)毒能力存在差異，但并未解析其機(jī)制。本研究在花生、玉米、大米三種不同食品基質(zhì)上培養(yǎng)黃曲霉，檢測黃曲霉毒素產(chǎn)量，并利用比較轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組技術(shù)分析黃曲霉在不同基質(zhì)上的轉(zhuǎn)錄表達(dá)水平和蛋白表達(dá)水平。結(jié)果表明，在玉米和大米液體培養(yǎng)基中黃曲霉毒素產(chǎn)量明顯高于花生液體培養(yǎng)基，組學(xué)分析和qPCR檢測揭示黃曲霉合成起始步驟基因aflA、aflB、aflC以及底物合成基因關(guān)鍵基因accA在玉米和大米培養(yǎng)基中明顯上調(diào)；進(jìn)一步KEGG和GO富集分析發(fā)現(xiàn)，與花生相比，在玉米培養(yǎng)基培養(yǎng)時(shí)，黃曲霉中乙酰輔酶A合成和積累相關(guān)基因大量上調(diào)，而導(dǎo)致乙酰輔酶A消耗和利用的相關(guān)基因下調(diào)，因此玉米基質(zhì)導(dǎo)致毒素合成底物乙酰輔酶A大量積累；同時(shí)，本研究發(fā)現(xiàn)玉米基質(zhì)上，黃曲霉淀粉代謝相關(guān)基因明顯上調(diào)。綜合上述結(jié)論，推測不同食品基質(zhì)從底物供給水平影響黃曲霉毒素合成，不同食品基質(zhì)中碳源類型差異（淀粉含量）是導(dǎo)致黃曲霉產(chǎn)毒差異的最重要原因。本研究從基因和蛋白層面解析了黃曲霉在不同食品基質(zhì)上的產(chǎn)毒差異，為黃曲霉及毒素的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和防控奠定了理論基礎(chǔ)。
該文章2020年7月發(fā)表在《Frontier in Microbiology》雜志（二區(qū)，4.235），研究得到了“十三五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程的資助。
文章來源：https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2020.01497/full
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