張紊瑋，王艷玲，薛華麗，畢 陽,*

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050；3.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

單端孢霉烯族毒素是由鐮刀菌屬（Fusarium）、單端孢霉屬（Trichthecium）、漆斑霉屬（Myrothecium）、葡萄穗霉屬（Stachybotrys）等絲狀真菌產(chǎn)生的有毒的次級(jí)代謝產(chǎn)物[1]，其不僅廣泛存在于小麥、大麥、玉米等禾谷類作物籽粒中[2-6]，也存在于蘋果、梨、馬鈴薯、葡萄等果蔬[7-8]以及肉、蛋、奶等畜產(chǎn)品中[3,9-10]。單端孢霉烯族毒素種類繁多，目前已超過200 種[11]，典型的共同特征是具有C9,10-雙鍵和C12,13-環(huán)氧化的倍半萜烯骨架結(jié)構(gòu)。根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同，單端孢霉烯族毒素可分為A型、B型、C型、D型4 類（圖1、表1），A型在C8位上有羥基（—OH）或酯基（—COOR）相連，主要包括T-2毒素（T-2 toxin，T-2）、HT-2毒素（HT-2 toxin，HT-2）、二乙酰鑣草鐮刀菌烯醇（diacetoxyscirpenol，DAS）、新茄病鐮刀菌烯醇（neosolaniol，NEO）等；B型在C8位上連接羰基（—C＝O），主要包括脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON）、雪腐鐮刀菌烯醇（nivalenol，NIV）、3-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（3-acetyldeoxynivalenol，3-ADON）、15-乙酰脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（15-acetyldeoxynivalenol，15-ADON）等；C型在C7、C8位上環(huán)氧化，如扁蟲菌素；D型在C4、C15位上連接一個(gè)大環(huán)，如疣皰菌素A、桿孢菌素E等。

圖 1 單端孢霉烯族毒素的基本結(jié)構(gòu)[1]Fig. 1 Chemical structures of trichothecenes[1]

表 1 A型和B型單端孢霉烯毒素取代基的區(qū)別Table 1 Comparison of substituent groups in type A and type B trichothecenes

鐮刀菌產(chǎn)生的單端孢霉烯族毒素主要由A型和B型組成。A型以T-2為代表，其是目前污染最廣、毒性最強(qiáng)的真菌毒素之一；B型以DON及乙酰化的DON為代表，是存在最為廣泛的真菌毒素[12]。單端孢霉烯族毒素能夠抑制真核細(xì)胞蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成，破壞細(xì)胞分裂、線粒體和膜功能，對(duì)造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)有很強(qiáng)的毒性，具有致畸、致癌、致突變作用[13-16]。鑒于鐮刀菌單端孢霉烯族毒素污染的普遍性，以及其對(duì)人類健康和糧食安全形成的巨大威脅，真菌毒素的控制顯得尤為重要。從基因水平研究毒素的代謝及調(diào)控，掌握真菌毒素的生物合成途徑，可為毒素防控、毒素脫除技術(shù)的發(fā)展提供理論支撐。因此，本文對(duì)鐮刀菌單端孢霉烯族毒素的生物合成途徑、功能基因及相關(guān)代謝調(diào)控的機(jī)理進(jìn)行了綜述，并結(jié)合自身相關(guān)研究基礎(chǔ)提出了展望，以期為更好地理解和深入探究鐮刀菌單端孢霉烯族毒素產(chǎn)毒機(jī)理和調(diào)控機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 單端孢霉烯族毒素生物合成的相關(guān)基因

近年來，禾谷鐮刀菌（Fusarium graminearum）全基因組序列的公布為基因水平研究鐮刀菌真菌毒素的代謝提供了便利[17]。隨著單端孢霉烯族毒素合成基因和基因簇不斷被發(fā)掘和研究，單端孢霉烯族毒素的生物合成途徑已經(jīng)較為清楚[17-20]。單端孢霉烯族毒素合成過程中至少有15 個(gè)基因參與毒素合成[11]，在擬枝孢鐮刀菌（Fusarium sporotrichioides）和F. graminearum中發(fā)現(xiàn)12 個(gè)Tri相關(guān)基因（Tri5、Tri4、Tri6、Tri3、Tri11、Tri12、Tri7、Tri10、Tri13、Tri8、Tri9和Tri14）組成Tri5基因簇[18]，排列在一個(gè)長(zhǎng)25 kb的DNA片段上，具有相似的結(jié)構(gòu)和高度的保守性（圖2）。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)與單端孢霉烯族毒素合成相關(guān)的基因中有3 個(gè)基因家族：Tri5基因簇、Tri1～Tri16基因簇和Tri101基因簇，這3 個(gè)基因簇不僅位于不同的位置，而且在不同的染色體上[11,18]。參與單族毒素合成的絕大部分基因的序列及功能已經(jīng)清楚（表2），包括編碼單端孢霉二烯合酶的Tri5、編碼P450單加氧酶的Tri4、Tri11和Tri13、編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的Tri6和Tri10、編碼乙?；D(zhuǎn)移酶的Tri7、Tri3、Tri16和Tri101、編碼酯酶的Tri8、編碼羥化酶的Tri1、編碼毒素輸出泵的Tri12。另外，Tri9編碼一個(gè)由43 個(gè)氨基酸組成的蛋白，與現(xiàn)有的任何蛋白都沒有同源性，到目前為止功能未知[20]；Tri14對(duì)于毒素的合成不是必須的，且功能未知，但是在侵染小麥時(shí)與高致病性及毒素合成相關(guān)，表明Tri14在特定條件下影響單端孢霉烯族毒素的合成[21]。

表 2 單端孢霉烯族Tri5基因簇、Tri1～Tri16基因簇、Tri101基因簇基因及其功能[18]Table 2 Functions of Tri genes in Tri5, Tri1-16 and Tri101 gene clusters[18]

在產(chǎn)不同毒素類型的鐮刀菌中，個(gè)別Tri基因也有一些差異[11]。Tri1在產(chǎn)T-2的F. sporotrichioides和產(chǎn)DON、NIV毒素的F. graminearum中只有59%的同源性，共同編碼羥化酶，但是具有不同的功能。F. graminearum TRI1催化C7和C8位羥基化，F(xiàn). sporotrichioides TRI1只催化C8位羥基化。Tri16最初發(fā)現(xiàn)在F. sporotrichioides Tri1～Tri16基因簇內(nèi)位于Tri1基因的下游，編碼一種乙?；D(zhuǎn)移酶，催化C8位形成酯基，是合成T-2、HT-2等A型毒素特有的Tri基因。在F. graminearum中，Tri16假基因與Tri1毗鄰，位于Tri1上游，且不具有功能活性。在T-2、NIV毒素產(chǎn)生菌中，Tri13編碼細(xì)胞色素P450單加氧酶，催化C4位羥基化，Tri7編碼乙?；D(zhuǎn)移酶，催化C4位乙酰化；在DON產(chǎn)生菌中，Tri13、Tri7不具有功能活性；在產(chǎn)NIV的DON產(chǎn)生菌中，Tri13、Tri7具有功能活性，催化底物C4位羥基乙?；瘡亩M(jìn)入NIV合成途徑。這表明F. graminearum中Tri13、Tri7基因可能是導(dǎo)致不同類型菌株產(chǎn)生不同類型毒素的關(guān)鍵，Tri13、Tri7基因被用于區(qū)分DON和NIV毒素化學(xué)型及不同的鐮刀菌。另外，在F. graminearum中構(gòu)建Tri7缺失突變體，結(jié)果積累了HT-2而沒有合成T-2，表明Tri7基因與C4位上加氧乙?；嚓P(guān)，Tri7基因可能是導(dǎo)致A型毒素菌株產(chǎn)生不同毒素的一個(gè)關(guān)鍵基因。

圖 2 產(chǎn)不同毒素的鐮刀菌單端孢霉烯族毒素合成基因簇的比較[18]Fig. 2 Comparison of trichothecene gene clusters in different chemotype strains of Fusarium[18]

2 單端孢霉烯族毒素生物合成途徑及相關(guān)酶

單端孢霉烯族毒素的生物合成起始于tFPP環(huán)化形成單端孢霉二烯，再經(jīng)過一系列的加氧、異構(gòu)化、環(huán)化和酯化反應(yīng)最終形成不同結(jié)構(gòu)的單端孢霉烯族毒素（圖3）。不同種的鐮刀菌具有相同的單端孢霉烯族毒素合成途徑[17-18]。單端孢霉烯具有法尼基焦磷酸合成的骨架，法尼基焦磷酸是一種普遍的中間代謝產(chǎn)物，是固醇、輔酶Q、多萜醇等眾多重要化合物的中間代謝物[22]，由異戊二烯焦磷酸縮合而成。Tir5基因編碼的單端孢霉二烯合酶催化tFPP環(huán)化形成單端孢霉二烯，其是開始合成單族毒素的第1個(gè)前體物質(zhì)，該反應(yīng)為單端孢霉烯族毒素合成途徑的第1個(gè)限速步驟[23-24]。

圖 3 鐮刀菌單端孢霉烯族毒素生物合成途徑[1]Fig. 3 Proposed trichothecene biosynthetic pathway in Fusarium[1]

緊接著單端孢霉二烯在Tri4基因編碼的多功能P450單加氧酶催化下經(jīng)由4 步加氧反應(yīng)合成異單端孢霉烯三醇，其中首先在單端孢霉二烯的C2位上加羥基，接著在C12和C13位上環(huán)氧化、C11位上羥基化，最后在C3位上羥基化[25]。隨后發(fā)生兩步非酶促反應(yīng)：第1步，通過異構(gòu)化反應(yīng)，異單端孢霉烯三醇C9位羥基取代了C11位羥基，形成單端孢霉烯三醇；第2步，單端孢霉烯三醇C2位氧原子與C11位之間環(huán)化成一個(gè)吡喃環(huán)生成異單端孢霉菌醇，成為第1個(gè)具有三環(huán)核心結(jié)構(gòu)和C12,13-環(huán)氧化結(jié)構(gòu)的單端孢霉烯族化合物的骨架結(jié)構(gòu)[11]。

異單端孢霉菌醇在Tri101基因編碼的乙?；D(zhuǎn)移酶作用下C3位羥基乙?；僧悊味随呙顾?，C3位的乙酰化對(duì)下步反應(yīng)是必須的[26-27]。異單端孢霉素在Tri11基因編碼的P450單加氧酶催化下C15位羥基化生成15-脫乙酰麗赤殼菌素[28]，異單端孢霉素C15位羥基化之后，在Tri3基因編碼的乙酰基轉(zhuǎn)移酶催化下C15位羥基乙?；甥惓鄽ぞ豙29]。麗赤殼菌素經(jīng)過不同的生物合成途徑可分別生成T-2、NIV和DON等單端孢霉烯族毒素，最終由Tri12基因編碼的毒素輸出泵運(yùn)出菌體外[30-31]。

在產(chǎn)T-2和NIV毒素的鐮刀菌中，麗赤殼菌素經(jīng)過Tri13基因編碼的細(xì)胞色素P450單加氧酶的催化，C4位羥基化形成3,15-二乙酰鑣草鐮刀菌烯醇，接著在Tri7基因編碼的乙?；D(zhuǎn)移酶催化下C4位羥基乙?；纬?,4,15-三乙酰鑣草鐮刀菌烯醇[32]。接下來，3,4,15-三乙酰鑣草鐮刀菌烯醇在產(chǎn)T-2的F. sporotrichioide中和產(chǎn)NIV毒素的F. graminearum中分別通過不同的代謝途徑生成T-2或NIV[33]。在F. graminearum中Tri1基因編碼的細(xì)胞色素P450單加氧酶催化C7和C8位羥基化[34]，接著C8位羰基化形成3,4,15-三乙?；鵑IV，在Tri8基因編碼的酯酶催化下C3位脫乙?；又鳦15和C4位分別脫乙?；鵞35]，最終形成NIV毒素；而在F. sporotrichioide中Tri1基因編碼細(xì)胞色素P450單加氧酶只催化C8位羥基化[36]，接著在Tri16基因編碼的乙酰基轉(zhuǎn)移酶催化下C8位形成含有異戊酸單體結(jié)構(gòu)的酯基[37]，最后通過Tri8基因編碼的酯酶催化C3位脫乙酰基從而形成T-2[35]。

在產(chǎn)DON的F. graminearum中，Tri13基因失活，從而不能將C4位羥基化，麗赤殼菌素在Tri1基因編碼的細(xì)胞色素P450單加氧酶作用下催化C7和C8位羥基化[34]，形成7,8-二羥基麗赤殼菌素。接著C8位羰基化，生成3,15-ADON，在Tri8基因編碼的酯酶催化下C3位脫乙酰基形成15-ADON[35]。3,15-ADON在C15位脫乙?；?-ADON，兩者分別在C15位和C3位脫去乙?；罱K生成DON。在產(chǎn)NIV毒素的F. graminearum中，3,15-ADON還可以在Tri13基因編碼的細(xì)胞色素P450單加氧酶的催化下C4位羥基化，接著在Tri7基因編碼的乙?；D(zhuǎn)移酶催化下C4位羥基乙?；纬?,4,15-三乙?；鵑IV，進(jìn)入NIV合成途徑[33]。由此看來，單端孢霉烯族毒素的生物合成途徑是一系列Tri基因編碼酶催化的氧化、酯化反應(yīng)，在這個(gè)過程中需要轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的參與并需要一系列相關(guān)基因的表達(dá)，一起構(gòu)成一種網(wǎng)式互作，個(gè)別Tri基因的差異是導(dǎo)致合成不同類型毒素的關(guān)鍵。

3 單端孢霉烯族毒素合成的分子調(diào)控

盡管單端孢霉烯族毒素的生物合成途徑已經(jīng)基本清楚，但是代謝途徑中涉及到相關(guān)Tri基因的分子調(diào)控，相比而言了解較少。在Tri5基因簇中，Tri6、Tri10被證實(shí)編碼兩種不同結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)錄因子，正向調(diào)控單族毒素生物合成的相關(guān)基因[38]。在F. sporotrichioide中將Tri10敲除，T-2合成受阻，同時(shí)顯著降低包括Tri6基因在內(nèi)的其他Tri基因的表達(dá)量。在F. graminearum中構(gòu)建Tri6和Tri10缺失突變株侵染麥穗能顯著降低致病性。從轉(zhuǎn)錄水平對(duì)RNA進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)包括Tri基因在內(nèi)的超過200 個(gè)基因表達(dá)量發(fā)生了變化，其中一半基因在啟動(dòng)子區(qū)具有TRI6調(diào)控因子的結(jié)合序列。這就表明Tri6是一個(gè)綜合的調(diào)節(jié)因子，不僅調(diào)控單端孢霉烯族毒素合成相關(guān)Tri基因的表達(dá)，還調(diào)控這些涉及毒素合成上游異戊二烯途徑相關(guān)基因及其他基因的表達(dá)[39]。在F. graminearum中，Tri10調(diào)控Tri6的表達(dá)，Tri6還反向調(diào)控Tri10的表達(dá)。將Tri10敲除后對(duì)Tri6的表達(dá)沒有明顯的影響。此外，Tri14被認(rèn)為是Tri基因的調(diào)控因子，在F. sporotrichioides和F. graminearum中將Tri14敲除，體外實(shí)驗(yàn)表明對(duì)毒素的合成沒有影響，而侵染小麥的體內(nèi)實(shí)驗(yàn)卻降低了F. graminearum的致病性，并且使其失去了產(chǎn)生毒素的能力[21]。Tri15基因被認(rèn)為是與毒素合成相關(guān)的第4個(gè)基因簇，編碼鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子，在F.sporotrichioides中負(fù)向調(diào)控其他Tri基因的表達(dá)。然而，在F. graminearum中將Tri15敲除對(duì)毒素的合成和致病性都沒有影響[40]。由此看出，單端孢霉烯族毒素生物合成途徑中的Tri基因受到轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控，其在不同種的鐮刀菌中以及不同環(huán)境條件下，對(duì)毒素合成的調(diào)控及致病性的影響都是不同的（圖4）。

在鐮刀菌單端孢霉烯族毒素生物合成途徑中，由tFPP經(jīng)過Tri5基因編碼的單端孢二烯合酶催化生成單端孢霉二烯，然后依次在Tri4、Tri101、Tri11和Tri3基因編碼的P450單加氧酶、乙酰基轉(zhuǎn)移酶、羥化酶和乙酰基轉(zhuǎn)移酶的催化下最終生成麗赤殼菌素，這10 步反應(yīng)是A型和B型毒素產(chǎn)生菌中共有的代謝途徑[11]。在F. sporotrichioides中和產(chǎn)NIV毒素的F. graminearum中，Tri13和Tri7基因具有功能活性，麗赤殼菌素在Tri13基因編碼的細(xì)胞色素P450單加氧酶、Tri7基因編碼的乙?；D(zhuǎn)移酶的作用下C4位加氧羥基化、乙?；?,4,15-三乙酰鑣草鐮刀菌烯醇。在T-2產(chǎn)生菌中，3,4,15-三乙酰鑣草鐮刀菌烯醇經(jīng)過F.s Tri1、F.s Tri16、F.s Tri8編碼的羥化酶、乙酰基轉(zhuǎn)移酶、酯酶的催化下生成T-2[33]。F.s Tri16是生成T-2、HT-2鐮刀菌所特有的編碼乙?；D(zhuǎn)移酶的基因，能催化C8位形成含有異戊酸單體結(jié)構(gòu)的酯基。在產(chǎn)NIV毒素的F. graminearum中，3,4,15-三乙酰鑣草鐮刀菌烯醇經(jīng)過F.g Tri1、F.g Tri8編碼酶的催化生成4-乙酰NIV，最終生成NIV。在DON產(chǎn)生菌中，Tri13和Tri7基因沒有功能活性，所以C4位上沒有加氧。麗赤殼菌素在F.g Tri1、F.g Tri8基因編碼酶的催化下生成3-ADON或15-ADON，最終形成DON[33]。合成3-ADON或15-ADON是由菌株特異性導(dǎo)致的，取決于編碼酯酶Tri8基因的序列[41]。不同類型的單端孢霉烯族毒素生物合成的基因簇比較表明，參與毒素合成的基因大多數(shù)是相同的，但也有個(gè)別差異。參與的代謝途徑不同以及基因的差異是導(dǎo)致形成不同毒素的根本原因。

圖 4 單端孢霉烯族毒素生物合成的分子調(diào)控機(jī)制Fig. 4 overview of molecular regulation mechanism involved in the transcription of trichothecenes biosynthetic genes

單端孢霉烯族毒素的生物合成除了受特異的轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子調(diào)控之外，還受到與外界環(huán)境因素密切相關(guān)的全局性調(diào)控因子的調(diào)控。pH值是一個(gè)影響單端孢霉烯族毒素合成的重要環(huán)境因素。F. graminearum在pH值低緩沖合成培養(yǎng)基中生長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致環(huán)境pH值降低，Tri基因的表達(dá)和毒素的合成與pH值呈正相關(guān)；而在中性乃至堿性條件下抑制毒素的合成和Tri基因的表達(dá)[42]。在Aspergillus nidulans中發(fā)現(xiàn)pH值調(diào)控系統(tǒng)，在堿性條件下6 個(gè)pal基因編碼產(chǎn)物激活鋅指結(jié)構(gòu)調(diào)控因子PacC，PacC進(jìn)入細(xì)胞核與具有“GCCARG”特異識(shí)別序列的啟動(dòng)子結(jié)合從而指導(dǎo)基因的轉(zhuǎn)錄[43]。在F. verticillioides中也發(fā)現(xiàn)Pac1調(diào)控伏馬菌素的合成[44]。在F. graminearum中發(fā)現(xiàn)Pac1直接參與了由pH值介導(dǎo)調(diào)控單端孢霉烯族毒素的合成，表明在酸性條件下表達(dá)組成型有活性的Pac1因子顯著抑制了Tri基因的表達(dá)并降低了毒素的積累；缺失Pac1突變株與野生型菌株相比，在酸性條件下早期誘導(dǎo)了Tri基因的表達(dá)和毒素的合成[42]。在包括Tri6及其他Tri基因的啟動(dòng)子區(qū)中發(fā)現(xiàn)具有PacC結(jié)合序列“GCCARG”，從而表明PacC直接調(diào)控Tri6的表達(dá)，進(jìn)而間接調(diào)控其他Tri基因的表達(dá)或同樣直接調(diào)控Tri基因的表達(dá)來影響毒素的積累[42]。光照也是一種重要的影響真菌生長(zhǎng)的刺激信號(hào)。真菌感受光刺激會(huì)做出反應(yīng)，調(diào)整代謝通路來適應(yīng)環(huán)境的變化。除了光調(diào)控受體蛋白WC-1和WC-2之外[45]，在A. nidulans中發(fā)現(xiàn)velvet基因編碼的VeA也是一種重要的光調(diào)控蛋白。大量研究表明VeA參與了絲狀真菌代謝相關(guān)基因的表達(dá)和次級(jí)代謝產(chǎn)物的合成[46-47]。A. nidulans中，柄曲霉素生物合成基因簇由轉(zhuǎn)錄激活因子aflR基因激活調(diào)控，VeA可通過影響aflR的轉(zhuǎn)錄表達(dá)調(diào)控柄曲霉素的合成[48]；在F. verticillioides中，F(xiàn).v VE1調(diào)控伏馬菌素的生物合成[49]；在F. fujikuroi中，F(xiàn).f Vel1和F.f Lae1調(diào)控伏馬菌素和鐮刀菌素C的合成[50]；在F. graminearum中，F(xiàn).g VeA通過調(diào)控Tri6的表達(dá)來正向調(diào)控DON的生物合成和影響致病性[51]。絲狀真菌的次級(jí)代謝途徑非常復(fù)雜，許多調(diào)節(jié)次級(jí)代謝的調(diào)控因子大多已被鑒定，但是具體的調(diào)節(jié)機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié) 語

鐮刀菌產(chǎn)生的單端孢霉烯族毒素既是自身生長(zhǎng)過程中分泌的一種次級(jí)代謝產(chǎn)物，同時(shí)也可以被認(rèn)為是鐮刀菌因外界環(huán)境改變而產(chǎn)生的一種適應(yīng)反應(yīng)，可見鐮刀菌真菌毒素受到一系列復(fù)雜的鐮刀菌與寄主、鐮刀菌與環(huán)境等互作過程的綜合調(diào)控[52-54]。目前，對(duì)真菌毒素的發(fā)生、檢測(cè)、毒性等研究多有報(bào)道[55-62]，而對(duì)毒素生物合成及調(diào)控機(jī)理方面報(bào)道并不多[63-64]，所以更應(yīng)該深入研究真菌毒素的生物合成及其遺傳信息、分子機(jī)制，以推動(dòng)農(nóng)業(yè)和食品行業(yè)中真菌毒素的防控與去除。本文針對(duì)目前食品中最常見的鐮刀菌單端孢霉烯族毒素的生物合成及其分子調(diào)控進(jìn)行了綜述，分別闡釋了單端孢霉烯族毒素合成的相關(guān)基因、合成途徑及相關(guān)酶和分子調(diào)控機(jī)理。鐮刀菌單端孢霉烯族毒素的生物合成途徑是一系列Tri基因編碼酶催化的氧化、酯化反應(yīng)，在這個(gè)過程中需要轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子的參與并需要一系列Tri基因的表達(dá)，一起構(gòu)成一種網(wǎng)式互作。由鐮刀菌單端孢霉烯族毒素生物合成途徑可以看出，毒素形成的差異主要是由代謝途徑和基因差異決定的，如果能夠調(diào)控合成途徑中的關(guān)鍵基因的表達(dá)，則可以起到調(diào)控毒素積累的作用。

植物體內(nèi)能夠合成多種多酚類物質(zhì)來抵抗病原真菌的侵入，這些物質(zhì)也能抑制真菌的生長(zhǎng)和毒素的積累：例如木脂素松脂醇、開環(huán)異落葉松脂素可抑制F. graminearum的生長(zhǎng)和毒素的積累[65]；黃酮和呋喃香豆素在抑制F. graminearum毒素合成的同時(shí)還抑制單端孢霉烯族毒素合成中Tri4基因編碼酶的活性[66]；阿魏酸可有效抑制B型單端孢霉烯族毒素的積累和Tri基因的表達(dá)[67-68]；肉桂酸類、苯乙酮類、苯甲酸類、苯丙素類、羥基聯(lián)苯類等對(duì)F. culmorum產(chǎn)B型毒素有抑制作用[69]。Atanasova-Pénichon等報(bào)道了綠原酸在對(duì)抵抗玉米粒中F. graminearum的侵染和DON的積累中起到積極作用[70]；本課題組的研究發(fā)現(xiàn)1.25 mmol/L綠原酸對(duì)F. sulphureum具有抑制效果，可引起細(xì)胞膜通透性增大，細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)滲漏到胞外，并且發(fā)現(xiàn)引起F. sulphureum Tri5、Tri4、Tri6、Tri10、Tri12基因表達(dá)量的下調(diào)，與Ferruz等[71-72]報(bào)道的綠原酸在低濃度（0.5 mmol/L）時(shí)對(duì)F. sporotrichioides生物量沒有抑制作用，但降低了毒素的積累，下調(diào)了Tri5、Tri6、Tri12基因的表達(dá)量，在高濃度（2.5～10.0 mmol/L）時(shí)可完全抑制菌體的生長(zhǎng)的結(jié)論一致。Martínez等[73]報(bào)道了2.5～10.0 μg/μL綠原酸對(duì)于F. solani等多種植物病原真菌具有抑制作用，可抑制孢子萌發(fā)和菌絲體的生長(zhǎng)，破壞細(xì)胞膜，造成細(xì)胞裂解，與本課題組研究結(jié)果一致。

農(nóng)產(chǎn)品中積累的真菌毒素對(duì)人畜的健康造成較大威脅，所以，開展防控農(nóng)產(chǎn)品中真菌毒素污染的研究顯得尤為重要和迫切?；瘜W(xué)殺菌劑雖然可有效控制鐮刀菌引起的危害，但其殘留不僅會(huì)危害人類健康，還會(huì)導(dǎo)致鐮刀菌產(chǎn)生抗藥性和環(huán)境污染。因此，尋找安全、高效、環(huán)保的真菌毒素抑制劑便成為當(dāng)前食品安全控制中亟待解決的問題。植物體內(nèi)的天然化合物是生物可降解并且可再生的，對(duì)于植物病害的防控具有很好的應(yīng)用前景。目前，降低單端孢霉烯族毒素積累的研究主要集中在篩選高效、天然、無毒的多酚類物質(zhì)，以及對(duì)一些相關(guān)Tri基因或是關(guān)鍵酶進(jìn)行單獨(dú)研究[65-72]，缺乏整體、系統(tǒng)的探索。對(duì)于這些物質(zhì)調(diào)控單端孢霉烯族毒素產(chǎn)生的分子機(jī)制目前尚不清楚。鑒于目前尚鮮有理想的防控農(nóng)產(chǎn)品鐮刀菌單端孢霉烯族毒素污染的措施，而來自植物體內(nèi)的天然化合物又表現(xiàn)出抑制鐮刀菌及真菌毒素的巨大潛力，我們應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)鐮刀菌真菌毒素產(chǎn)生的途徑和調(diào)控機(jī)理的系統(tǒng)研究，建立植物體內(nèi)天然化合物調(diào)控單端孢霉烯族毒素的代謝網(wǎng)絡(luò)，以代謝網(wǎng)絡(luò)中的上游基因和關(guān)鍵基因作為毒素控制的靶標(biāo)，遏制病原菌真菌毒素的代謝，降低農(nóng)產(chǎn)品、食品受真菌毒素污染的風(fēng)險(xiǎn)，確保人類飲食健康安全。