袁寧秋，張子卿

(西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100)

0 引言

瘋草(locoweed)一般指隸屬于豆科棘豆屬和黃芪屬的有毒植物，廣泛分布于我國(guó)的西北和華北等草場(chǎng)退化地區(qū)，動(dòng)物長(zhǎng)期采食后能引起慢性中毒，臨床主要癥狀是頭部震顫、后肢麻痹，發(fā)病動(dòng)物以羊、馬屬動(dòng)物、較為常見。在我國(guó)因瘋草中毒所導(dǎo)致的損失主要包括草場(chǎng)退化和動(dòng)物生產(chǎn)性能降低甚至死亡。

1 苦馬豆素中毒機(jī)理

吲哚茲定生物堿苦馬豆素是瘋草毒素的主要成分，由瘋草中的內(nèi)生真菌產(chǎn)生。引起瘋草毒性的物質(zhì)一共有3類：硒及其化合物、脂肪族硝基化合物和生物堿類瘋草毒素。迄今為止，我國(guó)科研人員并未從分布在我國(guó)范圍內(nèi)的瘋草中檢測(cè)出硝基類化合物，并且我國(guó)瘋草中的硒含量也在對(duì)動(dòng)物安全范圍以內(nèi)，我國(guó)瘋草中毒主要是生物堿瘋草毒素引起的慢性中毒[1]。

1.1 苦馬豆素抑制α-甘露糖苷酶活性

苦馬豆素屬于水溶性物質(zhì)，經(jīng)胃腸易被吸收，苦馬豆素與甘露糖具有相似的半椅狀結(jié)構(gòu)，易與α-甘露糖苷酶的92、95、204、206、228、341、471 和 472 位氨基酸結(jié)合，從而抑制α-甘露糖苷酶的活性。進(jìn)一步研究表明苦馬豆素主要抑制的是3個(gè)不同部位的甘露糖酶：高爾基體α-甘露糖苷酶Ⅱ(MAN2A1)、溶酶體α-甘露糖苷酶(MAN2B1)和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)/胞質(zhì)α-甘露糖苷酶(MAN2C1)。其使細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成、加工、轉(zhuǎn)運(yùn)和甘露糖相關(guān)的寡聚糖代謝等過(guò)程發(fā)生障礙，造成甘露糖在細(xì)胞內(nèi)蓄積，從而導(dǎo)致以神經(jīng)細(xì)胞空泡變性為主的多器官?gòu)V泛性空泡變性，使家畜中樞神經(jīng)系統(tǒng)和實(shí)質(zhì)器官的實(shí)質(zhì)細(xì)胞受到損害，臨床癥狀根據(jù)受危害器官的不同而有差異。

1.2 苦馬豆素導(dǎo)致細(xì)胞自噬

自噬是一種細(xì)胞保護(hù)機(jī)制，是細(xì)胞在饑餓、缺氧、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激等情況下將受損的細(xì)胞器或大分子物質(zhì)送入溶酶體進(jìn)行自我消化的過(guò)程。馬烽等[2]以小鼠BRL-3A細(xì)胞為研究對(duì)象發(fā)現(xiàn)，苦馬豆素可引起B(yǎng)RL-3A細(xì)胞出現(xiàn)核固縮、染色加深等凋亡表象，用苦馬豆素處理該細(xì)胞時(shí)，CD95和FasL表達(dá)量升高，Bax/Bcl-2值增大，表明苦馬豆素引起細(xì)胞自噬與線粒體通路和死亡受體通路有關(guān)。

1.3 苦馬豆素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是苦馬豆素?fù)p傷細(xì)胞的另一途徑。董峰等[3]對(duì)苦馬豆素研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)苦馬豆素處理的山羊胚胎滋養(yǎng)層細(xì)胞中促凋亡蛋白Bax的表達(dá)上升，而凋亡抑制蛋白Bcl-2的表達(dá)下降，同時(shí)細(xì)胞出現(xiàn)染色質(zhì)凝聚，胞核固縮、裂解等細(xì)胞凋亡表象，研究發(fā)現(xiàn)苦馬豆素誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的機(jī)制與Bcl-2家族所介導(dǎo)的線粒體通路中的caspase-3和caspase-9的活化有關(guān)；李偉等[4]以黃體細(xì)胞為研究對(duì)象，得到了與董峰研究類似的結(jié)論。

2 瘋草中毒防控

2.1 瘋草的防除

2.1.1 生物防治

1)以草治草：運(yùn)用生物競(jìng)爭(zhēng)原理，篩選出與瘋草有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)性的牧草，比如一些耐寒、根系發(fā)達(dá)、地上植被茂盛的冷季型牧草品種，在瘋草多發(fā)區(qū)進(jìn)行播種，能夠有效減少瘋草生長(zhǎng)的面積。目前包括河邊冰草等幾種品系已經(jīng)成功建立[5]。

2)以蟲治草：墨西哥州北部曾發(fā)現(xiàn)一種能啃食瘋草的象鼻蟲；美國(guó)科羅拉多州和新墨西哥州發(fā)現(xiàn)數(shù)種專嗜絹毛棘豆和密柔毛黃芪的昆蟲，它們不僅啃食植物組織，有的還能導(dǎo)致瘋草枯萎死亡。這些昆蟲可以破壞瘋草植株，抑制其生長(zhǎng)，但其應(yīng)用有導(dǎo)致生物入侵的風(fēng)險(xiǎn)。

3)以菌治草：馬占鴻、湯濤等[6-7]報(bào)道了引起黃花棘豆的白粉病和銹病的病原菌是苦馬豆束絲殼白粉菌和紫云英單胞飯銹菌；阿翰林、黨生貴等[8]研究了草地棘豆的黃銹斑病，表明通過(guò)給瘋草接種致病菌可以防止其大量生長(zhǎng)。

2.1.2 化學(xué)防除

瘋草萌發(fā)季節(jié)，使用針對(duì)于雙子葉植物的除草劑，如2，4-D丁酯、草甘膦、使它隆、2甲-4氯液、棘豆清等，并且除草劑中添加22.5%丙酮可以顯著提高瘋草的殺滅效果[9]。但是使用化學(xué)除草劑也有明顯的缺點(diǎn)，除草劑特異性差，使用時(shí)會(huì)把與瘋草鄰近的其他植物一并殺死，導(dǎo)致草原大面積退化。除此以外，長(zhǎng)期大面積使用化學(xué)除草劑還會(huì)污染環(huán)境。

2.1.3 人工挖除

在每年5-6月，針對(duì)瘋草零星生長(zhǎng)的草場(chǎng)，可對(duì)瘋草進(jìn)行人工挖除。人工挖除須在其種子成熟以前進(jìn)行，并需要對(duì)同一地區(qū)連續(xù)進(jìn)行挖除才能奏效。

2.1.4 火焚燒法

此法簡(jiǎn)單易行，省時(shí)省力；缺點(diǎn)是無(wú)選擇性，只能除去地表的的植株部分，根部會(huì)繼續(xù)生長(zhǎng)。

2.2 瘋草脫毒

采收花果期瘋草，按常規(guī)青貯方法進(jìn)行青貯[10]可對(duì)其進(jìn)行脫毒。目前還研究出了對(duì)瘋草進(jìn)行脫毒的幾種化學(xué)方法，但是由于這些方法不經(jīng)濟(jì)，效率較低，實(shí)用性不強(qiáng)，并未得到廣泛的應(yīng)用。

2.3 免疫防治

2.3.1 注射瘋草相關(guān)疫苗

張志敏等[11]發(fā)現(xiàn)低劑量的苦馬豆素可刺激機(jī)體免疫功能，這為將來(lái)苦馬豆素的預(yù)防提供了新的思路。目前童德文等[12]將苦馬豆素與牛血清白蛋白偶聯(lián)之后將其接種動(dòng)物，可以誘導(dǎo)出產(chǎn)生苦馬豆素的抗體。

2.3.2 反芻動(dòng)物接種能降解苦馬豆素的菌株

目前已經(jīng)成功分離和培養(yǎng)了能降解苦馬豆素的菌株，可以將其接種在牛羊的瘤胃中，使家畜采食瘋草后在瘤胃內(nèi)自然降解苦馬豆素，使其失去毒害作用[13]。

2.4 動(dòng)物避食訓(xùn)練

從小訓(xùn)練動(dòng)物不采食瘋草或者使用避食劑，如氯化鋰。Ralphs 等[14]曾用添有氯化鋰的瘋草飼喂牛，成功讓牛避食絹毛棘豆超過(guò)3年；Pfister 等[15]以190 mg/kg氯化鋰的劑量投喂10匹馬，使大部分馬產(chǎn)生了對(duì)瘋草的持續(xù)避食。

2.5 綜合防控措施

劃區(qū)輪牧和日糧搭配：根據(jù)瘋草生態(tài)特性及分布密度制定放牧計(jì)劃，將動(dòng)物食入瘋草的量有效控制在中毒劑量以下。

2.6 服用解毒劑

在瘋草生長(zhǎng)的旺季，可投喂“瘋草靈解毒緩釋丸”，每年2次，能有效降低畜群發(fā)病率[16]。

2.7 基因工程

目前認(rèn)為瘋草毒素產(chǎn)生與瘋草內(nèi)生真菌有關(guān)，但其產(chǎn)毒機(jī)制和基因分子調(diào)控機(jī)制尚不明確。因此，采用分子生物學(xué)技術(shù)確定瘋草內(nèi)生真菌產(chǎn)毒基因，在此基礎(chǔ)上，使得在不減弱瘋草抗逆性及營(yíng)養(yǎng)性的情況下，敲除產(chǎn)毒基因，培育無(wú)毒瘋草品種，發(fā)揮其潛在的牧草價(jià)值[17]。