编辑推荐:
玉米易受黄曲霉毒素(AF)污染,危害健康。研究人员评估 AF36-Prevail? 结合适应种质防控 AF 的效果。结果显示处理田 AF 显著降低,还筛选出优良杂交种。该研究为墨西哥玉米安全生产提供了新途径。
在墨西哥,玉米作为重要作物,却长期遭受黄曲霉毒素(AF)污染的困扰。AF 是由黄曲霉(A. flavus)等真菌产生的高毒性次生代谢物,其中黄曲霉毒素 B1(AFB1)具有强致癌性,无论是慢性低剂量摄入,还是急性高剂量摄入受污染的玉米及其制品,都会对人类和牲畜健康造成严重威胁。而且,随着气候变化,温度、降雨和湿度的改变,以及农业和收获后管理方式的变化,使得 AF 污染问题愈发严峻。过去,墨西哥虽有 AF 污染的相关记录,但相关研究有限,这不仅影响消费者健康,还损害了农民收入和农业、畜牧业的生产效益。为了应对这一棘手问题,来自多个研究机构的研究人员开展了一项为期四年(2019 - 2022)的研究,该研究成果发表在《Biological Control》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法:首先,在墨西哥的塔毛利帕斯州(Tamaulipas)和坎佩切州(Campeche)的农户田间开展试验,根据当地环境和农户偏好选择玉米种质。其次,使用生物防治产品 AF36-Prevail?,在玉米特定生长阶段进行表面施药。再者,通过随机完全区组设计(RCBD)设置对照和处理组进行实验。最后,对玉米果穗和籽粒进行采样,采用 NEOGEN's Reveal? Q + MAX 方法测定 AF 含量,并进行统计分析。
研究结果如下:
- AF36-Prevail? 处理田与未处理田的 AF 浓度水平:研究期间共收集 1479 个谷物样本,处理田的 AF 含量显著降低,平均降低 66.5%。2021 年降幅尤为明显,塔毛利帕斯州减少 76.3%,坎佩切州减少 89.9% 。不过,2020 年坎佩切州因降雨分布异常,处理田 AF 降幅较低。
- AF36-Prevail? 生物防治和玉米杂交种对减少 A. flavus 和 AF 的作用
- 塔毛利帕斯州:未处理田的玉米 A. flavus 耳腐病发生率更高,耳腐病与 AF 存在的相关性较弱(r = 0.36)。不同年份和处理对 AF 水平有显著影响(p ≤ 0.001),但不同杂交种间 AF 水平差异不显著。杂交种对谷物产量影响显著(p ≤ 0.001),NB722 产量最佳,其次是 AG2525 和 P3057。
- 坎佩切州:未处理田的玉米 A. flavus 耳腐病发生率同样较高,耳腐病与 AF 存在无相关性(r = 0.08)。不同年份和杂交种对 AF 水平有显著影响(p ≤ 0.001) ,不同杂交种和年份对谷物产量影响显著(p ≤ 0.001),CORONEL 和 P - 4279 产量最佳,接着是 P - 4028 和 TORNADO。虽然生物防治处理的平均 AF 水平低于未处理玉米,但差异在统计上不可靠。
研究结论和讨论部分指出,综合管理方法(生物防治结合适应种质)有效降低了 AF 污染,部分杂交种在产量和抗 AF 污染方面表现出色。在塔毛利帕斯州,种植日期与开花期长短有关,但与 AF 水平相关性弱;在坎佩切州,降雨模式显著影响 AF 发生,早期种植(6 月 20 日至 7 月 15 日)有助于降低 AF 污染。研究还发现,准确确定开花日期对生物防治应用很关键,未来应基于气象数据开发流行病学模型预测 AF 污染风险。此外,玉米对 AF 的抗性是一个受多基因控制、与环境密切相关的数量性状,公共部门在提高玉米对 A. flavus 耳腐病抗性方面取得了进展。AF36-Prevail? 虽能有效降低 AF 污染,但它会产生环匹阿尼酸(CPA),目前食品和饲料中尚无 CPA 的相关规定。未来研究应继续评估新玉米杂交种,寻找更优良的基因型,同时研究热带和亚热带墨西哥玉米田中毒性和非产毒 A. flavus 菌株的分布,筛选更有效的生物防治菌株。综合来看,本研究为墨西哥玉米安全生产提供了可行方案,对保障消费者健康和促进农业经济发展具有重要意义,也为全球玉米 AF 污染防控提供了宝贵经验。