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3月24日，記者從中國農(nóng)科院油料所獲悉，該所李培武院士團(tuán)隊取得了一項重要研究進(jìn)展，系統(tǒng)揭示了環(huán)境與進(jìn)化因素驅(qū)動黃曲霉系統(tǒng)發(fā)育地理分化與代謝多樣性形成機(jī)制，為真菌毒素污染風(fēng)險預(yù)測與精準(zhǔn)防控提供了重要理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然·通訊》上。

據(jù)介紹，黃曲霉毒素主要由黃曲霉等真菌產(chǎn)生，具有致癌、致畸、致突變、免疫抑制和肝毒性等危害，與肝癌發(fā)生密切相關(guān)，其污染范圍涉及110多種食品及原料，包括花生、玉米、大米等農(nóng)產(chǎn)品，嚴(yán)重威脅糧食安全和公眾健康。

近年來，隨著全球氣候變化加劇，真菌分布范圍不斷擴(kuò)展，毒素污染風(fēng)險持續(xù)上升，然而不同地區(qū)的黃曲霉菌株產(chǎn)毒能力差異顯著，其形成機(jī)制長期缺乏系統(tǒng)認(rèn)知，制約了毒素污染的精準(zhǔn)預(yù)測與有效防控。

為此，團(tuán)隊整合了全球四大洲1052株黃曲霉菌株資源，構(gòu)建世界規(guī)模最大的黃曲霉菌多組學(xué)數(shù)據(jù)集，并開展系統(tǒng)發(fā)育、基因組學(xué)、代謝組學(xué)及環(huán)境關(guān)聯(lián)分析。

研究發(fā)現(xiàn)，黃曲霉菌株產(chǎn)毒力與遺傳分化緊密關(guān)聯(lián)，黃曲霉種群系統(tǒng)發(fā)育存在顯著的地理分化特征，高產(chǎn)毒菌株主要富集于低緯度高溫高濕區(qū)域；菌株產(chǎn)毒力差異并非主要由生物合成基因簇決定，而是由調(diào)控基因變異及初級代謝通路重編程主導(dǎo)，溫度、濕度、土壤性質(zhì)等環(huán)境因素通過選擇關(guān)鍵調(diào)控通路驅(qū)動代謝表型演化，進(jìn)而影響菌株產(chǎn)毒能力。研究還發(fā)現(xiàn)部分低產(chǎn)毒亞群可產(chǎn)生其他類型真菌毒素，說明傳統(tǒng)基于非產(chǎn)毒菌的生物防控策略存在潛在風(fēng)險。

據(jù)悉，該研究深化了對真菌環(huán)境適應(yīng)與代謝演化的認(rèn)識，突破了傳統(tǒng)以生物合成基因簇為核心的認(rèn)知框架，為研究針對不同區(qū)域環(huán)境特征真菌毒素、具有廣適性的精準(zhǔn)防控技術(shù)如ARC生物耦合技術(shù)等提供了關(guān)鍵理論支撐，對保障糧食安全和食品安全具有重要意義。

（受訪單位供圖）