木材腐朽相关酵母Sugiyamaella novakii对玉米赤霉烯酮的显著耐受性与高效降解能力研究

本研究针对真菌毒素污染这一全球性农业与健康难题，探索了Trichomonascaceae酵母家族对镰刀菌毒素的生物防控潜力。研究人员通过全基因组测序与多组学分析，首次发现Sugiyamaella novakii对玉米赤霉烯酮(ZEA)具有80%的吸附清除率，其细胞壁β-d-葡聚糖在毒素清除中起关键作用。该成果为开发新型生物解毒剂提供了重要理论依据，论文发表于《BMC Microbiology》。

　　

真菌毒素污染是威胁全球粮食安全和人类健康的重大挑战，其中镰刀菌产生的玉米赤霉烯酮(ZEA)、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等毒素可导致动物繁殖障碍和免疫抑制。传统化学脱毒方法存在二次污染风险，而微生物降解因其环境友好特性成为研究热点。然而，目前对Trichomonascaceae酵母家族这类特殊腐生菌的毒素降解潜力知之甚少。

匈牙利德布勒森大学的研究团队通过系统筛选29株Trichomonascaceae酵母，发现木材腐朽相关的Sugiyamaella novakii对四种镰刀菌毒素表现出惊人耐受性。全基因组测序揭示该菌含有30种潜在毒素降解酶基因，包括醛酮还原酶(aldo-keto reductase)和羧肽酶(carboxypeptidase)。实验证明其在磷酸盐缓冲液(PBS)中6小时可清除80%的ZEA，但热灭活菌体同样有效，表明其通过细胞壁β-d-葡聚糖物理吸附而非酶解发挥作用。该研究为开发基于酵母细胞壁的生物吸附剂提供了新思路。

关键技术包括：1) 牛津纳米孔测序完成15.4 Mb染色体组装；2) HPLC和ELISA检测四种毒素浓度；3) 比较基因组学分析潜在降解酶；4) 活菌/灭活菌对比实验验证作用机制。

微生物抑制与霉菌毒素耐受研究
29株酵母虽不能抑制镰刀菌生长，但S. novakii对2 ppm的DON、T-2毒素和FB1完全耐受。系统发育分析显示耐受菌株在进化树上聚集成簇，暗示耐受性的遗传基础。

全基因组测序与比较基因组学
纳米孔测序获得S. novakii NCAIM Y.00986的5个contig（含4条染色体），BUSCO完整性达94%。与近缘种S. lignohabitans比较发现574个保守基因，包括10种醛酮还原酶和7种羧肽酶，但ZEA水解酶(zearalenone hydrolase)未被检出。

霉菌毒素消除能力
在PBS中6小时处理使ZEA浓度降低80%，但YPD培养基中无此效果。灭活菌体与细胞碎片实验证实吸附是主要机制，而DON、T-2和FB1未被显著降解。

这项研究首次阐明S. novakii通过物理吸附高效清除ZEA的特性，其细胞壁成分可开发为饲料添加剂。未来研究需解析β-d-葡聚糖精确结合位点，并探索其他毒素降解酶的异源表达潜力。该成果为绿色农业和食品安全提供了创新解决方案。