发现可避免玉米毒素的基因

研究人员最近发现，ZFR1基因对于真菌在玉米粒上的生长以及合成致命毒素都是至关重要的。病原真菌在玉米粒中生长和和合成毒素中，据推测有许多糖转运基因会表达。破坏ZFR1会影响这些糖转运基因的表达，从而影响毒素的合成。这个发现将有助于找出控制病原与毒性的新方法。

　　生物通报道：最近一个研究发现，真菌的一个特异基因对于入侵玉米，以及在玉米粒中合成致命毒素都是必须的。这个发现将有助于找出控制病原与毒性的新方法。

普渡大学的研究人员研究了ZFR1基因，发现它对于真菌在玉米粒上的生长是至关重要的。科学家一旦让这个基因失活，毒素的生成就会降低。

含量达到一定水平，这些毒素就会在人类和家畜中引起病痛。马和猪的风险尤其大，摄取包含一组伏马菌素（fumonisin）的饲料之后，这些家畜会发展出致命的疾病。据专家介绍，因为这些毒素的存在，美国每年大约有4千亿美金的玉米损失掉了。

普渡大学的植物病理学家Charles Woloshuk说，我们研究的主要问题是，当真菌入侵玉米时，是什么触发它产生毒素的。结果看来，玉米淀粉可能起到了重要的作用。当ZFR1被删除之后，所得到的突变真菌在转运糖类方面产生了障碍。这些糖是玉米粒淀粉降解产生的。生成的这些糖必须运输到细胞中，当作其它生化反应的燃料。

病原真菌Fusarium verticillioides在玉米粒中生长和和合成毒素中，据推测有许多糖转运基因会表达。破坏ZFR1会影响这些糖转运基因的表达。

Woloshuk和他的同事Bert Bluhm在最新的《分子植物病理》上报道，当ZFR1基因关闭掉之后，它会减少与生成FB1有关的基因的表达。FB1是最为常见，毒性也最大的伏马菌素。

研究人员研究了在富含淀粉的玉米粒区域，ZFR1对真菌生长和毒素生成的调节，以及对淀粉转化为葡萄糖，葡萄糖识别和糖转运基因的表达等的调节。从这些信息中，Woloshuk及其团队鉴定出一个特异的糖转运子FST1，对于FB1的生成是必需的。 虽然FST1是FB1生成所需要的，但它不涉及真菌对玉米粒的感染。科学家据此推测，FST1为毒素的生成起到一个分子感应器的作用。

低淀粉含量的玉米粒，绝大部分是明显未成熟的玉米粒，它们不会让毒素产生。这个证据表明玉米粒的成分决定病原如何控制毒素的产生。

当糖转移基因受到干扰时，玉米和真菌的生长也不受影响，但毒素产生的量要少82%。当镰刀霉菌入侵田间的玉米时，会引起穗烂病。但出现穗烂病并不能帮助人们鉴定出含毒素的玉米，因为真菌的明显标记并一定与毒素的存在相关。证实毒素存在的唯一办法是进行检测。但这种检测花费高昂，因此除非病痛已经非常明显，否则一般不会去检测。

气候和虫害会影响不同真菌及其毒素，也会影响毒素的毒性水平。在干热之后高度潮湿的气候条件下，玉米中更容易出现毒素。

毒枝菌素（mycotoxin）是一组与多种真菌相关的玉米毒素。一些临床证据表明这些毒素与特定的人类癌症有联系。

种植的粮食或饲料谷类作物对一个或多个镰刀霉菌是敏感的。收到这些真菌攻击的小麦和大麦，将会出现头部枯萎和毒枝菌素的累积，造成全世界几十亿美金的作物损失。

还需要进一步的研究，因为研究人员仍未知道，是什么触发了调节ZFR1的生化过程，并导致毒素的产生。科学家也在研究糖转运基因，试图确定它们在真菌中是否还有其它功能，以及发现真菌和植物之间存在哪些让感染和毒素产生的分子作用。（生物通，揭鹰）