环境变化（温度与湿度）对肉鸡和猪饲料中禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）的影响

《Frontiers in Fungal Biology》：The impact of environmental variations (temperature and humidity) on Fusarium graminearum in broiler and pig feed

　　

镰刀菌（Fusarium）相关霉菌毒素因其毒性及共污染风险而对畜禽饲料构成主要关注，其联合暴露可能产生相加或协同效应。本研究探讨了温度和水分含量对猪和肉鸡饲料中镰刀菌相关霉菌毒素产生的影响。饲料接种禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）后，在受控温度（30–40 °C）和水分水平（8–15%）下孵育，并利用液相色谱-质谱联用技术（LCMS）定量检测了脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、镰刀菌酮-X（FUX）、伏马毒素B1（FB1）与B2（FB2）、赭曲霉毒素A（OTA）、T-2毒素、HT-2毒素及玉米赤霉烯酮（ZEN）。结果显示，温度是霉菌毒素产生的主要驱动因素，而水分含量则以饲料依赖性方式调节毒素的量和多样性。在猪饲料中，伏马毒素主要在30 °C、低水分条件下产生，FB1最高达1850 μg/kg；DON和FUX在较宽温度范围内均可检出，ZEN相对稳定；OTA、T-2和HT-2毒素检出频率较低。肉鸡饲料呈现相似规律：DON和FUX持续存在，伏马毒素主要局限于较低温度，ZEN在不同条件下保持稳定。多种霉菌毒素共污染在较低温度下最为显著，凸显了慢性多毒素暴露的风险。总体而言，这些发现强调了优化饲料储存与多毒素监测的重要性，饲料特异性缓解策略（如抗真菌添加剂或植物源生物活性化合物）有助于减少霉菌毒素积累，保障畜禽健康与生产性能。

该研究针对猪和肉鸡生长阶段配合饲料，系统评估了温度与水分互作对禾谷镰刀菌（Fusarium graminearum）产毒特征的影响。研究采用受控环境孵育结合液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）多反应监测（MRM）模式，对8种镰刀菌毒素进行定性与定量分析，并结合统计学方法解析基质与环境因子间的交互作用。

研究背景源于全球气候变化背景下，温度和湿度波动加剧了饲料原料及成品中真菌毒素污染风险，而现有研究多聚焦于单一毒素或单一环境因子，缺乏对猪与肉鸡饲料基质差异及温湿互作的系统性比较。为此，研究人员选取南非地区典型商业化猪和肉鸡生长料，经灭菌处理后接种禾谷镰刀菌孢子悬液，设置30、35、37、40 °C四个温度梯度及8%、10%、12%、15%四个水分水平，在实验室条件下孵育21天，模拟热带与亚热带地区饲料储存环境。通过标准化的提取溶剂体系（乙腈/水/乙酸）与LC-MS/MS检测方法，实现对脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）、镰刀菌酮-X（FUX）、伏马毒素B₁（FB₁）、伏马毒素B₂（FB₂）、赭曲霉毒素A（OTA）、T-2毒素、HT-2毒素及玉米赤霉烯酮（ZEN）的同步检测。数据分析采用双向方差分析（two-way ANOVA），评估温度、水分及其交互作用对各目标毒素浓度的显著性影响。

研究结果表明，温度是调控霉菌毒素产生的主导因子，而水分含量的影响具有基质依赖性和毒素特异性。在猪饲料中，伏马毒素（尤其是FB₁）仅在30 °C条件下显著积累，且在较低水分（8%）时达到峰值1850 μg/kg，当温度升至35 °C及以上时，无论水分如何均几乎完全抑制其产生；相比之下，DON和FUX在30–40 °C范围内均能稳定检出，且DON在30 °C、低水分条件下浓度最高，随温度升高呈下降趋势；ZEN总体浓度较低但在各处理间波动较小；OTA、T-2和HT-2毒素仅在个别温湿组合下偶发检出，未表现出一致的响应规律。肉鸡饲料的结果总体与猪饲料相似，但存在基质特异性差异：DON在较高温度（35–40 °C）下仍保持可检出水平，尤其在中等水分条件下更为明显，提示肉鸡饲料基质可能在一定程度上缓冲了高温对DON合成的抑制作用；FUX在所有温湿组合中均持续存在且浓度普遍高于其他毒素；伏马毒素同样表现为低温敏感型，仅在30 °C时有少量检出；ZEN在不同环境下浓度相对平稳；OTA和T-2、HT-2毒素则主要在30 °C及特定水分条件下零星检出。热图分析进一步直观展示了不同毒素对温湿交互作用的异质性响应，证实了多毒素共污染在低温度条件下尤为突出，而在高温条件下则趋向于以DON和FUX为主导。

讨论部分指出，温度通过调控真菌代谢通路基因表达决定毒素谱系，而饲料基质成分（如淀粉、蛋白质、脂质比例）则通过影响菌体生长与次级代谢间接修饰毒素产量。猪饲料较高的淀粉含量可能为伏马毒素合成提供更有利底物，而肉鸡饲料较高蛋白水平则可能改变真菌碳氮代谢流向，从而影响DON与FUX的相对比例。尽管实验中仅接种禾谷镰刀菌，但部分毒素（如OTA）的偶发检出提示实际饲料中可能存在背景菌群或其他镰刀菌种的共存。研究同时承认若干局限性：实验条件虽能模拟热带亚热带储存环境，但仍难以完全复现商业仓储中的复杂微环境；未考察储存时长、氧气浓度、pH及光照等因素对产毒的潜在影响；亦缺乏真菌生物量与产毒基因表达的关联分析。

结论部分强调，温度和水分含量是决定猪与肉鸡饲料中镰刀菌毒素谱的关键环境因子，其中温度为主要驱动者，水分则在基质特异性框架下调节毒素的多样性与累积量。低温有利于多种毒素共产生，高温则选择性促进DON和FUX的持续积累。鉴于多毒素共污染的普遍性与潜在协同毒性，研究建议在气候变暖背景下，应针对不同饲料类型制定差异化的储存管理策略，并通过多毒素同步监测与基质适配的抗真菌干预措施，降低畜禽慢性暴露风险，提升饲料安全与养殖效益。该研究成果已发表于《Frontiers in Fungal Biology》。