储藏小麦脱氧雪腐镰刀菌烯醇隐蔽型代谢物的识别和迁移转化规律研究

Deoxynivalenol (DON) is a toxic secondary metabolite produced by fungi. Due to the cross action of fungi and host plants, further metabolic transformation of DON can be generated. Many phenomena showed that DON has masked metabolic behavior during wheat storage, whilst the in-depth understanding on the metabolic transformation of DON in stored wheat is deficient, which will lead to a greater potential risk. According to the high-efficiency extraction strategy which is built on our previous work, this project intends to build a new screening and identification method for the metabolites of DON based on the identification of DON characteristic mass fragments and high resolution mass database to study the species and distribution of DON metabolites in wheat storage, to find and identify the new potential unknown metabolites. Combining with the collected environmental conditions and fungal species, the metabolic transformation rules of DON under the joint action of "storage environment-fungi" were clarified. The study is aim to understand and grasp the formation and transformation of DON metabolites in wheat, to reduce DON and its metabolites pollution risk in China's long-term storage wheat, to offer a new way for systematic research in DON and their metabolic products dietary exposure assessment and to support solid support for scientific safety limits, also to provide reference to other mycotoxins metabolism research.

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）是真菌产生的有毒次级代谢产物，其受真菌及其寄主植物作用会进一步代谢转化产生隐蔽型代谢物。许多现象表明小麦储藏过程中DON发生了隐蔽性代谢行为，但对其代谢规律缺乏全局性和系统性的认识，具有较大的潜在风险。本项目在前期高效提取方法的研究基础上，拟以DON特征质谱碎片为识别基础，结合高分辨质谱数据库，构建DON代谢产物精准筛查与识别方法。通过研究小麦储藏过程中DON代谢产物种类和分布，识别发现潜在的新型未知代谢产物，结合所收集的环境条件因素和产毒真菌种类，阐明“储藏环境-真菌”共同作用下的DON代谢转化规律。该研究将对了解和掌握小麦中DON代谢产物的形成和转化提供重要依据，为指导我国长期储藏小麦DON及其代谢物污染风险的降低提供新思路，也为系统研究DON及其代谢产物膳食暴露评估及科学合理安全限量制定提供重要支撑，同时还将对其它真菌毒素的代谢转化研究提供借鉴。

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）是真菌产生的有毒次级代谢产物，其受真菌及其寄主植物作用会进一步代谢转化产生隐蔽型代谢物。本项目针对已知 DON 代谢产物构建了基于一步提取稀释和同位素分布标准曲线的高分辨质谱定量方法，具有简单、快速、准确、可靠等优势。通过对DON代谢物等B型单端孢霉烯族毒素质谱碎片解析，发现了m/z 189.0910、175.0754、153.0546、143.0703等质谱特征碎片，构建了基于B型单端孢霉烯族毒素母核结构特征的DON未知代谢物识别方法，并在实际样品中发现了葡萄糖苷和乙酰化双取代DON等新型代谢物，为进一步研究DON代谢产物的形成和转化提供重要依据。对我国黄淮海主产区小麦中产毒真菌分离纯化和鉴定，通过小麦DON产毒菌模拟接种储藏实验，发现了储藏小麦DON主要代谢产物为DON-3G、3-AcDON、15-AcDON、15-AcDON-3G，确认了水分和温度对于储藏小麦DON代谢发生的影响规律，其中水分是主要限制因素。产毒真菌生长过程中释放的CO2浓度变化趋势与毒素的生成水平变化趋势总体一致，因此，小麦水分、温度及其储藏过程中的CO2释放量可以作为小麦储藏DON早期预警的有效参数，并基于此建立了储藏小麦DON毒素早期预警模型，验证结果良好。本项目执行期间共发表SCI论文 4 篇，申请发明专利2 项，参加学术会议 3人次。本项目成果有望为指导我国长期储藏小麦DON及其代谢物污染风险的降低提供新思路，也为系统研究DON及其代谢产物膳食暴露评估及科学合理安全限量制定提供重要支撑，同时还将对其它真菌毒素的代谢转化研究提供借鉴。