主要观点总结
本文介绍了《科学世界》杂志正在火热征订中的消息,并围绕橘子发霉的现象展开。文章提到了三种导致水果霉变的青霉菌:扩展青霉、指状青霉和意大利青霉,它们对水果产业和柑橘的危害以及产生的真菌毒素进行了阐述。同时,文章还介绍了实验室中如何批量产生发霉的橘子的方法。
关键观点总结
关键观点1: 橘子发霉背后的原因
文章详细解释了导致橘子发霉的三种青霉菌:扩展青霉、指状青霉和意大利青霉。这三种青霉菌是亲缘关系非常近的,但各自有不同的特点和对水果产业的危害。
关键观点2: 青霉菌的危害
青霉菌广泛存在于自然环境中,某些种类能产生真菌毒素污染食品,对人类健康造成损害。文章提到了扩展青霉产生的展青霉素,是我国水果制品中重要的真菌毒素之一。
关键观点3: 实验室中如何模拟橘子发霉的过程
文章介绍了实验室中如何让水果长霉的过程,包括病原菌的活化、水果表面的消毒、伤口的制造以及孢子悬液的接种等步骤。
正文
青霉属是真菌界(Fungi)、子囊菌门(Ascomycota)中非常重要的一个属。
青霉菌广泛存在于自然环境中,常见于土壤、空气、腐烂的有机物及食品中。青霉菌在自然界的生态循环中扮演着重要角色,同时也在生物技术、医学、食品等领域广泛应用。例如,产黄青霉(
Penicillium chrysogenum
)是青霉素的主要生产菌,娄地青霉(
Penicillium roqueforti
)可用于奶酪的制作。
也有一些青霉菌给人类生活、生产和健康带来危害。某些青霉可以产生多种真菌毒素,污染食品,损害健康。有些青霉菌是重要的植物病原真菌,给农业生产造成巨大的经济损失。青霉菌中最主要的植物病原菌有三种,让橘子发霉的“凶手”要在它们中间去找。
青霉菌一般为腐生性的真菌,侵染能力较弱,主要为害成熟后的水果。它们一般通过水果表面的伤口、自然孔口等侵入。尽管有多种青霉菌被归类为植物病原菌,
但青霉属中危害最大的植物病原菌主要有三种:扩展青霉(
Penicillium expansum
)、指状青霉(
Penicillium digitatum
)和意大利青霉(
Penicillium italicum
)。
这三种青霉菌在青霉属中进化关系非常近,是亲得不能再亲的三兄弟,可称之为“青霉三煞”。
老大:扩展青霉。
它对果蔬产业的危害最大,能侵染的水果非常多,是苹果、梨、桃、猕猴桃、山楂等水果采后贮藏期间的主要病原菌。它能产生多种真菌毒素,其中最重要的一种就是上面新闻报道中提到的展青霉素(Patulin)。
展青霉素,也叫棒曲霉素,是污染果蔬及其加工产品的最重要的真菌毒素。目前,全球主要国家和地区均对水果制品中展青霉素的含量制订了严格的限量标准。我国GB 2761-2017《食品安全国家标准 食品中真菌毒素限量》中对以苹果和山楂为原料制备的水果制品、饮料和酒类中展青霉素的最高限量标准均为50μg/kg。
扩展青霉引起的水果腐烂症状
(图片来源:文献)
笔者所在的研究组通过对扩展青霉的全基因组测序,鉴定到了15个负责合成展青霉素的基因。这些基因在染色体上排列在一起,称为基因簇(Gene cluster)。
老二和老三分别是指状青霉和意大利青霉,
它们只侵染柑橘类的水果。扩展青霉虽然霸气,但对两位兄弟也很照顾。它一般不侵染柑橘类的水果。
青霉,顾名思义,菌落产生的孢子一般是青色的。但
指状青霉
却很有个性,非要加点绿。它的孢子是橄榄绿色的,而且个头也比较大。同时,指状青霉的生长速度也快一些,侵染后病斑扩展较快,
对柑橘产业的危害相对更严重。意大利青霉
样子跟扩展青霉比较像,但也是仅侵染柑橘类果实。需要注意的是,老二和老三没有“毒”门绝技,不能产生展青霉素,因为它们进化过程中负责合成展青霉素的重要基因发生了丢失。
三种青霉菌中展青霉素合成基因簇比较
(图片来源:文献,有修改)
现在,让我们来看看橘子发霉背后真正的黑手。
首先,凶手肯定不是一些报道中指认的扩展青霉,因为扩展青霉不侵染柑橘,有不在现场的理由。指状青霉和意大利青霉都能侵染柑橘,具体是哪种青霉主要可以看霉层的颜色。
霉层颜色偏绿的是指状青霉,对应的病害称之为柑橘绿霉病;偏青时为意大利青霉,对应的病害称之为柑橘青霉病。有时会出现同一果实上多种病原菌侵染,再加上发病时间和环境条件等因素,肉眼观察可能难以准确分辨。如果要正式确认是哪种青霉菌,就需要到实验室做形态和分子的分类学鉴定了。