本发明专利技术涉及黄曲霉毒素污染风险预警分子及其应用。步骤如下：称取定量样品，提取黄曲霉毒素污染风险预警分子，获得样品提取液，将样品提取液检测分析，获得黄曲霉毒素污染风险预警分子的定量结果；利用基于上述一种或以上黄曲霉毒素污染风险预警分子的含量为变量，以化学计量学方法建模得到的分类预测模型，基于分类预测模型样品黄曲霉毒素污染风险进行风险评估；所述的黄曲霉毒素产毒菌株预警分子为versiconol(VOH),杂色曲菌素B,5‑MST中的一种或以上的组合。本方法发现的黄曲霉毒素污染风险预警分子具有原创性，据此建立的预警方法可用于黄曲霉毒素污染发生前的早期预警。
【技术实现步骤摘要】
黄曲霉毒素污染风险预警分子及其应用
本专利技术涉及黄曲霉毒素污染风险评估方法，属于分析检测领域。
技术介绍
真菌毒素是一种由丝状真菌产生的次生代谢产物，可在全产业链上污染花生，玉米，棉花，坚果等作物。它们不仅在全球范围内发生率很高，造成全球每年25％的作物受真菌毒素污染而造成巨大的经济损失，同时严重危害人民生命健康。例如它们具有致癌性，免疫抑制性，肝毒性，肾毒性以及神经毒性等属性。黄曲霉毒素主要有黄曲霉菌产生，它被认为是全世界十大最恐怖的真菌之一。这种真菌在世界广泛分布，包括中国，是导致中国地区性肝癌的重要诱因。目前，许多国家设置了严格的黄曲霉毒素限量标准，以保障农产品质量安全和避免因此而产生贸易壁垒。很显然，开发黄曲霉毒素早期预警方法变得迫在眉睫。黄曲霉毒素污染风险主要分为产毒黄曲霉菌和黄曲霉毒素的污染。本专利技术中，为了实现黄曲霉毒素污染风险预警，我们提出两个策略：(1)开发产毒黄曲霉菌生物预警分子来早期鉴定花生或土壤中黄曲霉菌的产毒力从而对黄曲霉毒素污染进行早期预警。(2)通过动态监测产毒力相关的预警分子来预测黄曲霉毒素污染严重程度。众所周知，真菌已经演化成千上万的次生代谢物为化学武器或盔甲使其占据有利的生态位和保护它们的食物免受竞争者的争夺。理论上，这些多样性为本研究在亚种水平筛选产毒黄曲霉菌的生物预警分子在理论上铺平了道路。这里我们提出系统调查黄曲霉群体代谢多样性属性并结合机器学习技术筛选可有效区分高低产毒力菌株的预警分子，同时根据预警分子的动态变化预测农产品中黄曲霉毒素污染的严重程度。r>
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有黄曲霉毒素污染发生前早期预警方法的缺乏，而提供黄曲霉毒素污染风险预警分子及其应用。本专利技术为解决上述技术问题，所采用的技术方案为：提供黄曲霉毒素污染风险预警分子在曲霉毒素污染风险预警中的应用,所述的黄曲霉毒素污染风险预警分子为versiconol(VOH),杂色曲菌素BversicolorinB(VerB),5-甲基杂色曲霉素5-methoxysterigmatocystin(5-MST)中的一种或以上的组合。所述的应用为基于上述一种或一种以上预警分子的有无或含量进行曲霉毒素污染风险的预警。基于上述黄曲霉毒素污染风险预警分子进行黄曲霉毒素污染风险的预警的方法，步骤如下：称取定量样品，提取黄曲霉毒素污染风险预警分子，获得样品提取液，将样品提取液检测分析，获得黄曲霉毒素污染风险预警分子的定量结果；利用基于上述一种或以上黄曲霉毒素污染风险预警分子的含量为变量，以化学计量学方法建模得到的分类预测模型，输入黄曲霉毒素污染风险预警分子的定量结果，基于分类预测模型输出风险评估结果来对样品进行黄曲霉毒素污染的预警。按上述方案，所述的化学计量学方法为层级聚类分析、最小偏二乘正交投影、随机森林等多元变量统计分析方法。按上述方案，对样品培养3-4天后，取样进行产毒黄曲霉菌预警分子的检测，直接将预警分子的定量值输入到分类预测模型预测黄曲霉毒素污染风险。按上述方案，对样品培养3-4天后，取样进行产毒黄曲霉菌预警分子的检测，如5-Methoxysterigmatocystin大于阈值34.7μg/kg，进一步使用VerB是否大于96.35μg/kg来判别样品的污染风险，如VerB含量大于96.35ug/kg，则其为高风险黄曲霉毒素污染样品，VerB含量小于等于96.35ug/kg，其为中风险黄曲霉毒素污染样品，对中风险样品可进一步输入到精准的分类预测模型中进行验证。按上述方案，上述方法还包括疑似样品筛查，对筛选到的疑似样品进行样品前处理，检测产毒曲霉预警分子，基于分类预测模型输出风险评估结果来对样品黄曲霉毒素污染风险进行预警评估，具体为：检测样品的黄曲霉毒素含量，将黄曲霉毒素未检出或黄曲霉毒素含量未超标样品进行微生物代谢加速培养实验(即加入到含霉菌培养基的无菌培养皿中，放入恒温培养箱中培养3-4天)，疑似污染样品将长出曲霉，疑似样品液氮淬灭研磨备用，对样品进行黄曲霉毒素含量检测，黄曲霉毒素高于国家限量标准的样品直接认定为高风险样品即疑似样品。按上述方案，所述的样品为农产品或食品，包括花生等。按上述方案，所述的提取黄曲霉毒素污染风险预警分子为：使用甲醇：乙腈：水(体积比为：2-4：2-4：0-1)溶液进行一次提取，然后使用另外一种提取溶液(甲醇：二氯甲烷：乙酸乙酯的体积比为1-3：1-2：1-2)进行二次提取来提取黄曲霉毒素污染风险预警分子，然后高速离心等获得样品提取液。按上述方案，所述的样品分析方法为：将前述样品进行液相色谱-高分辨质谱仪检测分析。所述液相色谱-高分辨质谱仪检测分析中：色谱柱为C18反向色谱柱质谱分析采集模式分为正离子模式和负离子模式分开运行；采集模式为数据依赖采集模式,同时采集到一级质谱数据和二级碎片离子数据，进行定性定量分析，得到预警分子的分析结果。按上述方案，所述的液相色谱-高分辨质谱仪检测分析含有内标物质，所述内标为樟脑丸酸(负离子模式)和2-氯苯丙氨酸(正离子模式)。按上述方案，所述预警分子的定性分析为：根据预警分子一级质谱精确质量数，判断质量偏差在5个ppm以内，然后结合二级质谱图通过比对二级质谱主要特征离子峰进行定性分析；所述的定量分析为：结合内标物质,基于预先建立的各预警分子色谱峰面积/内标峰面积-预警分子浓度的标准曲线进行定量分析。预警分子的质谱图见图12。所述预警分子5-甲基杂色曲霉素5-methoxysterigmatocystin(5-MST)的主要特征二级质谱离子峰包括340.0571Da，322.04675Da，311.05469Da：预警分子versiconol(VOH)的特征二级质谱离子峰包括：329.06546Da，341.09506Da，359.07596Da；预警分子杂色曲菌素BversicolorinB(VerB)的特征二级质谱离子峰包括：311.0542Da，311.0187Da，283.0238Da。各预警分子色谱峰面积/内标峰面积-预警分子浓度的标准曲线分别如下：5-Methoxysterigmatocystin：Y＝317.3X-114190.2；Versicolorin_B：Y＝232.9X-142191.5；Versiconol：Y＝62.5X+39562.3，其中X为预警分子浓度，Y为色谱峰面积/内标峰面积。本专利技术利用最小偏二乘正交投影，随机森林等机器学习算法训练包含334个样本的训练集筛选到高稳定性的高产毒菌和低产毒菌差异大的中高产毒力菌株预警分子，包5-methoxysterigmatocystin,versiconol,versicolorin_B，然后利用剩下的234个样本作为独立验证集，使用最小偏二乘正交投影，随机森林等机器学习算法来对预警分子进行验证。验证结果显示，验证集筛选到的预警分子排前的与训练集筛选结果相同，包括：5-methoxysterig本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.黄曲霉毒素污染风险预警分子在曲霉毒素污染风险预警中的应用,所述的黄曲霉毒素污染风险预警分子为versiconol,杂色曲菌素B versicolorin B,5-甲基杂色曲霉素5-methoxysterigmatocystin中的一种或以上的组合。/n
【技术特征摘要】
1.黄曲霉毒素污染风险预警分子在曲霉毒素污染风险预警中的应用,所述的黄曲霉毒素污染风险预警分子为versiconol,杂色曲菌素BversicolorinB,5-甲基杂色曲霉素5-methoxysterigmatocystin中的一种或以上的组合。
2.基于黄曲霉毒素产毒菌株预警分子进行曲霉毒素污染风险预警的方法，其特征在于：步骤如下：
称取定量样品，提取黄曲霉毒素污染风险预警分子，获得样品提取液，将样品提取液检测分析，获得黄曲霉毒素污染风险预警分子的定量结果；
利用基于上述一种或以上黄曲霉毒素污染风险预警分子的含量为变量，以化学计量学方法建模得到的分类预测模型，输入黄曲霉毒素污染风险预警分子的定量结果，基于分类预测模型输出风险评估结果来对样品进行黄曲霉毒素污染的预警；
所述的黄曲霉毒素产毒菌株预警分子为versiconol(VOH),杂色曲菌素BversicolorinB(VerB),5-甲基杂色曲霉5-methoxysterigmatocystin(5-MST)中的一种或以上的组合。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述的化学计量学方法为层级聚类分析、最小偏二乘正交投影、随机森林多元变量统计分析方法。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：对样品培养3-4天后，取样进行产毒黄曲霉菌预警分子的检测，直接将预警分子的定量值输入到分类预测模型预测黄曲霉毒素污染风险。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：对样品培养3-4天后，取样进行产毒黄曲霉菌预警分子的检测，如5-Methoxysterigmatocystin大于阈值34.7μg/kg，进一步使用VerB是否大于96.35μg/kg，如VerB含量大于96.35ug/kg，则其为高风险黄曲霉毒素污染样品，VerB含量小于等于96.35ug/kg，其为中风险黄曲霉毒素污染样品，对中风险样品进一步输入到精准的分类预测模型中进行验证。
【专利技术属性】
技术研发人员：李培武，张奇，谢华里，王秀嫔，岳小凤，白艺珍，
申请(专利权)人：中国农业科学院油料作物研究所，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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