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主要作者与机构及发表信息
本文的主要作者包括王瑞虎（Ruihu Wang）、李萌萌（Mengmeng Li）、吴红涛（Hongtao Wu）、张苏成（Sucheng Zhang）、管二琦（Erqi Guan）、Sherif Ramzy Mohamed 和边科（Ke Bian）。研究由河南工业大学食品科学与工程学院（College of Food Science and Engineering, Henan University of Technology）与中国国家研究中心食品毒理学与污染物部门（Department of Food Toxicology and Contaminant, National Research Centre, Cairo）合作完成。该研究于2025年发表在《LWT - 食品科学与技术》（LWT - Food Science and Technology）期刊上。
学术背景
玉米是全球最重要的战略谷物作物之一，广泛用于食品、饲料及其他工业产品的生产，为人类和牲畜提供必要的热量。然而，玉米储存过程中常受到真菌污染和霉菌毒素（mycotoxins）的威胁，这对食品安全和人类健康构成了重大风险。研究表明，储存环境、初始霉菌毒素水平以及储存方式显著影响霉菌毒素的积累。尽管已有大量关于储存条件对玉米质量的影响的研究，但关于真菌生态位划分（niche partitioning）及其与霉菌毒素相关性的研究较少。本研究旨在通过分析不同储存条件下玉米中真菌群落的变化、霉菌毒素含量变化及其与环境因素的关系，揭示真菌之间的竞争排斥机制，从而为预测和控制霉菌病害及霉菌毒素提供理论依据。
研究流程
本研究主要包括以下步骤：
样品采集与处理
研究团队从中国河南省新乡市收集了受霉菌毒素污染的玉米样本。根据初始霉菌毒素含量，将样本分为两组：高含量组（H组，包含FB1和AFB1）和低含量组（L组，仅含FB1）。每组样本存储在圆柱形铁桶粮仓中，模拟两种储存条件：恒温25°C储存和自然环境储存。每个样本组（300公斤）分别标记为CIL、CIH、COL和COH。
实验设计与环境数据监测
在储存期间，研究人员使用BH-SEN11和BH-CO2传感器实时监测环境参数，包括相对湿度（%）、温度（°C）和二氧化碳浓度（CO2）。此外，还定期采集玉米样本进行霉菌毒素和真菌群落分析。
霉菌毒素提取与检测
霉菌毒素的提取采用79%乙酸水溶液与乙腈混合液（CH3CN/H2O/CH3COOH，79/20/1，v/v/v）进行提取，并通过超高效液相色谱-串联质谱（UHPLC-MS/MS）系统测定。该方法能够精确检测四种主要霉菌毒素：伏马菌素B1（FB1）、黄曲霉毒素B1（AFB1）、玉米赤霉烯酮（ZEA）和赭曲霉毒素A（OTA）。
真菌DNA提取与测序
使用E.Z.N.A™ MagBind土壤DNA试剂盒提取玉米表面真菌的总DNA，并通过Illumina MiSeq平台对真菌ITS区域进行扩增子测序。原始序列通过PEAR软件和USEARCH软件处理，并与RDP数据库和UNITE真菌ITS数据库比对以进行分类鉴定。
数据分析
使用SPSS 26统计软件进行皮尔逊相关性分析和显著性检验。通过热图展示真菌物种间的相关性，并结合环境因素和霉菌毒素含量进行综合分析。
主要结果
1. 真菌群落结构特征
储存期间，玉米中的真菌群落发生了显著变化。子囊菌门（Ascomycota）是优势菌群，占总真菌群落的96%以上。主要真菌属包括镰刀菌属（Fusarium）、曲霉属（Aspergillus）、青霉属（Penicillium）等。储存时间和环境条件显著影响真菌群落组成，例如镰刀菌属在不同组别中的相对丰度变化超过62%。
生态位划分相关性
真菌物种间的相关性分析显示，镰刀菌属与大多数真菌呈负相关，而曲霉属和青霉属也表现出类似趋势。这种负相关性表明它们之间存在竞争关系，可能导致霉菌毒素产量降低。例如，Fusarium guttiforme仅与少数真菌呈正相关，这可能与其较低的FB1产量有关。
环境因素与霉菌毒素变化
储存期间，温度、湿度和CO2浓度显著影响真菌群落和霉菌毒素积累。CO2浓度变化更为直观，可作为早期预警指标。霉菌毒素含量随储存时间延长而增加，H组中FB1的最大含量达到6944.24 μg/kg，远超国际限量标准。
霉菌毒素与环境因素的相关性
数据显示，霉菌毒素含量与环境因素（如湿度和CO2浓度）及产毒真菌之间存在显著相关性。例如，在COH组中，AFB1含量与相对湿度呈显著正相关，而FB1含量与CO2浓度的相关系数高达0.891。
结论与意义
本研究揭示了储存条件下玉米中真菌群落的动态变化及其与霉菌毒素积累的关系。研究发现，真菌之间的竞争排斥机制可以有效减少霉菌毒素的产生。此外，环境因素（如温度、湿度和CO2浓度）对真菌生长和霉菌毒素积累具有重要影响。这些结果为预测和控制储存玉米中的霉菌病害及霉菌毒素提供了科学依据。
研究亮点
1. 揭示了真菌生态位划分在霉菌毒素控制中的作用，特别是镰刀菌与其他真菌的竞争关系。
2. 提出了CO2浓度作为早期预警指标的潜力，为储存管理提供了新思路。
3. 结合高通量测序和化学分析技术，全面解析了真菌群落与霉菌毒素的动态变化。
其他有价值内容
研究还强调了储存前根据初始霉菌毒素含量对玉米进行分类的重要性，并建议优化储存环境（如降低湿度和温度）以减少霉菌毒素积累。此外，研究团队提出利用拮抗酵母（如Pichia occidentalis）降解霉菌毒素的生物防控策略，为未来研究提供了方向。