Комплекс микотоксинов в растениях рапса и сурепицы в весенне-летний период

Комплекс микотоксинов в растениях рапса и сурепицы в весенне-летний период

Автор: Буркин А.А., Кононенко Г.П., Воловик В.Т., Сергеева С.Е.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Микотоксины

Статья в выпуске: 5 т.57, 2022 года.

Бесплатный доступ

Масличные культуры рапс и сурепица используются для получения семян и зеленой массы (Т.А. Егорова с соавт., 2015; А.В. Валитов с соавт., 2018; В.Т. Воловик, 2020). Как сидераты они насыщают почву калием, фосфором и азотом, а их введение в севооборот положительно влияет на урожайность зерновых. Недавно у вегетирующей посевной горчицы белой и луговых трав семейства Крестоцветные были изучены состав и содержание микотоксинов с оценкой сезонной изменчивости и органотропности (А.А. Буркин с соавт., 2019; А.А. Буркин, Г.П. Кононенко, 2022). В настоящем исследовании впервые установлено, что циклопиазоновая кислота, эргоалкалоиды, альтернариол и эмодин входят в группу основных контаминантов рапса и сурепицы до начала зацветания, а также получены сведения о расширении комплекса микотоксинов в процессе бутонизации и неоднородном распределении этих веществ по органам растений. Целью настоящей работы было микотоксикологическое обследование озимой сурепицы Brassica campestris fr. biennis , озимого и ярового рапса Brassica napus L. ssp. oleifera (Metzg.) Sinsk в весенне-летний период роста (от фазы розетки до завершения бутонизации), а также вегетативных и генеративных органов этих растений в фазы цветения и формирования стручков. Объектами исследования были вегетирующие растения с опытных участков ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса. Озимые рапс и сурепицу (посев 8 сентября 2020 года) отбирали еженедельно, начиная с 23 апреля 2021 года, яровой рапс (посев 21 мая 2021 года) - с 25 июня 2021 года. Надземные части срезали на расстоянии 3-5 см от поверхности почвы, в фазы цветения и формирования плодов растения разделяли на листья, стебли, цветки и стручки. После высушивания и измельчения в лабораторной мельнице было проанализировано 349 образцов. Содержание Т-2 токсина (Т-2), дезоксиниваленола (ДОН), зеараленона (ЗЕН), фумонизинов группы В (ФУМ), эргоалкалоидов (ЭА), альтернариола (АОЛ), роридина А (РОА), афлатоксина В1 (АВ1), стеригматоцистина (СТЕ), циклопиазоновой кислоты (ЦПК), эмодина (ЭМО), охратоксина А (ОА), цитринина (ЦИТ), микофеноловой кислоты (МФК), PR-токсина (PR) определяли по унифицированной методике (ГОСТ 31653-2012. М., 2012) c помощью панели из 15 аттестованных коммерческих и исследовательских иммуноферментных тест-систем. Для экстракции размолотых образцов использовали смесь ацетонитрила и воды в объемном соотношении 84:16 при расходе 10 мл на 1 г навески. Непрямой конкурентный иммуноферментный анализ выполняли после 10-кратного разведения экстрактов фосфатно-солевым буферным раствором рН 7,4 с Tween 20. Во всей выборке образцов были обнаружены 14 микотоксинов из 15, РОА выявлен не был. У озимых культур в фазы розетка-стеблевание в части образцов были детектированы ЭА, АОЛ, ЦПК и ЭМО со значениями, находящимися у пределов определения метода, в фазу бутонизации наблюдалось возрастание накопления ЭА, АОЛ, ЦПК, а также отмечались случаи обнаружения ЭМО, АВ1, СТЕ, ОА, МФК и появление фузариотоксинов ЗЕН, ФУМ. Яровой рапс был контаминирован слабее, чем озимый. В период цветения и созревания плодов у растений отмечались общие признаки в распределении микотоксинов по органам: большее накопление в листьях в сравнении со стеблями и понижение содержания в созревающих стручках. В цветках у всех культур была выявлена частая контаминация МФК, как правило, в сочетании с ЭМО, а у озимых обнаружены микотоксины, отсутствовавшие в начальный период роста, - ЦИТ, PR, Т-2 и ДОН. В статье обсуждается возможность участия потенциально токсигенных микромицетов родов Fusarium , Alternaria , Penicillium , Aspergillus , Mucor в контаминации растений.

Еще

Сурепица озимая, рапс озимый, рапс яровой, микотоксины, иммуноферментный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/142236368

IDR: 142236368   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2022.5.992rus

Список литературы Комплекс микотоксинов в растениях рапса и сурепицы в весенне-летний период

  • Егорова Т.А., Ленкова Т.Н. Рапс (Brassica napus L.) и перспективы его использования в кормлении птицы (обзор). Сельскохозяйственная биология, 2015, 50(2): 172-182 (doi: 10.15389/agrobiology.2015.2.172rus).
  • Валитов А.В., Кузнецов И.Ю., Абдульманов Р.И., Абдуллин М.М., Ахияров Б.Г. Поукос-ные посевы рапса ярового в организации зеленого конвейера. Пермский аграрный вестник, 2018, 2 (22): 36-43.
  • Воловик В.Т. Сурепица озимая — значение, использование в кормопроизводстве. Адаптивное кормопроизводство, 2020, 4: 67-88 (doi: 10.33814/AFP-2222-5366-2020-4-67-88).
  • Воловик В.Т., Шпаков А.С. Производство рапса в Центральной России: состояние и перспективы. Кормопроизводство, 2020, 10: 3-8.
  • Буркин А.А., Кононенко Г.П., Мосина Л.В. Первое микотоксикологическое исследование горчицы белой (Sinapis alba). Сельскохозяйственная биология, 2019, 54(1): 186-194 (doi: 10.15389/agrobiology.2019.1.186rus).
  • Zhang H.W., Song Y.C., Tan R.X. Biology and chemistry of endophytes. Natural Product Reports, 2006, 23(5): 753-771 (doi: 10.1039/b609472b).
  • Mishra Y., Singh A., Batra A., Sharma M.M. Understanding the biodiversity and biological applications of endophytic fungi: a review. Journal of Microbial & Biochemical Technology, 2014, S8: 004 (doi: 10.4172/1948-5948.S8-004).
  • Rana K.L., Kour D., Sheikh I., Dhiman A., Yadav N., Yadav A.N., Rastegari A.A., Singh K., Saxena A.K. Endophytic fungi: biodiversity, ecological significance, and potential industrial applications. In: Recent advancement in white biotechnology through fungi /A.N. Yadav, S. Mishra, S. Singh, A. Gupta (eds.). Fungal Biology, Springer Nature Switzerland AG, 2019: 1-62 (doi: 10.1007/978-3-030-10480-1_1).
  • Harrison J.G., Griffin E.A. The diversity and distribution of endophytes across biomes, plant phylogeny and host tissues: how far have we come and where do we go from here? Environmental Microbiology, 2020, 22(6): 2107-2123 (doi: 10.1111/1462-2920.14968).
  • Буркин А.А., Кононенко Г.П. Вторичные метаболиты микромицетов в растениях семейства Brassicaceae (Cruciferae). Известия РАН. Серия биологическая, 2022, 3: 237-245.
  • Zhang Q., Zhang J, Yang L., Jiang D., Chen W., Li G. Diversity and biocontrol potential of endophytic fungi in Brassica napus. Biological Control, 2014, 72: 98-108 (doi: 10.1016/j.biocon-trol.2014.02.018).
  • Kelman M.J., Renaud J.B., Seifert K.A., Mack J., Yeung K.K.-C., Sumarah M.W. Chemotaxo-nomic profiling of Canadian Alternaria populations using high-resolution mass spectrometry. Metabolites, 2020, 10(6): 238 (doi: 10.3390/metabo10060238).
  • Hubka V., Novakova A., Kolarik M., Jurjevic Z., Peterson S.W. Revision of Aspergillus section Flavipedes: seven new species and proposal of section Juni sect. nov. Mycologia, 2015, 107(1): 169-208 (doi: 10.3852/14-059).
  • Opinion of the scientific panel on contaminants in food chain on a request from the commission related to fumonisins as undesirable substances in animal feed. The EFSA Journal, 2005, 235: 1-32.
  • Chen L.J., Sun G.Y., Zhang R., Guo J.Q. Isolation and identification of endophytic fungi on Brassica napus. Journal of Shihezi University (Natural Science Edition), 2004, S1: 66-68.
  • Chen L.J., Shi H.Z., Chen Y.H. Preliminary study of the antifungal action of Chaetomium glo-bosum from endophytic fungi of rapeseed. Journal of Henan Agricultural Sciences, 2005, 7: 54-56.
  • Lan N., Qi G.F, Yu Z.N., Zhao X.Y. Isolation, identification and antifungal action of endophytic fungi of rapeseed. Journal of Huazhong Agricultural. University, 2011, 30(3): 270-275.
  • Козловский А.Г. Нетрадиционные продуценты эргоалкалоидов (обзор). Прикладная биохимия и микробиология, 1994, 35(5): 536-545.
  • Kusari S., Lamshoft M., Spiteller M. Aspergillus fumigatus Fresenius, an endophytic fungus from Juniperus communis L. Herstmann as source of the anticancer pro-drug deoxypodophyllotoxin. Journal of Applied Microbiology, 2009, 107(3): 1019-1030 (doi: 10.1111/j.1365-2672.2009.04285.x).
  • Jin H., Yan Z., Liu Q., Yang X., Chen J., Qin B. Diversity and dynamics of fungal endophytes in leaves, stems and roots of Stellera chamaejasme L. in northwestern China. Antonie van Leeu-wenhock, 2013, 104: 849-963 (doi: 10.1007/s10482-013-0014-2).
  • Chadha N., Prasad R., Varma A. Plant promoting activity of fungal endophytes associated with tomato roots from central Himalaya, India and their interaction with Piriformospora indica. International Journal of Pharma and Bio Sciences, 2015, 6(1): 333-343.
  • Mills J.T., Abramson D. Production of sterigmatocystin by isolates of Aspergillus versicolor from western Canadian stored barley and rapeseed/canola. Canadian Journal of Plant Pathology, 1986, 8(2): 151-153 (doi: 10.1080/07060668609501819).
  • Frisvad J.C., Smedsgaard J., Larsen T.O., Samson R.A. Mycotoxins, drugs and other extrolites produced by species in Penicillium subgenus Penicillium. Studies in Mycology, 2004, 49: 201-241.
  • Mills J.T., Abramson D. Ochratoxigenic potential of Penicillium spp. isolated from stored rapeseed and cereals in western Canada. Canadian Journal of Plant Pathology, 1982, 4(1): 37-41 (doi: 10.1080/07060668209501334).
  • Mansson M., Klejnstrup M.L., Phipps R.K., Nielsen K.F., Frisvad J.C., Gotfredsen C.H., Larsen T.O. Isolation and NMR characterization of fumonisin B2 and a new fumonisin B6 from Aspergillus niger. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(2): 949-953 (doi: 10.1021/jf902834g).
  • Shi W., Tan Y., Wang S., Gardiner D.M., De Saeger S., Liao Y., Wang C., Fan Y., Wang Z., Wu A. Mycotoxigenic potentials of Fusarium species in various culture matrices revealed by my-cotoxin profiling. Toxins, 2017, 9(1): 6 (doi: 10.3390/toxins9010006).
  • Lofgren L.A., LeBlank N.R., Certano A.K., Nachtigall J., LaBine K.M., Riddle J., Broz K., Dong Y., Bethan B., Kafer C.W., Kissler H.C. Fusarium graminearum: pathogen or endophyte of North American grasses? New Phytologist, 2018, 217(3): 1203-1212 (doi: 10.1111/nph.14894).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp