Опыт микотоксикологического обследования зернофуражных культур

Опыт микотоксикологического обследования зернофуражных культур

Автор: Кононенко Г.П., Зотова Е.В., Буркин А.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Микотоксины

Статья в выпуске: 5 т.56, 2021 года.

Бесплатный доступ

В последние годы в Российской Федерации отмечается устойчивый рост объемов заготовки кормов из вегетативной массы зернофуражных культур (З.Л. Федорова, Л.В. Романенко, 2016; В.В. Попов, 2017; Е.А. Волкова с соавт., 2018). Для успешного и безопасного использования этих продуктов консервирования чрезвычайно важно не только строго соблюдать рекомендованные сроки, высоту скашивания, условия высушивания и технологию закладки зерностеблевой массы, но и располагать наиболее полной информацией о санитарном качестве сырья. Уже начато изучение особенностей контаминации токсигенными микроскопическими грибами и микотоксинами дикорастущих и посевных злаков (Г.Ю. Лаптев с соавт., 2014; А.А. Буркин, Г.П. Кононенко, 2015; G.P. Kononenko с соавт., 2015; Е.А. Йылдырым с соавт., 2019), однако исследование зернофуражных культур в этом аспекте не проводилось. В настоящей работе впервые получены сведения о характере контаминации вегетирующих зернофуражных культур токсичными метаболитами микроскопических грибов и направленности изменений в содержании микотоксинов при смене фаз развития растений, а также в колосьях в начальный период созревания зерна. Целью работы было микотоксикологическое обследование вегетирующих растений ячменя, пшеницы и овса в сроки, оптимальные для заготовки на сено и зерносенаж, и незрелых колосьев ячменя и пшеницы. Яровой ячмень ( Hordeum vulgare L.) сорта Владимир, яровую мягкую пшеницу ( Triticum aestivum L.) сорта Иволга и овес посевной ( Avena sativa L.) сорта Скакун собирали с 24 апреля по 11 августа 2019 года на полях РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева (г. Москва) и ФНЦ кормопроизводства и агроэкологии им. В.Р. Вильямса (Московская обл.). К I периоду относили сборы от начала кущения до стадии лигулы (листового языка), ко II периоду - от открытия листового влагалища флагового листа и появления остей над лигулой до ранней молочной спелости колосьев. Наземные части срезали на расстоянии 3-5 см от поверхности почвы, колосья отделяли от растений ячменя и пшеницы на стадии созревания зерен. Содержание микотоксинов - Т-2 токсина (Т-2), дезоксиниваленола (ДОН), зеараленона (ЗЕН), фумонизинов (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) - анализировали с помощью аттестованных иммуноферментных тест-систем. У вегетирующих зернофуражных культур нагрузка микотоксинами в целом была охарактеризована как низкая. Регулярно присутствовали АОЛ, ЭМО в малых и сопоставимых количествах - соответственно 15-32 и 14-29 мкг/кг, а также ЦПК и ЭА с более широкими пределами варьирования - 34-180 и 2-115 мкг/кг. Фузариотоксины Т-2, ДОН, ЗЕН встречались в единичных образцах, а ФУМ не были обнаружены. РОА также отсутствовал, PR удалось детектировать лишь в одном образце пшеницы. В фитомассе всех культур были найдены МФК и СТЕ, содержание которых соответствовало десяткам микрограммов на 1 кг, а также АВ1 в фоновых количествах 1-3 мкг/кг. Случаи совместной контаминации ОА и ЦИТ отмечены только у ячменя и чаще на стадиях кущения и лигулы, а у пшеницы и овса редко находили только ОА в количествах, близких пределу детектирования. Вегетирующий овес в меньшей степени был подвержен контаминации микотоксинами, чем ячмень и пшеница, что особенно важно в практическом аспекте, поскольку этот злак чаще возделывают на зеленый корм как в чистом виде, так и в поливидовых посевах для последующего консервирования зеленой массы. Колосья пшеницы и ячменя в начале фазы созревания заметно отличались от надземных частей растений: в них наблюдалась единообразная тенденция к снижению частоты выявления микотоксинов до единичных случаев или их полного отсутствия при сохранении встречаемости ЭМО.

Еще

Пшеница, ячмень, овес, фитомасса, микотоксины, иммуноферментный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/142231393

IDR: 142231393   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2021.5.958rus

Список литературы Опыт микотоксикологического обследования зернофуражных культур

  • Федорова З.Л., Романенко Л.В. Требования к качеству основных кормов для коров с высокой продуктивностью (обзор). Генетика и разведение животных, 2016, 3: 3-14.
  • Попов В.В. Корма из зерностеблевой массы фуражных культур. Адаптивное кормопроизводство, 2017, 2: 73-88.
  • Волкова Е.А., Муратов Ф.Ф., Туаева Е.В., Чурилова К.С., Рыжков В.А. Комплексная оценка эффективности производства и использования зерносенажа из зерновых злаковых культур в молочном животноводстве. Дальневосточный аграрный вестник, 2018, 3(47): 145-153 (doi: 10.24411/1999-6837-2018-13070).
  • Fink-Gremmels J. Микотоксины в грубых и сочных кормах. В сб.: Микотоксины и микотоксикозы /Под ред. Д. Диаза. М., 2006: 157-178.
  • Zaki M.M., El-Midany S.A., Shaheen H.M., Rizzi L. Mycotoxins in animals: Occurrence, effects, prevention and management. Journal of Toxicology and Environmental Sciences, 2012, 4(1): 13-28 (doi: 10.5897/JTEHS11.072).
  • Inch S., Gilbert J. The incidence of Fusarium species recovered from inflorescences of wild grasses in Southern Manitoba. Canadian Journal of Plant Pathology, 2003, 25(4): 379-383 (doi: 10.1080/07060660309507093).
  • Postic J., Cosic J., Vrandecic K., Jurkovic D., Saaleh A.A., Leslie J.F. Diversity of Fusarium species isolated from weeds and plant debris in Croatia. Journal of Phytopathology, 2012, 160(2): 76-81 (doi: 10.1111/j.1439-0434.2011.01863.x).
  • Nichea M.J., Sulyok M., Krska R., Chulze S., Torres A., Ramirez M.L. Fusarium species and mycotoxins present on native grasses from a wetland ecosystem in Argentina. Proc. 13th European Fusarium Seminar dedicated to the Memory of Wally Marasas «Fusarium — pathogenicity, mycotoxins, taxonomy, genomics, biosynthesis, metabolomics, resistance, disease control». Martina Franca, Italy, 2015: 128.
  • Nichea M.J., Palacios S.A., Chiacchiera S.M., Sulyok M., Krska R. Chulze S.N., Torres A.M., Ramirez M.L. Presence of multiple mycotoxins and other fungal metabolites in native grasses from a wetland ecosystem in Argentina intended for grazing cattle. Toxins, 2015, 7(8): 3309-3329 (doi: 10.3390/toxins7083309).
  • Chehri Kh., Hajeb S., Maassoumi S.M. Morphological and molecular identification and PCR amplification to determine the toxigenic potential of Fusarium graminearum species complex (FGSC) isolated from wild grasses in Iran. Journal of Agricultural Science and Technology, 2017, 19(7): 1617-1629.
  • Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. Выявление зараженности грибами однолетних и многолетних трав семейства Leguminosae методом количественной ПЦР. Вестник защиты растений, 2018, 2(96): 35-41 (doi: 10.31993/2308-6459-2018-2(96)-35-41).
  • Гаврилова О.П., Орина А.С., Гагкаева Т.Ю. Количественная оценка зараженности видов рода Trifolium грибами и контаминации микотоксинами. Агрохимия, 2017, 11: 58-66 (doi: 10.7868/S0002188117110072).
  • Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. Колонизация культурных и дикорастущих злаковых растений грибами родов Alternaria, Cladosporiumи Fusarium. Защита и карантин растений, 2017, 6: 25-27.
  • Буркин А.А., Кононенко Г.П. Контаминация микотоксинами луговых трав в европейской части России. Сельскохозяйственнаябиология, 2015, 50(4): 503-512 (doi: 10.15389/agrobiology.2015.4.503rus).
  • Kononenko G.P., Burkin A.A., Gavrilova O.P., Gagkaeva T.Yu. Fungal species and multiple mycotoxin contamination of cultivated grasses and legumes crops. Agricultural and Food Science, 2015, 24: 323-330 (doi: 10.23986/afsci.52313).
  • Лаптев Г.Ю., Новикова Н.И., Ильина Л.А., Йылдырым Е.А., Никонов И.Н., Филиппова В.А., Бражник Е.А., Корочкина Е.А. Распространение микотоксинов в кормовом травостое и силосе. Аграрный вестник Урала, 2014, 12(130): 33-37.
  • Йылдырым Е.А., Ильина Л.А., Филиппова В.А., Новикова Н.И., Лаптев Г.Ю., Тюрина Д.Г., Солдатова В.В. Изучение распространения микотоксинов в фуражном травостое и консервированных кормах. Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства, 2019, 3(100): 99-107 (doi: 10.24411/0131-5226-2019-10191).
  • Meier U.Growth stages of mono- and dicotyledonous plants. BBCH Monograph, 2001 (doi: 10.5073/20180906-074619).
  • Кононенко Г.П., Зотова Е.В. Метаболический профиль токсинообразующих микромицетов у луговых растений семейства Крестоцветные. Успехи медицинской микологии, 2019, 20: 639-643.
  • Буркин А.А., Кононенко Г.П., Мосина Л.В. Первое микотоксикологическое исследование горчицы белой (Sinapisalba). Сельскохозяйственная биология, 2019, 54(1): 186-194 (doi: 10.15389/agrobiology.2019.1.186rus).
  • Зотова Е.В., Кононенко Г.П., Буркин А.А. Микотоксины в подсолнечнике (Helianthusannuus L.): компонентный состав и распределение по растению. Современная микология в России, 2017, 7: 202-204.
  • Мартынюк Т.Д., Егорова Л.Н. Myrotheciumverrucaria — новый патоген кукурузы в Приморском крае. Микология и фитопатология, 2009, 43(5): 457-459.
  • Perrone G., Gallo A. Aspergillus species and their associated mycotoxins. In: Mycotoxigenic fungi. Methods in molecular biology, vol. 1542 /A. Moretti, A. Susca (eds.). Humana Press, New York, NY, 2017: 33-49 (doi: 10.1007/978-1-4939-6707-0_3 ).
  • Munkvold G.P. Fusarium species and their associated mycotoxins. In: Mycotoxigenic fungi. Methods in molecular biology, vol. 1542 /A. Moretti, A. Susca (eds.). Humana Press, New York, NY, 2017: 51-106 (doi: 10.1007/978-1-4939-6707-0_4).
  • Perrone G., Susca A. Penicillium species and their associated mycotoxins. In: Mycotoxigenic fungi. Methods in molecular biology, vol. 1542 /A. Moretti, A. Susca (eds.). Humana Press, New York, NY, 2017: 107-119 (doi: 10.1007/978-1-4939-6707-0_5).
  • Pinto V.E.F., Patriarca A. Alternaria species and their associated mycotoxins. In: Mycotoxigenic fungi. Methods in molecular biology, vol. 1542 /A. Moretti, A. Susca (eds.). Humana Press, New York, NY, 2017: 13-32 (doi: 10.1007/978-1-4939-6707-0_2).
  • Shankar N.B., Shashikala J., Krishnamurthy Y.L. Study on diversity of endophytic communities from rice (Oryza sativa L.) and their antagonistic activities in vitro. Microbiological Research, 2007, 164(3): 290-296 (doi: 10.1016/j.micres.2006.12.003).
  • Potshangbam M., Devi S.I., Sahoo D., Strobel G.A. Functional characterization of endophytic fungal community associated with Oryza sativa L. and Zea mays L. Frontiers in Microbiology, 2017, 8: 325 (doi: 10.3389/fmicb.2017.00325).
  • Lofgren L.A., LeBlanc N.R., Certano A.K., Nachtigall J., LaBine K.M., Riddle J., Broz K., Dong Y., Bethan B., Kafer C.W., Kistler H.C. Fusarium graminearum: pathogen or endophyte of North American grasses? New Phytologist, 2018, 217(3): 1203-1212 (doi: 10.1111/nph.14894).
  • Kusari S., Spiteller M., Metabolomics of endophytic fungi producing associated plant secondary metabolites: progress, challenges and opportunities In: Metabolomics /U. Roessner (ed.). InTech, London, 2012: 241-266 (doi: 10.5772/31596).
  • Florea S., Panaccione D.G., Schardl C.L. Ergot alkaloids of the family Clavicipitaceae. Phytopathology,2017, 107(5): 504-518 (doi: 10.1094/PHYTO-12-16-0435-RVW).
  • 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).
  • Ostry V., Toman J., Grosse Y., Malir F. Cyclopiazonic acid: 50th anniversary of its discovery. World Mycotoxin Journal, 2018, 11(1): 135-148 (doi: 10.3920/WMJ2017.2243).
  • Card S.D., Faville M.J., Simpson W.A., Johnson R.D., Voisey C.R., de Bonth A.C.M., Hume D.E. Mutualistic fungal endophytes in the Triticeae — survey and description. FEMS Microbiology Ecology, 2014, 88: 94-106 (doi: 10.1111/1574-6941.12273).
  • Wirsel S.G.R., Leibinger W., Ernst M., Mendgen K. Genetic diversity of fungi closely associated with common reed. New Phytologist, 2001, 149(3): 589-598 (doi: 10.1046/j.1469-8137.2001.00038.x).
  • Morakotkarn D., Kawasaki H., Seki T. Molecular diversity of bamboo-associated fungi isolated from Japan. FEMS Microbiology Letters, 2006, 266(1): 10-19 (doi: 10.1111/j.1574-6968.2006.00489.x).
  • Wei Y.K., Gao Y.B., Zhang X., Su D., Wang Y.H., Xu H., Lin F., Ren A.Z., Chen L., Nie L.Y. Distribution and diversity of Epichloë/Neotyphodium fungal endophytes from different populations of Achnatherum sibiricum (Poaceae) in the Inner Mongolia Steppe, China. Fungal Diversity, 2007, 24: 329-345.
  • Zhang X., Ren A.Z., Wei Y.K., Lin F., Li C., Liu Z.J., Gao Y.B. Taxonomy, diversity and origins of symbiotic endophytes of Achnatherum sibiricum in the Inner Mongolia Steppe of China. FEMS Microbiology Letters, 2009, 301(1), 12-20 (doi: 10.1111/j.1574-6968.2009.01789.x).
  • Sánchez Márquez S., Bills G.F., Zabalgogeazeoa I. The endophytic mycobiota of the grass Dactylis glomerata. Fungal Diversity, 2007, 27: 171-195.
  • Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Орина А.С., Гогина Н.Н. Чрезвычайная ситуация 2019 г. и болезни зерна в Амурской области. Защитаикарантинрастений, 2020, 8: 19-21.
  • Li F., Yoshizawa T. Alternaria mycotoxins in weathered wheat from China. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2000, 48(7): 2920-2924 (doi: 10.1021/jf0000171).
  • Омельченко М.Д., Жердев А.В., Николаев И.В., Жалиева Л.Д., Буханистая Г.Ф., Баттилани П., Дзантиев Б.Б. Оценка влияния агротехнических и метеорологических факторов на загрязнение зерна фузариотоксинами в агроценозах пшеницы из разных климатических зон РФ. Аграрная Россия, 2013, 1: 2-9 (doi: 10.30906/1999-5636-2013-1-2-9).
  • Кононенко Г.П., Буркин А.А., Зотова Е.В. Микотоксикологический мониторинг. Сообщение 2. Зерно пшеницы, ячменя, овса, кукурузы. Ветеринария сегодня, 2020, 2(33): 139-145 (doi: 10.29326/2304-196X-2020-2-33-139-145).
  • Sulyok M., Berthiller F., Krska R., Schuhmacher R. Development and validation of a liquid chromatography/tandem mass spectrometric method for the determination of 39 mycotoxins in wheat and maize. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2006, 20(18): 2649-2659 (doi: 10.1002/rcm.2640).
  • Schenzel J., Forrer H.R., Vogelgsang S., Bucheli T.D. Development, validation and application of a multi-mycotoxin method for the analysis of whole wheat plants. Mycotoxin Research, 2012, 28(2): 135-147 (doi: 10.1007/s12550-012-0125-z).
  • Uhlig S., Vikøren T., Ivanova L., Handeland K. Ergot alkaloids in Norwegian wild grasses: a mass spectrometric approach. Rapid Communications in Mass Spectrometry, 2007, 21(10): 1651-1660 (doi: 10.1002/rcm.3005).
  • Гаврилова О.П., Орина А.С., Гогина Н.Н., Гагкаева Т.Ю. Совместная встречаемость метаболитов грибов Alternaria и Fusarium, ассоциированных с зерновыми культурами. Российская сельскохозяйственная наука, 2020, 6: 20-23 (doi: 10.31857/S2500262720060058).
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp