Потенциал токсинообразования мелкоспоровых видов Alternaria из зерна овса, контаминированного альтернариолом

Потенциал токсинообразования мелкоспоровых видов Alternaria из зерна овса, контаминированного альтернариолом

Автор: Кононенко Г.П., Пирязева Е.А., Буркин А.А.

Журнал: Сельскохозяйственная биология @agrobiology

Рубрика: Фитопатология, микотоксикология

Статья в выпуске: 3 т.58, 2023 года.

Бесплатный доступ

В течение многих лет проблема пораженности зерна токсинобразующими грибами Alternaria находится под пристальным вниманием специалистов (S.M. Tralamazza с соавт., 2018). Выполнены обширные исследования пшеницы (M.T. Amatulli с соавт., 2013; M.E. Müller с соавт., 2013) и ячменя (V. Sanchis с соавт., 1993; T.T.T. Nguyen с соавт., 2018). При этом зерно овса изучено гораздо меньше, и до сих пор остается неясным, какие виды грибов этого рода и в какой мере ответственны за накопление в нем токсина альтернариола (АОЛ). В нашей стране получены данные по зараженности грибами Alternaria зерна овса из ряда областей (О.П. Гаврилова с соавт., 2016; Ю.И. Варгач с соавт., 2019), а также образцов селекционных сортов и линий из коллекции ВИР в полевом опыте (А.С. Орина с соавт., 2017), однако частота встречаемости токсина оценена суммарно по нескольким региональным выборкам (А.А. Буркин с соавт., 2015; Г.П. Кононенко с соавт., 2020). В настоящем исследовании впервые установлено, что в контаминации зерна овса может участвовать вид Alternaria tenuissima (Nees et T. Nees:Fries) Wiltshire, известный как активный продуцент, и в меньшей степени представители A. arborescens E.G. Simmons и комплекса ‘ A. infectoria ’. Целью работы стало изучение видовой принадлежности и токсинообразующей способности грибов Alternaria, выделенных из зерна овса с естественной контаминацией альтернариолом. Объектом микологического исследования был образец зерна овса посевного ( Avena sativa L.) сорта Яков, полученный в октябре 2020 года от агропредприятия, расположенного в Московской области (Одинцовский р-н). По данным иммуноферментного анализа образец был контаминирован АОЛ в количестве 630 мкг/кг и Т-2 токсином в количестве 5 мкг/кг. Выделение чистых культур грибов проводили после поверхностной стерилизации зерна и его посева на агар Чапека-Докса, содержащего желчь и антибиотики. Описание цвета, структуры колоний, скорости роста культур выполняли на сахарозном агаре с дрожжевым экстрактом (yeast extract sucrose agar, YES) и картофельно-морковном агаре (potato-carrot agar, PCA) на 8-е сут. Для оценки их токсинообразования использовали зерно овса и панель из четырех микологических сред - PCA, солодовый агар (malt extract agar, MEA), сенной агар (hay infusion agar, HAY) и аналог овощного агара (V-8). После культивирования (7 сут, 25 °С, без освещения) и экстракции смесью ацетонитрила и воды в объемном соотношении 84:16 выполняли определение АОЛ методом непрямого конкурентного иммуноферментного анализа (А.А. Буркин, Г.П. Кононенко, 2011) с пределом детектирования 0,01 мкг/г. В субэпидермальной микобиоте исследованного образца преобладали представители рода Alternaria : степень зараженности составила 36,0 %, им сопутствовали грибы Fusarium spp. (14,7 %) и Epicoccum spp. (2,7 %). После проведения микологических процедур по выделению и идентификации культуры Alternaria были отнесены к видам A. tenuissima (Nees et T. Nees:Fries) Wiltshire (7 штаммов), A. arborescens E.G. Simmons (2 штамма) и к комплексу видов ‘A. infectoria’ (4 изолята) . На зерновом субстрате все штаммы A. tenuissima , A. arborescens и три изолята ‘ A. infectoria ’ продуцировали АОЛ в количествах 370, 5 и 0,8 мкг/г. При тестировании культур в тех же условиях на агаровых средах интенсивность накопления АОЛ у A. tenuissima была наибольшей на HAY и MEA (56 и 23 мкг/г), у A. arborescens и ‘A. infectoria ’ - на PCA и MEA. Учитывая это, для in vitro оценки биосинтетического потенциала грибов и их причастности к контаминации зерна АОЛ в расширенном формате рекомендованы коммерческий субстрат МЕА и зерна овса. В сравнительном аспекте обсуждаются культурально-морфологические особенности отдельных культур A. arborescens, ‘ A. infectoria ’ и их способность к биосинтезу АОЛ.

Еще

Зерно овса, alternaria tenuissima, alternaria arborescens, 'alternaria infectoria', альтернариол, иммуноферментный анализ

Короткий адрес: https://sciup.org/142238897

IDR: 142238897   |   DOI: 10.15389/agrobiology.2023.3.567rus

Список литературы Потенциал токсинообразования мелкоспоровых видов Alternaria из зерна овса, контаминированного альтернариолом

  • Amatulli M.T., Fanelli F., Moretti A., Mule G., Logrieco A.F. Alternaria species and mycotoxins associated to black point of cereals. Mycotoxins, 2013, 63(1): 39-46.
  • Müller M.E., Korn U. Alternaria mycotoxins in wheat — a 10 years survey in the Northeast of Germany. Food Control, 2013, 34(1): 191-197 (doi: 10.1016/j.foodcont.2013.04.018).
  • Tralamazza S.M., Piacentini K.C., Iwase C.H.T., De Oliveira Rocha L. Toxigenic Alternaria species: impact in cereals worldwide. Current Opinion in Food Science, 2018, 23: 57-63 (doi: 10.1016/j.cofs.2018.05.002).
  • Sanchis V., Sanclemente A., Usall J., Viñas I. Incidence of mycotoxigenic Alternaria alternata and Aspergillus flavus in barley. Journal of Food Protection, 1993, 56(3): 246-248 (doi: 10.4315/0362-028X-56.3.246).
  • Nguyen T.T.T., Kim J., Jeon S.J., Lee C.W., Magan N., Lee H.B. Mycotoxin production of Alternaria strains isolated from Korean barley grains determined by LC-MS/MS. International Journal of Food Microbiology, 2018, 268: 44-52 (doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.01.003).
  • Fodder oats: a world overview /J.M. Suttie, S.G. Reynolds (eds.). Plant Production and Protection Series No. 33. FAO, Rome, 2004.
  • Sacchi C., González H.H.L., Broggi L.E., Pacin A., Resnik S.L., Cano G., Taglieri D. Fungal contamination and mycotoxin natural occurrence in oats for race horses feeding in Argentina. Animal Feed Science and Technology, 2009, 152(3-4): 330-335 (doi: 10.1016/j.anifeedsci.2009.04.008).
  • EFSA (European Food Safety Authority). Scientific opinion on the risks for animal and public health related to the presence of Alternaria toxins in feed and food. EFSA Journal, 2011, 9(10): 2407-2505 (doi: 10.2903/j.efsa.2011.2407).
  • Lee H.B., Patriarca A., Magan N. Alternaria in food: ecophysiology, mycotoxin production and Toxicology. Mycobiology, 2015, 43(2): 93-106 (doi: 10.5941/MYCO.2015.43.2.93).
  • Gruber-Schley S., Thalmann A. The occurrence of Alternaria spp. and their toxins in grain and possible connections with illness in farm animals. Landwirtschaftliche Forschung, 1988, 41(1-2): 11-29.
  • Logrieco A., Bottalico A., Solfrizzo M., Mule G. Incidence of Alternaria species in grains from Mediterranean countries and their ability to produce mycotoxins. Mycologia, 1990, 82(4): 501-505 (doi: 10.1080/00275514.1990.12025914).
  • Häggblom P., Stepinska A., Solyakov A. Alternaria mycotoxins in Swedish feed grain. Proc. 29th Mycotoxin-Workshop. Gesellschaft für Mykotoxin Forschung, Stuttgart-Fellbachm, 2007: 35.
  • Uhlig S., Sundstøl Eriksen G., Skow Hofgaard I., Krska R., Beltrán E., Sulyok M. Faces of changing climate: semi-quantitative multi-mycotoxin analysis of grain grown in exceptional cli-matic conditions in Norway. Toxins, 2013, 5(10): 1682-1697 (doi: 10.3390/toxins5101682).
  • Tittlemier S.A., Blagden R., Chan J., Roscoe M., Pleskach K. A multi-year survey of mycotoxins and ergosterop in Canadian oats. Mycotoxin Research, 2020, 36: 103-114 (doi: 10.1007/s12550-019-00373-9).
  • De Colli L., De Ruyck K., Abdallah M.F., Finnan J., Mullins E., Kildea S., Spink J., Elliott Ch., Danaher M. Natural co-occurrence of multiple mycotoxins in unprocessed oats grown in Ireland with various production systems. Toxins, 2021, 13(3): 188 (doi: 10.3390/toxins13030188).
  • Babič J., Tavčar-Kalcher G., Celar F.A., Kos K., Knific T., Jakovac-Strajn B. Occurrence of Alternaria and other toxins in cereal grains intended for animal feeding collected in Slovenia: A three-year study. Toxins, 2021, 13(5): 304 (doi: 10.3390/toxins13050304).
  • Гаврилова О.П., Ганнибал Ф.Б., Гагкаева Т.Ю. Зараженность зерна овса грибами Fusarium и Alternaria и ее сортовая специфика в условиях северо-запада России. Сельскохозяйственная биология, 2016, 51(1): 111-118 (doi: 10.15389/agrobiology.2016.1.111rus).
  • Варгач Ю.И., Головин С.Е., Лоскутов И.Г. Изучение микромицетов на овсе посевном (Avena sativa L.) в условиях Ступинского района Московской области. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 2019, 180(3): 96-105 (doi: 10.30901/2227-8834-2019-3-96-105).
  • Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Лоскутов И.Г. Симбиотические взаимоотношения грибов Fusarium и Alternaria, колонизирующих зерно овса. Сельскохозяйственная биология, 2017, 52(5): 986-994 (doi: 10.15389/agrobiology.2017.5.986rus).
  • Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Орина А.С., Маркова А.С., Кабашов А.Д., Лоскутов И.Г. Микобиота зерна селекционных линий овса ФИЦ «Немчиновка» конкурентного сортоиспытания на полях в Московской области в 2019 году. Труды по прикладной ботанике, генетике и селекции, 2020, 181(2): 134-144 (doi: 10.30901/2227-8834-2020-2-134-144).
  • Буркин А.А., Кононенко Г.П., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. Микотоксикологическое обследование зерна овса и продуктов его переработки. Современная микология в России, 2015, 5(5): 221-223.
  • 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).
  • Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Ганнибал Ф.Б. Микромицеты Alternaria spp. и Bipolaris sorokiniana и микотоксины в зерне, выращенном в Уральском федеральном округе. Микология и фитопатология, 2020, 54(5): 365-377 (doi: 10.31857/S0026364820050086).
  • Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю., Гогина Н.Н. Контаминация зерна в западной Сибири грибами Alternaria и их микотоксинами. Вестник защиты растений, 2021, 104(3): 153-162 (doi: 10.31993/2308-6459-2021-104-3-15019).
  • Методические рекомендации по выделению и количественному учету микроскопических грибов в зерне. М., 2006.
  • Simmons E.G. Alternaria. An identification manual. Utrecht, CBS Fungal Biodiversity Centre, 2007.
  • Ганнибал Ф.Б. Мониторинг альтернариозов сельскохозяйственных культур и идентификация грибов рода Alternaria. Метод. пос. СПб, 2011.
  • Кононенко Г.П., Пирязева Е.А., Буркин А.А. Продуцирование альтернариола у популяций мелкоспоровых видов Alternaria, ассоциированных с зерновыми кормами. Сельскохозяйственная биология, 2020, 55(3): 628-637 (doi: 10.15389/agrobiology.2020.3.628rus).
  • Introduction to food- and airborne fungi /R.A. Samson, E.S. Hoekstra, J.C. Frisvad, O. Filtenborg (eds.). CBS, Utrecht, 2000.
  • Буркин А.А., Кононенко Г.П. Иммуноферментный анализ альтернариола для оценки риска контаминации агропродукции. Прикладная биохимия и микробиология, 2011, 47(1): 79-83.
  • Гагкаева Т.Ю., Гаврилова О.П., Орина А.С., Казарцев И.А., Ганнибал Ф.Б. Сравнение методов выявления в зерне токсинпродуцирующих грибов рода Fusarium. Микология и фитопатология, 2017, 51(5): 292-298.
  • Пирязева Е.А., Кононенко Г.П. Продуцирование альтернариола отдельными видами Al-ternaria из кормовых объектов. Современная микология в России, 2017, 7: 175-177.
  • Ustyuzhanina M.I., Burkin A.A., Kononenko G.P., Piryazeva E.A., Zotova E.V. Alternative assay media for alternariol production by Alternaria species. Proc. VIII Int. Conf. on Environmental, Industrial and Applied Microbiology — BioMicroWorld2018 «Global progress in applied microbi-ology: a multidisciplinary approach» /A. Méndez-Vilas (ed.). Badajoz, Formatex Research Cen-ter, 2018: 1-5.
  • Kononenko G.P., Ustyuzhanina M.I., Orina A.S. Multi-substrate screening the ability to produce alternariol among Alternaria arborescens strains. Journal of Veterinary Science & Technology, 2019, 10: 41-42.
  • Zwickel T., Kahr S.M., Rychlik M., Müller E.H. Chemotaxonomy of mycotoxigenic small-spored Alternaria fungi – Do multitoxin mixtures act as an indicator for species differentiation? Frontiers in Microbiology, 2018, 9: 1368 (doi: 10.3389/fmicb.2018.01368).
  • Ramires F.A., Masiello M., Somma S., Villani A., Susca A., Logrieco A.F., Luz C., Meca G., Moretti A. Phylogeny and mycotoxin characterization of Alternaria species isolated from wheat grown in Tuscany, Italy. Toxins, 2018, 10(11): 472 (doi: 10.3390/toxins10110472).
  • Oviedo M.S., Sturm M.E., Reynoso M.M., Chulze S.N., Ramirez M.L. Toxigenic profile and AFLP variability of Alternaria alternata and Alternaria infectoria occurring on wheat. Brazilian Journal of Microbiology, 2013, 44(2): 447-455 (doi: 10.1590/S1517-83822013000200017).
  • Kosiak B., Torp M., Skjerve E., Andersen B. Alternaria and Fusarium in Norwegian grains of reduced quality — a matched pair sample study. International Journal of Food Microbiology, 2004, 93(1): 51-62 (doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2003.10.006).
  • Kelman M.J., Renaut J.B., Seifert K.A., Mack J., Yeung K. K.-C., Sumareh M.W. Chemotaxo-nomic profiling of Canadian Alternaria populations using high-resolution mass-spectrometry. Me-tabolites, 2020, 10(6): 238 (doi: 10.3390/metabo10060238).
  • Patriarca A., da Cruz Cabral L., Pavicich M.A., Nielsen K.F., Andersen B. Secondary metabolite profiles of small-spored Alternaria support the new phylogenetic organization of the genus. Interna-tional Journal of Food Microbiology, 2019, 291: 135-143 (doi: 10.1016/j.ijfoodmicro.2018.11.022).
Еще
Статья научная
SciUp 2024 © 2024 ©