08 de Septiembre de 2016
Artículo de divulgación

Estudio del perfil de producción de toxinas en trigo inoculado artificialmente con Fusarium graminearum

El trigo es uno de los cultivos de mayor importancia en Argentina ya sea para consumo local o como producto de exportación. Fusarium graminearum es el agente más común de la fusariosis de la espiga (FET). Esta enfermedad tiene la capacidad de destruir cultivos, causando grandes pérdidas económicas debido a la reducción de la calidad de los granos y a su vez, los granos infectados pueden acumular niveles significativos de micotoxinas. Es de gran interés, poder diseñar estrategias adecuadas de control de la enfermedad y evaluar cómo influyen diversos factores como, el tipo de cultivar y el momento de aplicación del fungicida.

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Resumen técnico

Debido a que la presencia de los hongos toxicogénicos y sus metabolitos tóxicos en los productos de interés agroalimentario es uno de los principales problemas sanitarios y económicos en nuestro país, el objetivo general del proyecto en el cual se enmarca este trabajo es el mejoramiento de la calidad y la seguridad de los productos vegetales, para desarrollar una mayor competitividad de las empresas del sector. Logrando este objetivo se permitirá valorar el riesgo micotoxicológico a que están expuestos los diferentes cultivos, prevenir la difusión de fitopatías, reducir la ingesta de micotoxinas, prevenir patologías humanas y animales y desarrollar estrategias de prevención, control de hongos toxicogénicos y micotoxinas en alimentos. El objetivo específico del presente trabajo fue determinar el perfil y la cantidad de toxinas acumuladas en trigo inoculado artificialmente (F. graminearum) cultivado en invernáculos con malla antigranizo y generador de humedad. Para ello, se aislaron las especies fúngicas presentes en las muestras de trigo resultante de los los distintos ensayos, en medios selectivos para Fusarium graminearum. Las cepas aisladas se sembraron en arroz estéril y se generaron las condiciones de estrés necesarias para la producción de los metabolitos secundarios (15 días a 15ºC y 15 días a 25ºC). Para la determinación de micotoxinas generadas por cada cepa, se realizó una extracción con una mezcla de acetonitrilo:acetato de etilo:agua (50:41:9, v/v) seguidos de una purificación en una columna con carbón activado:alúmina neutra:celite. La detección de deoxinivalenol (DON), nivalenol (NIV), 3-acetildeoxinivalenol (3-ADON) y 15-acetildeoxinivalenol (15-ADON) se realizó por CG con detector de captura de electrones, previa derivatización con anhídrido trifluoroacético. Además los tricotecenos fueron confirmados por CG-MS. Los resultados preliminares muestran que todas las cepas estudiadas produjeron al menos una sola toxina y la mayoría de ellas produjeron dos o más. A su vez, casi la totalidad de las cepas produjeron NIV y 15-ADON aunque cantidades mucho menores que DON y 3-ADON. El perfil de las cepas que se utilizaron para la inoculación es coherente con la acumulación de toxinas en las muestras de trigo y con los perfiles de producción de toxinas de las cepas recuperadas de las muestrasde trigo de los diferentes ensayos. Siendo, dos de las cepas productoras de los 4 metabolitos (DON, NIV, 3-ADON y 15-ADON), una de NIV, DON y 15-ADON y la otra generadora de DON y 15-ADON.

Por otro lado, es importante destacar que se está estudiando la producción de toxinas en 8 variedades de trigo de diferente resistencia a la infección de la espiga de trigo por F. graminearum. Para ello, se realizó la extracción, purificación, derivatización, detección y confirmación de las toxinas, como se hizo anteriormente. Los resultados preliminares muestran que en la variedad de trigo N. Baguette P 11 se acumuló la mayor cantidad de DON, teniendo diferencias significativas respecto a las demás variedades estudiadas. Esto es coincidente con el comportamiento moderadamente susceptible que mostró en campo.

 

Study production profile of toxins in wheat artificially inoculated with Fusarium graminearum

The Fusarium graminearum species complex (FGSC) infects wheat and other cereal crops worldwide, causing diseases such as Fusarium head blight (FHB). This destructive disease affects wheat, barley and other small grains and has the capability of destroying crops, causing great economic losses due to reduced grain quality, and accumulating significant levels of mycotoxins such as trichothecenes. The principal objective of this project is to improve the quality and safety of vegetables products, to develop greater competitiveness of companies in the sector. The specific aim of this work was to study the profile and quantity of toxin production on wheat artificially inoculated (Fusarium graminearum) cultivated in greenhouses with hail mesh and humidity generator. For that purpose, F. graminearum isolates were obtained from wheat samples , superficially disinfected, directly planted on selective media. Isolates were seeded in sterile rice and stress conditions needed for production of secondary metabolites (15 days at 15°C and 15 days at 25°C). Toxins were extracted with acetonitrile:ethyl acetate:water (50:41:9, v/v) performing the clean-up in a column with activated charcoal:neutral alumina:celite. Detection of deoxynivalenol (DON), nivalenol (NIV), 3-acetyldeoxynivalenol (3-ADON) and 15-acetyldeoxynivalenol (15-ADON) were performed by GC with electron capture detector (ECD) after derivatization with trifluoroacetic anhydride. Furthermore trichothecenes were confirmed by GC-MS. Preliminary results show that all strains studied produce at least one toxin and most of them two or more. Almost all of the strains produced 15- ADON and NIV, but in lower level than DON and 3-ADON. The profile of the strains that were used for inoculation are consistent with the accumulation of toxins in wheat samples. Two strains produced 4 metabolites (DON , NIV , 3 - ADON and 15 - ADON ), one of them NIV, DON and 15 - ADON and the other generated DON and 15–ADON. On the other hand, it is important to highlight that it is being studying the toxin production in eight varieties of wheat with different resistance to the infection with Fusarium graminearum. For achieving that, the extraction, purification, derivatization, detection and confirmation will be carried out in a similar way as before. Preliminary results show that the most hight production of DON was in wheat variety Baguette N. P 11, having significant differences from other varieties studied. This is consistent with moderately susceptible behavior that showed at field.

Referencias

Áreas geográficas alcanzadas
    • Argentina