Toxintermelő gombákkal szembeni ellenállóság és toxinszennyezés kukoricában, kiemelten az A. flavus-ra és az aflatoxinokra

Átírás

1 Toxintermelő gombákkal szembeni ellenállóság és toxinszennyezés kukoricában, kiemelten az A. flavus-ra és az aflatoxinokra Mesterházy Ákos 1, Tóth Beáta 1, Toldi Éva 1, Varga Mónika 1, Varga János 2 Gabonakutató non-profit Kft 1, SZTE Mikrobiológiai Tanszék 2 Magyar Kukorica Klub, február 1.

2 Eszterágpuszta 2010: GOSZ kísérlet, kukorica hibridek csőfuzárium fertőzöttsége GOSZ kukorica hibrid kísérlet, csőfuzárium fertőződés, 8 termőhely átlaga, 2010 Fert. csövek % y = x R 2 = Csőfelület fertőzés % Fert. csövek % y = x R 2 = Csőfelület fertőzöttség % Miért fontos a téma? Fert. index % Kukorica csőpenész fertőzöttség, Székkutas, y = 0.37x R 2 = Fert. db. % Fert. index % A fertőzöttségi db % és fertőzöttségi index % összefüggése a 2012-es OMMI kukorica csőpenész kísérletben természetes fertőződés, n= termőhely átlagadatai y = x R 2 = Fert. db. %

3 F. verticillioides F. verticillioides F. verticillioides F. graminearum

4 Az A. flavus-nál jelentős előfordulásnövekedés 2012-ben aflatoxin M 1 és M 2 tejben

5 A. flavus

6

7 Aflatoxinok és termelőik előfordulása mezőgazdasági termékekben a környékbeli országokban 7

8 Források Horvátország: aflatoxin termelők azonosítása kukoricáról (Kosalec & Pepeljnjak 2005, Halt et al. 2004) Észak-Olaszország: Aflatoxin termelő A. flavus és EU határérték feletti aflatoxin kontamináció detektálása kukoricán (Gioni et al. 2007), 2012 Szlovénia, Szerbia: EU limit feletti aflatoxin M1 szint tejben (Torkar and Vengust 2007, Polovinski-Horvatovic et al. 2009) Románia:1997: minden vizsgált kukoricaminta aflatoxinmentes volt (Curtui et al. 1998) : a vizsgált tételek 30%-ában delektáltak aflatoxinokat, 20%-ukban a határérték felett (Tabuc et al. 2009)

9 Aspergillus Elterjedt nemzetség mintegy fajjal Fajai jelentősek az élelmiszer- és biotechnológiai iparban, mint opportunista patogének és mint mikotoxin termelők Jelentőségét jelzi, hogy eddig 12 faj genomját szekvenálták meg! Általában raktári penészként tartják számon (postharvest kontamináció) 9

10 Fontosabb Aspergillus mikotoxinok Aflatoxinok Ochratoxinok, citrinin Fumonizinek Patulin Ciklopiazonsav Gliotoxin Citreoviridin 10

11 Aspergillus fajok szerepe a szántóföldi mikotoxin szennyeződésben Fontosabb termelők Mikotoxinok Mezőgazdasági termék Aspergillus flavus, A. parasiticus Aflatoxinok A. nomius Aflatoxinok Brazil dió A. ochraceus, A. westerdijkiae, A. niger Ochratoxinok Kukorica, gabonafélék, gyapotmag, földimogyoró, füge, pisztácia Kávé, fűszerek, kakaó A. carbonarius, A. niger Ochratoxinok Szőlőtermékek, mazsola A. alliaceus, A. niger Ochratoxinok Füge A. clavatus Patulin Gabonafélék 11

12 Aflatoxinok Dekaketid kumarin származékok Fő termelők: Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius Hatásuk Akut toxikus hepatitis 1974, India, 108 halott (kukorica) 1981, 2004, 2006, Kenya, >150 halott (kukorica) Krónikus aflatoxicosis májcirrózis, májrák Mozambik, Dél-Afrika, Kína 12

13 Aflatoxinok és termelőik előfordulása mezőgazdasági termékekben a környékbeli országokban Horvátország: aflatoxin termelők azonosítása kukoricáról (Kosalec & Pepeljnjak 2005, Halt et al. 2004) Észak-Olaszország: Aflatoxin termelő A. flavus és EU határérték feletti aflatoxin kontamináció detektálása kukoricán (Gioni et al. 2007) Szlovénia, Szerbia: EU limit feletti aflatoxin M1 szint tejben (Torkar and Vengust 2007, Polovinski-Horvatovic et al. 2009) Románia: 1997: minden vizsgált kukoricaminta aflatoxinmentes volt (Curtui et al. 1998) : a vizsgált tételek 30%-ában delektáltak aflatoxinokat, 20%-ukban a határérték felett (Tabuc et al. 2009) 13

14 Járványtan Nővirágzáskor meleg csapadékos idő mindegyiknek jó. Utána: F. graminearum Csapadékos augusztus szeptember átlagos hőmérséklettel F. verticillioides Meleg száraz időjárás Aspergillus spp. Forró, száraz időjárás A virágzáskori öntözés megtöbbszörözheti a fertőződést és akár a toxintartalmat is.

15 A TOXIN háromszög Környezet Mesterházy 2012 Toxin Toxintermelő faj, izolátum Rezisztenciaszint

16 Toxinok F. verticillioides, F. proliferatum, F. moniliforme: Fumonizinek B1, B2, B3, B4, B5, 100 feletti összes szám Fg/Fc: DON (3-ADON, 15-ADON, 3-DON glükozid) és Zearalenon (a- és b- zearalenol) Aspergillus spp. Aflatoxinok, B1, B2, G1, G2

17 Aspergillus flavus aflatoxin termelés kukorica hibrideken, 2010 Tulajdonság Genotípus Kontr. Asp1 Asp2 Asp3 Mean Fert. felület H % H Átlag Aflatoxin H mg/kg H Átlag

18 Mesterséges inokuláció

19 R MS S Rezisztencia fokozatok fogvájó 2008: R= ellenálló MS =közepesen fogékony S= fogékony

20

21 1. ábra. Az MKK kukorica csőpenész kísérlet adatai, Egyedi csőfertőzöttségi átlagok, fogvájós inokuláció. Szeged, (Aspergillus = természetes) MKK24 MKK13 MKK7 MKK2 MKK14 MKK19 MKK34 MKK23 MKK11 MKK16 MKK8 MKK25 MKK17 MKK28 MKK5 MKK3 MKK26 MKK27 MKK35 MKK1 MKK6 MKK10 MKK30 MKK37 MKK12 MKK31 MKK22 MKK15 MKK4 MKK36 MKK29 MKK20 MKK32 MKK33 MKK18 MKK21 MKK9 Fc Fg Átlag Fv Kontr Asp Korrelációk Tényező Fg Fc Fv Kontr Asp Fc *** Fv *** *** Kontr *** *** *** Asp. term ** ** * Átlag *** *** *** *** * ***P = 0.001, ** P = 0.01

22 Az MKK kukorica hibridek csőfuzárium ellenállósága, bibecsatornás fertőzés, csőborítás %, Átlag Kontr. Fv Fg Fc Összefüggések Fc Fg Fv Kontr. Fg Fv Kontr Átlag P = 0.1 %-on mind szignifikáns

23 *** P = 0.001, ** P = 0.01, * P = 0.05 Magyar és szerb kukorica hibridek rakciója toxintermelő gombafajokkal szemben, Csőborítás % Fg Fc Mean Fv Afl Check SZ-M4 SZ-M14 SZ-M3 SZ-M5 SZ-M20 SZ-M9 SZ-M7 SZ-M17 SZ-M19 SZ-M12 SZ-M1 SZ-M6 SZ-M13 SZ-M10 SZ-M18 SZ-M2 SZ-M15 SZ-M11 SZ-M16 SZ-M8 Összefüggések Afl Fc Fg Fv Kontroll Fc Fg *** Fv * Kontroll ** Átlag *** ***

24 Fc Fg MKK7 A. flavus Fvert Natural

25 MKK13

26 MKK9

27 MKK21

28 MKK26

29 SZM 20 Igen erős Aspergillus felülfertőzés

30 A. flavus F. vert. súlyos fertőzés

31 Fungicidhasználat 1. Kisparcellás fungicid kísérlet kézi permetezéssel a csőre koncentrálva (250L/ha) 2. Nagyüzemi kísérlet 400 m hosszú 12 soros parcellák Három fungicid és három szórófej négy ismétlésben, két hibriddel (250 L/ha) Mesterséges inokuláció kontroll 1 F. graminearum és 1 F. culmorum izolátummal, parcellánként 30 cső inokulációjával. Csőborítás, toxin tartalom

32 Kisparcellás fungicid kezelés hatása a DON (fent) és fumonizin (lent) tartalomra két kukorica hibridben, mg/kg, Fungicid Fusarium spp. Átlag Csökkenés Fus. term. F. gram. F. culm. Prosaro Folicur Solo Artea Kezeletlen kontroll Átlag SZD 5 % 7.51 Fungicid Sarolta Boglár Átlag Csökkenés % Prosaro Folicur Solo Natural Artea Átlag SZD 5 % 5.22

33 Fungicidek hatása a csőfuzáriumra mesterséges inokulációs nagyüzemi kísérletben, 2010, DON tartalom mg/kg, 2010 Kezelés Hibridek Átlag Csökkenés H1 H2 % Artea Folicur Solo Prosaro Kontroll Átlagn LSD 5 % ns Kezelés Hibridek Átlag Csökkenés H1 H2 % Szórófej Szórófej Szórófej Kontroll Átlag LSD 5 % ns

34

35 Összefoglalás Többéves adatok alapján a kukorica hibridek között sokszoros ellenállóság különbség van Fusarium fajokkal szemben. Az A. flavus-sal szemben jelentős különbségeket kaptunk mind természetes, mind mesterséges fertőzésnél. Rezisztenciaoldalról a 2012-es járvány nem meglepetés, a palettán sok a fogékonyabb vagy fogékony hibrid. Úgy tűnik, hogy a genetikai háttár a F. graminearum/f. culmorum-mal szemben nem feltétlenül azonos a F. vert. +A. flavus-szal. Ez a nemesítés helyzetét bonyolítja. Bár a kisparcellás fungicides eredmények a csőpenészek ellen bíztatóak, a nagyüzemi technológia még nem hozza a kívánt szintet. Itt további munkára van szükség. Alapvető fontosságú a mesterséges fertőzések bevezetése a fajtaminősítésbe F. graminearum, F. culmorum, F. verticillioides és A. flavus-sal szemben. Igen hasznosan kiegészítené a jelenlegi csőpenész természetes fertőződéses gyakorlatot. Minthogy az átvétel alapja a toxinszint, ezt a fajtaminősítésbe is be kell vonni, a fertőzöttség alapján nem lehet megbízhatóan toxinszintet megállapítani.

36 Köszönöm megtisztelő figyelmüket!