Dynamika rozwoju fuzariozy kolb kukurydzy powodowanej przez Fusarium graminearum oraz akumulacji deoksyniwalenolu w ziarnie
Elżbieta Czembor
e.czembor@ihar.edu.plInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Magdalena Matusiak
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików (Poland)
Abstrakt
Czerwona i różowa fuzarioza kolb kukurydzy powodowane przez grzyby rodzaju Fusarium wpływają ujemnie na wielkość plonu oraz jego jakość, ponieważ metabolity wtórne wytwarzane przez te grzyby powodują groźne choroby ludzi i zwierząt.W ostatnich latach obserwuje się nasilenie tej choroby również na plantacjach w Polsce. Celem bieżącej pracy było określenie różnic stopnia odporności elitarnych linii wsobnych kukurydzy na tzw. czerwoną fuzariozę kolb powodowaną przez F. graminearum na podstawie dynamiki rozwoju choroby oraz dynamiki gromadzenia deoksyniwalenolu (DON) w ziarnie na przestrzeni czasu. Do badań włączono 7 linii wsobnych. Stopień odporności roślin zakażanych zawiesiną zarodników F. graminearum oraz tych, które rosły przy infekcji naturalnej oceniano w odstępach dziesięciodniowych (8 terminów), od fazy dojrzałości mlecznej do zbioru, używając skali 1–7. Zawartość DON oznaczono w próbach ziarna pobranych z linii najbardziej podatnej i charakteryzującej się wysoką odpornością, osobno w każdym terminie, metodą ELISA. Średnio, wraz z upływem czasu nasilenie choroby oraz zawartość DON w próbach ziarna rosło, a różnice pomiędzy terminami były istotne. Genotyp również miał istotny wpływ zarówno na rozwój choroby jak i na poziom skażenia DON. Średnio, po zakażeniach sztucznych nasilenie choroby było o 3 stopnie wyższe niż przy infekcji naturalnej a zakres zmienności stopnia porażenia kolb wahał się od 3,3 do 5,9. Na przykładzie większości linii (średnio podatne lub średnio odporne) można było stwierdzić, że pierwsze objawy choroby pojawiają się już 20 dni od daty kwitnienia kwiatostanów żeńskich (pierwszy termin oceny), a największe różnice w nasileniu choroby rozpoczynają się po upływie 50 dni od daty kwitnienia. Próby ziarna pobrane z linii najbardziej odpornej nie były skażone DON nawet po zakażeniach sztucznych. Na przykładzie linii najbardziej podatnej stwierdzono, że akumulacja DON w ziarnie rozpoczęła się już po upływie 20 dni od daty kwitnienia kwiatostanów żeńskich (pomiędzy pierwszym i drugim terminem) a największy wzrost zawartości tej toksyny zaobserwowano po upływie 50 dni od daty kwitnienia kwiatostanów żeńskich.
Słowa kluczowe:
deoxynivalenol, Fusarium graminearum, fuzarioza kolb, kukurydza, mikotoksynyBibliografia
Clements M. J., Kleiinschmidt C. E., Maragos C. E., Pataky J. K., White D. G. 2003. Evaluation of inoculation techniques for Fusarium ear rot and fumonision contamination of corn. Corn Dis. 87: 147 — 153.
Google Scholar
Chełkowski, J. 1989. Mycotoxins associated with corn cob fusariosis. In: Chełkowski J. (ed.) Fusarium — mycotoxins, taxonomy and pathogenicity. Elsevier, Amsterdam: 53 — 62.
Google Scholar
Czembor E., Warzecha R., Adamczyk J., Kurczych Z. 2005. Wytwarzanie materiałów wyjściowych kukurydzy o podwyższonej odporności na fuzariozę kolb i zgorzel podstawy łodygi. Biul. IHAR 236: 203 — 213.
Google Scholar
Czembor E., Presello D., Warzecha R., Adamczyk J., Wójcik K. 2011 b. Responses of pedigree selection for ear and stalk rot resistance in F2, F3 and F4 generations of maize. Book of Abstracts Conference “Sustainable use of pesticides and integrated pest management in East-Central Europe and the Baltics”, Radzikow, Poland, 4-6. 09.2011: 63 p.
Google Scholar
Czembor E., Ochodzki P., Sowa S., Grelewska K. Adamczyk J., Wojcik K. 2012. Fusarium complex, Mycotoxins and Biomass Content in Grain Samples Collected in Poland Across 2008–2011. Proc. Mycored North America, Ottawa, Kanada, 2012, 24-28.06.2012.
Google Scholar
Czembor E., Matusiak M. Ochodzki P. 2013 a. Odporność mieszańców kukurydzy na fuzariozę kolb przy infekcji naturalnej i po zakażeniach sztucznych Fusarium graminearum i F. verticillioides w Polsce w latach 2008 – 2009. Biul. IHAR: 270: 55 — 73.
Google Scholar
Czembor E., Matusiak M., Warzecha R. 2013 b. Poszukiwanie źródeł odporności kukurydzy na fuzariozę kolb i zgorzel podstawy łodyg metodą rodowodową. Biul. IHAR 269: 123 — 139.
Google Scholar
Czembor E., Stępień Ł., Waśkiewicz A. 2014. Fusarium temperatum as a new species causing ear rot in Poland. Plant Disease, http://dx.doi.org/10.1094/PDIS-11-13-1184-PDN.
Google Scholar
Góral T., Czembor E., Ochodzki P., Walentyn-Góral D., Matusiak M. 2014. Monitoring zmian składu gatunkowego w populacji Fusarium spp. oraz ocena zagrożenia skażeniem ziarna pszenicy i kukurydzy mikotoksynami fuzaryjnymi. In: Ulepszanie Roślin dla Zrównoważonych AgroEkoSystemów, Wysokiej Jakości Żywności i Produkcji Roślinnej na Cele Nieżywnościowe. Monografie i Rozprawy Naukowe IHAR. Red. Edward Arseniuk, Nr 48 (całość 408 s.): 279 — 290.
Google Scholar
Logrieco, A., G. Mule, A. Moretti, A. Bottalico, 2002: Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with maize ear rot in Europe. Eur. J. Plant Pathol. 108: 597 — 609.
Google Scholar
Logrieco A., Visconti A. 2004. An Overview on Toxigenic Fungi and Mycotoxins in Europe. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Boston, London.
Google Scholar
Meissle M., Mouron P., . Musa T., Bigler F., Pons X., Vasileiadis V.P., Otto S., Antichi D., Kiss J., Pálinkás Z., Dorner Z., van der Weide R., Groten J., Czembor E., Adamczyk J., Thibord J.-B., Melander B., Cordsen Nielsen G., Poulsen R.T., Zimmermann O., Verschwele A., Oldenburg E., 2010. Pests, pesticide use and alternative options in European maize production: current status and future prospects, Journal of Applied Entomology, 134 (5): 357 — 375.
Google Scholar
Mesterhazy A. 1989. Progress in breeding of wheat and corn genotypes not susceptible to infection by Fusaria. In: J. Chełkowski (ed.) Fusarium Mycotoxins, Taxonomy and Pathogenicity. Elsevier, Amsterdam: 357 — 386.
Google Scholar
Mesterhazy A. 2002. Role of deoxynivalenol in aggressiveness of Fusarium graminearum and F. culmorum and in resistance to Fusarium head blight. Eur. J. Plant Pathol. 108: 675 — 684.
Google Scholar
Mesterhazy A., Lemmens M., Reid L. M. 2012. Breeding for resistance to ear rot caused by Fusarium spp. in maize — a review. Plant Breeding, 131: 1 — 19.
Google Scholar
Perkowski J., Chełkowski J., Błażczak P., Snijders C.H., Wakuliński W. 1991. A study of the correlation between the amount of deoxynivalenol in grain of wheat and triticale and percentage of Fusarium damaged kernels. Mycotoxin Research 7 (2): 102 — 114.
Google Scholar
Perkowski J. 2000. Nutritional aspects and health consequences of mycotoxins occurrence. In: Mycotoxins and dioxins and the environment. Bydgoszcz: 29 — 38.
Google Scholar
Presello D. A., Reid L.M., Butler G., Mather D. E. 2005. Pedigree selection for Gibberella ear rot resistance in maize populations. Euphytica 143: 1 — 8.
Google Scholar
Presello D.A., Fauguel C.M., Rodríguez, Giomi, Sampietro D.A., Iglesias J., Fernández. 2011a. Traits associated to ear rot and mycotoxin contamination caused by Fusarium spp. Book of Abstracts ISM Conference Strategies to reduce the impact of mycotoxins in a global context.
Google Scholar
Presello D. A., Pereyra A. O., Iglesias J., Fauguel C. M., Sampietro D. A., Eyherabide G. H. 2011 b. Responses to selection of S5 inbreds for broad-based resistance to ear rots and grain mycotoxin contamination caused by Fusarium spp. in maize. Euphytica 178: 23 — 29.
Google Scholar
Reid L.M., Spaner D., Mather D.E., Bolton A.T., Hamilton R.I. 1993. Resistance of maize hybrids and inbred lines following silk inoculation with Tyree isolates of Fusarium graminearum. Plant Disease, 77: 1248 — 1251.
Google Scholar
Reid L.M., Hamilton R. I., Mather D. E. 1996 a. Screening maize for resistance to Gibberella ear rot. Technical Bulletin 1996- 5E. Eastern Cereal and Oilseed Research Centre. Research Branch, Agriculture and Agri-Food Canada, Ottawa, Canada: 40 pp.
Google Scholar
Reid L. M., Hamilton R.I. 1996 b. Effects of inoculation position, timing, macroconidial concentration and irrigation on resistance of maize to Fusarium graminearum infection through kernels. Can. J. Plant. Pathol. 18: 279 — 285.
Google Scholar
Reid L. M., Hamilton R.I., Mather D. E. 1996 c. Screening maize for resistance to Gibberella ear rot. Agriculture and Agri-Food Canada Technical Bulletin., Publication: 196-205.
Google Scholar
Rotter B. A., Prelusky D. B., Pestka J. J. 1996. Toxicology of deoxynivalenol (vomitoxin). Journal of Toxicology and Environmental Health 48 (1): 1 — 34.
Google Scholar
Rybińska K., Postupolski J., Ledzion E., Kurpińska-Jaworska J., Szczęsna M. 2008. Programy monitoringowe realizowane przez Państwowa Inspekcję Sanitarną w zakresie zanieczyszczenia wybranych środków spożywczych miko toksynami. Roczn. PZH 59 (1): 1 — 7.
Google Scholar
Scauflaire J., Gourgue M., Munaut F. 2011. Fusarium temperatum sp. nov. from maize, an emergent species closely related to Fusarium subglutinans. Mycologia 103, 586–597.
Google Scholar
Scauflaire J., Godet M., Gourge M., Lienard C., Munaut F. 2012. A multiplex real-time PCR method using hybridization probes for the detection and the quantification of Fusarium proliferatum, F. subglutinans, F. temperatum and F. verticillioides. Fungal Biology, 116: 1073 — 1080.
Google Scholar
Shephard G. S., Thiel P. G., Stockenstrom S., Sydenham E. W. 1996. Worldwide survey of fumonisin contamination of corn and corn-based products. J. AOAC Int. 79: 671 — 687.
Google Scholar
Ueno Y. 1980. Toxicological evaluation of trichothecene mycotoxins. Natural toxins. Eaker D., Wadstrm T. (eds), Pergamon Press, Oxford, New York: 663 — 671.
Google Scholar
Vincelli P., Parker G. 1995. Mycotoxins in corn produced by fusarium fungi. University of Kentucky, College of Agriculture, ID-121.
Google Scholar
Voss K. A., Gelineau-van Waes J.B., Riley R. T. 2006. Fumonisions: current research trends in developmental toxicology. Mycotoxin Res. 22: 61 — 69.
Google Scholar
Waśkiewicz A., Wit M., Goliński P., Chełkowski J., Warzecha R., Ochodzki P., Wakuliński W. 2012. Kinetics of fumonisin B₁ formation in maize ears inoculated with Fusarium verticillioides. Food Addit. Cont. 29 (11): 1752 — 1761.
Google Scholar
Wit M., Ochodzki P., Warzecha R., Wakuliński W. 2007. Znaczenie Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg w etiologii fuzariozy kolb kukurydzy. Biul. IHAR. 245: 171 — 180.
Google Scholar
Wit M., Waśkiewicz A., Goliński P., Chełkowski J., Warzecha R., Ochodzki P., Wakuliński W. 2010. Występowanie fumonizyny w ziarniakach i rdzeniach kolb kukurydzy inokulowanych Fusarium verticillioides. Prog. Plant Protection/ Post. Ochr. Roślin, 50 (4): 1832 — 1836.
Google Scholar
Zijlstra C., Lund, I., Justesen A., Nicolaisen M., Bianciotto V., Posta K., Balestrini R., Przetakiewicz A., Czembor E., van de Zande J. 2011. Combining novel monitoring tools and precision application technologies for integrated high-tech crop protection in the future (a discussion document). Pest Manag. Sci. 67: 616 — 625.
Google Scholar
Autorzy
Elżbieta Czembore.czembor@ihar.edu.pl
Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Autorzy
Magdalena MatusiakInstytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin — PIB, Radzików Poland
Statystyki
Abstract views: 64PDF downloads: 54
Licencja
Prawa autorskie (c) 2014 Elżbieta Czembor, Magdalena Matusiak
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Z chwilą przekazania artykułu, Autorzy udzielają Wydawcy niewyłącznej i nieodpłatnej licencji na korzystanie z artykułu przez czas nieokreślony na terytorium całego świata na następujących polach eksploatacji:
- Wytwarzanie i zwielokrotnianie określoną techniką egzemplarzy artykułu, w tym techniką drukarską oraz techniką cyfrową.
- Wprowadzanie do obrotu, użyczenie lub najem oryginału albo egzemplarzy artykułu.
- Publiczne wykonanie, wystawienie, wyświetlenie, odtworzenie oraz nadawanie i reemitowanie, a także publiczne udostępnianie artykułu w taki sposób, aby każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i w czasie przez siebie wybranym.
- Włączenie artykułu w skład utworu zbiorowego.
- Wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej na platformy elektroniczne lub inne wprowadzanie artykułu w postaci elektronicznej do Internetu, lub innej sieci.
- Rozpowszechnianie artykułu w postaci elektronicznej w internecie lub innej sieci, w pracy zbiorowej jak również samodzielnie.
- Udostępnianie artykułu w wersji elektronicznej w taki sposób, by każdy mógł mieć do niego dostęp w miejscu i czasie przez siebie wybranym, w szczególności za pośrednictwem Internetu.
Autorzy poprzez przesłanie wniosku o publikację:
- Wyrażają zgodę na publikację artykułu w czasopiśmie,
- Wyrażają zgodę na nadanie publikacji DOI (Digital Object Identifier),
- Zobowiązują się do przestrzegania kodeksu etycznego wydawnictwa zgodnego z wytycznymi Komitetu do spraw Etyki Publikacyjnej COPE (ang. Committee on Publication Ethics), (http://ihar.edu.pl/biblioteka_i_wydawnictwa.php),
- Wyrażają zgodę na udostępniane artykułu w formie elektronicznej na mocy licencji CC BY-SA 4.0, w otwartym dostępie (open access),
- Wyrażają zgodę na wysyłanie metadanych artykułu do komercyjnych i niekomercyjnych baz danych indeksujących czasopisma.
Inne teksty tego samego autora
- Elżbieta Czembor, Zależności pomiędzy odpornością na rdze i pleśń śniegową a cechami fenotypowymi form gazonowych życicy trwałej , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 247 (2008): Wydanie regularne
- Elżbieta Czembor, Marta Puchta, Urszula Piechota, Jerzy H. Czembor, Wpływ zróżnicowania genetycznego w kolekcji współczesnych i historycznych linii wsobnych kukurydzy na rozwój fuzariozy kolb powodowanej przez Fusarium verticillioides i zdolność do akumulacji fumonizyn , Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin: Nr 283 (2018): Wydanie specjalne
