6. Resultados & análisis
6.4. La otra cara de la moneda: perspectiva de los vendedores ambulantes
VALÉRIA ŠUDYOVÁ, SVETLANA ŠLIKOVÁ Centrum výskumu rastlinnej výroby Piešťany
The occurrence of the Fusarium spp. and the mycotoxin deoxynivalenol (DON) in grain of wheat grown for food purposes in different locations of the Slovak Republic were studied during 2006–2008.Samples of naturally cultivated winter wheat from three localities in Slovak Republic were evaluated for occurrence of Fusarium species and DON content. Wheat samples from different localities showed different contamination of grain with DON and relative density of Fusarium spp. The highest relative density for 2006-2008 was found in the locality Turčiansky Ďur. The highest DON content was found in the locality Turčiansky Ďur and the lowest in Abrahám.
Key words: Fusarium, relative density, deoxynivalenol,
ÚVOD
Mykotoxín deoxynivalenol produkujú huby Fusarium spp., ktoré napadajú pšenicu počas rastu i uskladnenia, ak zrno nie je dostatočne vysušené (Stenglein 2009). F. culmorum a F. graminearum sú druhy, ktoré sa vyskytujú najčastejšie na napadnutých zrnách pšenice v Európe. Frekvencia výskytu a druhové spektrum
Fusarium spp. nie je stabilné, kolíše v závislosti od ročníka, odrodovej skladby a vývoja počasia v čase infekcie
a líši sa aj v jednotlivých krajinách. Niekoľkoročné analýzy zrna pšenice často odhalili zmenu v druhovej skladbe a prevalencii druhov Fusarium spp. (Lõiveke 2003). Vzorky zrna zozbierané z rôznych lokalít Slovenska ukázali, že boli kolonizované viacerými druhmi fuzárií, pričom najvyššie zastúpenie zo zistených izolátov malo v roku 2006 F. graminearum, v roku 2007 a 2008 to bolo F. poae. Najčastejšie sa v zrnách napadnutých fuzáriami vyskytuje mykotoxín DON pôsobiaci toxicky na človeka, zvieratá a rastliny. V roku 2006 Európska komisia stanovila maximálnu hranicu pre obsah DON v nespracovaných obilninách (1,25 mg kg- 1). Na Slovensku bol vykonaný monitoring výskytu DON vo vzorkách pšenice, ktoré pochádzali z rôznych
pestovateľských lokalít. Zistilo sa, že 9,3 % vzoriek obilnín pochádzajúcich z kukuričnej výrobnej oblasti, 5 % z repárskej výrobnej oblasti a 14,3 % zo zemiakarskej výrobnej oblasti prekročilo povolený limit obsahu DON stanovený EÚ počas troch sledovaných rokoch (Šliková a kol. 2008). Cieľom práce bolo poskytnúť obraz o prirodzenom výskyte mykotoxínu DON na pšenici pestovanej v rozdielnych produkčných oblastiach na Slovensku v rokoch 2006, 2007 a 2008 a denzite toxinogénnych druhov fuzárií.
MATERIÁL A METÓDY
Materiál
V rokoch 2006 až 2008 boli získané zrnové vzorky pšenice ozimnej v množstve 1 kg od pestovateľov z lokalít Abrahám,Veľké Ripňany a Turčiansky Ďur, resp. z troch produkčných oblastí -kukuričnej, repárskej a zemiakarskej.
Izolácia a identifikácia húb rodu Fusarium spp.
Zrná pšeničných vzoriek boli povrchovo sterilizované v 1% roztoku NaOCl po dobu 2 minúty. Následne boli 3 -krát prepláchnuté v re-destilovanej vode a kultivované v Petriho miskách (Ø 8 cm) na zemiakovo- dextrózovom agare (PDA) v biologickom termostate pri teplote 23ºC po dobu 5-7 dní. Na každú vzorku bolo testovaných 100 náhodne vybraných zŕn. Z rozvinutých kolónií bolo reizolované mycélium a opätovne kultivované v Petriho miskách na syntetickom živnom médiu (SNA) pod UV-svetlom, fotoperiódou 12 hod deň/12 hod noc, teplote 24 ºC. Na determináciu jednotlivých druhov bola použitá klasická identifikácia na základe mikroskopických znakov podľa laboratórnych manuálov Gerlach a Nirenberg (1982) a Leslie a Summerell (2006). Relatívna denzita bola stanovená nasledovne:
(RD %) = (ni / Ni ) . 100 ni = počet izolátov rodu alebo druhu
Ni = celkový počet detegovaných izolátov
Kvantitatívne stanovenie obsahu DON
Na stanovenie bola použitá ELISA metóda pomocou komerčného kitu (Ridascreen Fast DON, RBiopharm, Germany). Absorbancie vzoriek boli merané spektrofotometrom pri vlnovej dĺžke 450 nm (MRX II, Dynex Technologies, USA). DON koncentrácia bola vypočítaná v mg.kg-1.
184
VÝSLEDKY A DISKUSIA
Z analyzovaných vzoriek pšenice bol determinovaný najväčší počet druhov rodu Fusarium sp. v lokalite Turčiansky Ďur v roku 2007 (12 druhov). V tejto lokalite bol zistený v roku 2007 aj 2008 najvyšší obsah DON (zhodne 2,3 mg.kg-1) a najvyššia RD F. graminearum a F. culmorum ako hlavných producentov sledovaného
mykotoxínu. V roku 2007 bola RD pre F. graminearum 9,0%, pre F. culmorum 3,6% (Tab. 1), v roku 2008 bola 3-násobne vyššia RD pri F. graminearum a 4-násobne vyššia pre F. culmorum v porovnaní s predchádzajúcim rokom. V rokoch 2007 a 2008 dochádza k zmene v prevalencii druhov, keď najvyššia RD bola zistená pri F.
poae, nasledovalo F. graminearum a F. sporotrichioides. Prevalencia F. poae bola na našom území
zaznamenaná v prácach Roháčik a Hudec (2005) a Mašková a kol. (2009). Klimatické zmeny zaznamenané v ostatných rokoch zmenili aj geografické a výškové areály rozšírenia jednotlivých druhov fuzárií (Hudec, 2006; Stepien 2008 ).
Priemerný obsah DON v analyzovaných vzorkách pšenice získaných z troch lokalít bol 1,01 mg.kg-1.
V lokalite Turčiansky Ďur bol zistený priemerný obsah DON za sledované obdobie 1,9 mg.kg-1 (2,08), čo je až
4,7 krát viac ako v lokalite Abrahám a 3,8 krát ako v lokalite Veľké Ripňany. V tejto lokalite bol zaznamenaný najvyšší obsah DON aj v jednotlivých rokoch (Graf č. 1). Medzi lokalitami Abrahám a Veľké Ripňany sa zistil 20% rozdiel v priemernom obsahu DON za roky 2006 až 2008. V roku 2006 priemerný obsah DON vo vzorkách z lokality Turčiansky Ďur bol vyšší o 21% ako v lokalite Veľké Ripňany a o 11% ako v lokalite Abrahám. V rokoch 2008 bol tento rozdiel vyšší o 65 % pri lokalite Veľké Ripňany a 84% pri lokalite Abrahám, v roku 2008 v oboch lokalitách porovnaní s lokalitou Turčiansky Ďur bol tento rozdiel až 93%. Silný regionálny efekt na obsah DON bol pozorovaný vo vzorkách ozimnej pšenice, ktoré boli pozbierané z polí v Holandsku za účelom vypracovania prediktívnych modelov pre obsah DON v tejto plodine (Franz a kol. 2009). Podľa Schaafsma a Hookera (2007) poveternostné podmienky ovplyvňujú výskyt mykotoxínu DON v zrnách pšenice na 48%, pestovaná odroda 27% a pestovateľské podmienky okolo 14%-28%, pričom 4 až 7 dní pred kvitnutím a 3-10 dní po kvitnutí sú obdobia, ktoré najvýznamnejšie súvisia s kontamináciou vzoriek mykotoxínom DON.
Tabuľka 1: Relatívna denzita (%) Fusarium sp. v rokoch 2007-2008 v troch lokalitách Slovenska
Lokalita Roky Druh fuzária 2006 2007 2008 F. gram F. culm F. poae F. sporo F. gram F. culm F. poae F. sporo F. gram F. culm F. poae F. sporo Abrahám 14,8 0 0 8,8 7,5 0 2,5 2,5 14,3 0 42,4 29,3 Veľké Ripňany 5,6 0 0 5,6 8,5 2,8 2,8 0 20,0 0 6,6 13,3 Turčiansky Ďur 7,6 0 5,5 2,5 9,0 3,6 25,4 21,8 29,2 9,2 12,3 15,4 Priemer 9,3 0 1,8 5,6 8,3 2,1 10,2 8,1 21,2 3,1 20,4 19,3
F. gram – Fusarium graminearum; F. culm – Fusarium culmorum; F. sporo – Fusarium sporotrichioides
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 DON mg/kg
Abrahám V. Ripňany Turčiansky Ďur
2006 2007 2008
Graf 1: Porovnanie priemerného obsahu DON v zrnových
vzorkách pšenice získaných v troch lokalitách v rokoch 2006 až 2008
ZÁVER
Výsledky z analýz obsahu DON zo vzoriek získaných zo zemiakarskej produkčnej oblasti, ktorá bola zastúpená lokalitou Turčiansky Ďur ukázali na vysokú kumuláciu DON a najvyššiu relatívnu denzitu F.
185
Priemerná kumulácia DON vo vzorkách pochádzajúcich z kukuričnej a repárskej oblasti v sledovaných rokoch nebola vyššia ako povolený EÚ limit pre obsah DON v nespracovanej pšenici.
Acknowledgements: This work was supported by OP Research and Development: Development of new types of
genetically modified plants with farm traits (ITMS 26220220027) from the European Regional Development Fund.
LITERATÚRA
European Commission, 2006a. Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 amending Regulation (EC) setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Official Journal of the European Union, L 364/5.
FRANZ E. et al. 2009. Prediction of Deoxynivalenol Content in Dutch Winter Wheat. In Journal of food
protection, vol. 72, 2009, no. 10, pp. 2170-2177.
GERLACH, W. – NIRENBERG, H. I. 1982. The Genus Fusarium – a Pictorial Atlas. Berlin:Paul Parey,1982. 406 pp.
HUDEC, K. 2006. Vplyv lokality a ročníka na výskyt húb z rodu Fusarium pri fuzarióze klasu a bázy stebla pšenice [Influence of locality and year on Fusarium species occurrence in Fusarium head blight and stalk rot of winter wheat]. In Agriculture (Poľnohospodárstvo), vol. 52, 2006, no. 2, pp. 69–76.
LÕIVEKE, H. et al. 2003. Fusarium fungi as potential toxicants on cereals and grain feed grown in Estonia during 1973–2001. In Agronomy Research, vol. 1, 2003, no. 2, pp. 185–196.
LESLIE, J.F. – SUMMERELL, B.A. 2006. The Fusarium Laboratory Manual. Australia: Blackwell Publishing, 2006, 338 p. ISBN 978-0-8-8138-1919-8.
MAŠKOVÁ, Z. et al. 2009. Spektrum druhov rodu Fusarium izolovaných zo pšenice slovenského pôvodu a toxinogenita vybraných kmeňov. In Mykologické listy, 2009, suppl., pp.82–83. ISBN 978-80-254-6038-2. ROHÁČIK,T. – HUDEC, K. 2005. Influence of agro-environmental factors on Fusarium infestation and
population structure in wheat kernels. In Annals of agricultural and environmental medicine, vol. 12, 2005, pp. 39–45.
SCHAAFSMA, A.W. – HOOKER, D.C. 2007. Climatic models to predict occurrence of Fusarium toxins in wheat and maize. In International Journal of Food Microbiology, vol. 119, 2007, no. 1-2, 2007, pp. 116-125. STENGLEIN, S. A. 2009. Fusarium poae: A pathogen that needs more attention. In Journal of Plant Pathology,
vol. 91, 2009, no. 1, pp. 25–36.
STEPIEŃ, L. et al. 2008. Wheat-infecting Fusarium species in Poland – their chemotypes and frequencies revealed by PCR assay. In Journal of Applied Genetics, vol. 49, 2008, no. 4, pp. 433–441.
ŠLIKOVÁ, S. et al. 2008. Deoxynivalenol in wheat from the growing areas of Slovakia. In Cereal Research Communications, 36, 2008, pp. 279-287.
Adresa autorov:
Valéria ŠUDYOVÁ, Svetlana ŠLIKOVÁ: Centrum výskumu rastlinnej výroby Piešťany, Bratislavská cesta 122, 921 68 Piešťany; email: [email protected]
186