doi: 10.15389/agrobiology.2023.3.567rus
УДК 636.085.19:636.086.1/.3:632.4
ПОТЕНЦИАЛ ТОКСИНООБРАЗОВАНИЯ МЕЛКОСПОРОВЫХ
ВИДОВ Alternaria ИЗ ЗЕРНА ОВСА, КОНТАМИНИРОВАННОГО
АЛЬТЕРНАРИОЛОМ
Г.П. КОНОНЕНКО✉, Е.А. ПИРЯЗЕВА, А.А. БУРКИН
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 родаAlternaria: 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.
Ключевые слова: зерно овса, Alternaria tenuissima, Alternaria arborescens,
‘Alternaria infectoria’, альтернариол, иммуноферментный анализ.
TOXIN-PRODUCING SMALL-SPORE Alternaria SPECIES FROM OAT GRAIN CONTAMINATED WITH ALTERNARIOL
G.P. Kononenko✉, E.A. Piryazeva, A.A. Burkin
For many years, the problem of grain infestation with toxin-forming fungi Alternaria has been under the close attention (S.M. Tralamazza et al., 2018). Extensive studies have been carried out on wheat (M.T. Amatulli et al., 2013; M.E. Müller, U. Korn, 2013) and barley (V. Sanchis et al., 1993; T.T.T. Nguyen et al., 2018). The grain of oats has been studied much less, and it is still unclear which species of fungi of this genus and to what extent are responsible for the accumulation of the toxin alternariol (AOL). In our country, data have been obtained on the infection with Alternaria fungi of oat grains from a number of regions (O.P. Gavrilova et al., 2016; Yu.I. Vargach et al., 2019), as well as grain samples of varieties and lines from the VIR collection detected in field tests (A.S. Orina et al., 2017), however, the frequency of occurrence of the toxin was estimated for several regional lots in total (A.A. Burkin et al., 2015; G.P. Kononenko et al., 2020). In this study, it was established for the first time that the species A. tenuissima (Nees et T. Nees:Fries) Wiltshire, which is known as an active AOL producer, and to a lesser extent representatives of A. arborescens E.G. Simmons and the ‘A. infectoria’ complex can participate in the contamination of oat grains. The aim of the work was to study the species affiliation and toxin-forming ability of Alternaria fungi isolated from oat grain with natural AOL contamination. The object of the study was a sample obtained in October 2020 from an agricultural enterprise of the Moscow Province (Odintsovo District) containing AOL in the amount of 630 ppb. Isolation of pure fungal cultures was carried out after surface sterilization of grain and its sowing on Chapek-Dox agar containing bile and antibiotics. Color, structure, and growth rate of colonies were described on yeast extract sucrose agar (YES) and potato-carrot (PCA) on day 8. To assess their toxin formation, oat grain and a panel of four mycological media were used — PCA, malt extract agar (MEA), hay infusion agar (HAY) and an analog of vegetable agar (V-8). After cultivation (7 days, 25 °C, without lighting) and extraction of biomass samples with a mixture of acetonitrile and water in a volume ratio of 84:16, AOL was determined by ELISA test (A.A. Burkin, G.P. Kononenko, 2011) with a detection limit of 0.01 μg/g. In the subepidermal mycobiota of the studied sample, representatives of the genus Alternaria were predominant, the degree of infection was 36.0 %, and they were accompanied by fungi Fusarium spp. (14.7 %) and Epicoccum spp. (2.7 %). After carrying out mycological procedures for the isolation and identification of Alternaria cultures, they were assigned to the species A. tenuissima (Nees et T. Nees:Fries) Wiltshire (7 strains), A. arborescens E.G. Simmons (2 strains) and to the species complex ‘A. infectoria' (4 isolates). On the grain substrate, all strains of A. tenuissima, A. arborescens and three isolates of ‘A. infectoria’ produced AOL in amounts of 370, 5 and 0.8 μg/g. When testing cultures under the same conditions on agar media, the intensity of AOL accumulation in A. tenuissima was highest on HAY and MEA (56 and 23 μg/g), in A. arborescens and ‘A. infectoria’ — on PCA and MEA. Taking this into account, commercial substrate MEA and oat grains are recommended for in vitro evaluation of the biosynthetic potential of fungi and their involvement in contamination of AOL grains in an expanded format. The cultural and morphological features of several cultures of A. arborescens and ‘A. infectoria’ and their ability to AOL biosynthesis are discussed in a comparative aspect.
Keywords: oat grain, Alternaria tenuissima, A. arborescens, ‘A. infectoria’, alternariol, ELISA.
Всероссийский НИИ ветеринарной санитарии, |
Поступила в редакцию |
