Search

Cilj ovog završnog rada je predstaviti modificirane oblike mikotoksina plijesni roda Fusarium. Plijesni roda Fusarium kao sekundarne metabolite sintetiziraju mikotoksine. Najučestaliji mikotoksini plijesni Fusarium su: fumonizini, trihoteceni, zearalenon i moniliformin. Ti mikotoksini pri različitim klimatskim uvjetima podlježu tranformacijama te se sintetiziraju modificirani mikotoksini. Najčešće reakcije kojima nastaju modificirani mikotoksini su reakcije hidroksilacije, deacetilacije, acetilacije, glikolizacije i oksidacije. Na modifikaciju mikotoksina osim klimatskih uvjeta utječu nutritivni faktori i aktivitet vode. Fumonizini su velika skupina mikotoksina, ali u hrani prevladavaju fumonizini B grupe. Modifikacija fumonizina izrazito ovisi o lipidnim komponentama. Trihoteceni se dijele u dvije velike skupine: A i B. U skupinu A ubrajamo T-2 toksin i HT-2 toksin koji se povezuju sa šećerima i sulfatima te na taj način nastaju njihovi modificirani oblici. U skupinu B ubrajamo deoksinivalenol i nivalenol koji su vrlo podložni modifikaciji do koje dolazi acetilacijom i glikolizacijom. Zearalenon i njegovi modificirani oblici prestavljaju problem jer posjeduju jaku estrogensku aktivnost. Moniliformin je kiselina koja uzrokuje akutnu toksičnost. Mikotoksini i njihovi modificirani oblici i dalje su predmet istraživanja te je potrebno razviti analitičke metode kojima će se modificirani oblici moći detektirati u ispitivanom uzorku kako bi kasnije procijenili utjecaj metabolita modificiranih mikotoksina na naš organizam. The aim of this paper is to present Fusarium spp. fungi modified mycotoxins. Fusarium spp. synthesize secondary metabolites, the most common are fumonisins, trichothecenes, zearalenone and moniliformin. These mycotoxins undergo different transformations under different climatic conditions and modified mycotoxins forms occur. The most common reactions that produce modified mycotoxins are hydroxylation, deacetylation and acetylation, glycolysis as well as oxidation reactions. In addition to climatic conditions, mycotoxin modification is influenced by nutritional factors and water activity. Fumonisins are a large group of mycotoxins, but fumonisins of group B predominate in food. Modifications of fumonisin are highly dependent on lipid components. Trichothecenes are divided into two major groups: A and B. Group A includes T-2 toxin and HT-2 toxin, which bind to sugars and sulphates and form their modified forms. Group B includes deoxynivalenol and nivalenol, which are very susceptible to modification by acetylation and glycosylation. Zearalenone and its modified forms are a problem because they possess strong estrogenic activity. Moniliformin is an acid that causes acute toxicity. Mycotoxins of Fusarium spp. fungi and their modified forms are still under the research and it is necessary to develop analytical methods by which modified forms can be detected in order to assess impact of modified mycotoxins on food safety.

Ispitana je zastupljenost Fusarium vrsta na sjemenu kultiviranih mahunarki – grahorice (Vicia sativa) i bijele vučike (Lupinus albus) te na sjemenu samoniklih mahunarki - roščićave svinduše (Lotus corniculatus), divlje lucerne (Medicago sativa), bagrema (Robinia pseudoacacia), trnovca (Gleditsia triacanthos), ljekovitoga kokotca (Melilotus officinalis), ptičje grahorice (Vicia cracca) i livadne kukavičice (Lathyrus pratensis). Determinirano je ukupno 13 Fusarium vrsta: F. verticillioides, F. acuminatum, F. avenaceum, F. tricinctum, F. oxysporum, F. scirpi, F. semitectum, F. culmorum, F. proliferatum, F. pseudograminearum, F. sporotrichioides, F.sambucinum i F. heterosporum. Na sjemenu kultiviranih mahunarki utvrđene su vrste F. verticillioides i F. proliferatum, a ostalih 11 Fusarium vrsta utvrđeno je na sjemenu samoniklih mahunarki, od kojih su najzastupljenije bile vrste F. avenaceum i F. acuminatum., The presence and occurrence of Fusarium species was examined on the seeds of cultivated legumes – common vetch (Vicia sativa), white lupine (Lupinus albus), and wild legumes: bird’s-foot trefoil (Lotus corniculatus), wild alfalfa (Medicago sativa), black locust (Robinia pseudoacacia), honey locust (Gleditsia triacanthos), sweet clover (Melilotus officinalis), bird vetch (Vicia cracca) and meadow vetchling (Lathyrus pratensis). Thirteen Fusarium species were identified - F. verticillioides, F. acuminatum, F. avenaceum, F. tricinctum F. oxysporum, F. scirpi, F. semitectum, F. culmorum, F. proliferatum, F. pseudograminearum, F. sporotrichioides, F. sambucinum and F. heterosporum. Species F. verticillioides and F. proliferatum were determined on seeds of the cultivated legumes (common vetch and white lupine). Other 11 Fusarium species were determined on seeds of wild legumes (bird’s-foot trefoil, wild alfalfa, sweet clover and bird vetch) among which the most prevalent were species F. avenaceum and F. acuminatum.

Ispitana je zastupljenost Fusarium vrsta na sjemenu kultiviranih mahunarki – grahorice (Vicia sativa) i bijele vučike (Lupinus albus) te na sjemenu samoniklih mahunarki - roščićave svinduše (Lotus corniculatus), divlje lucerne (Medicago sativa), bagrema (Robinia pseudoacacia), trnovca (Gleditsia triacanthos), ljekovitoga kokotca (Melilotus officinalis), ptičje grahorice (Vicia cracca) i livadne kukavičice (Lathyrus pratensis). Determinirano je ukupno 13 Fusarium vrsta: F. verticillioides, F. acuminatum, F. avenaceum, F. tricinctum, F. oxysporum, F. scirpi, F. semitectum, F. culmorum, F. proliferatum, F. pseudograminearum, F. sporotrichioides, F.sambucinum i F. heterosporum. Na sjemenu kultiviranih mahunarki utvrđene su vrste F. verticillioides i F. proliferatum, a ostalih 11 Fusarium vrsta utvrđeno je na sjemenu samoniklih mahunarki, od kojih su najzastupljenije bile vrste F. avenaceum i F. acuminatum.

Gospodarski značaj uzgoja kukuruza u svijetu i kod nas je veliki, obzirom na najveći potencijal rodnosti u odnosu na ostale žitarice. Visokorodni linijski hibridi kukuruza imaju visok genetski potencijal rodnosti na čije ostvarenje utječe niz čimbenika, među kojima su i uzročnici bolesti, posebice Fusarium vrste. Mnoge vrste roda Fusarium imaju sposobnost produciranja različitih mikotoksina, pri čemu jedna Fusarium vrsta može sintetizirati različite vrste toksina ili pak različite Fusarium vrste mogu sintetizirati istu vrstu mikotoksina. Provedena istraživanja usmjerena su na utvrđivanje količine deoksinivalenola (DON) i ukupnih fumonizina u zrnu kukuruza domaćih i kanadskih genotipova, umjetno zaraženih odabranim visoko patogenim izolatima Fusarium graminearum i Fusarium verticillioides. Obzirom da je F. graminearum najznačajniji producent DON-a, a F. verticillioides fumonizina te da količina produciranog toksina može biti pokazatelj osjetljivosti na trulež klipa, utvrdili smo količinu navedenih mikotoksina u zrnu primjenom imunokemijske metode određivanja mikotoksina (ELISA). Od ukupno 288 izolata Fusarium spp. izolirane su tri dominantno zastupljene Fusarium vrste: F. graminearum, F. verticillioides i F. subglutinans. Prisustvo i jačina simptoma truleži ne mora nužno biti pokazatelj količine produciranih toksina. Našim je istraživanjem utvrđena značajna pozitivna korelacija između indeksa truleži klipa nakon umjetne infekcije izolatom F. graminearum odnosno F. verticillioides i količine produciranog DON-a odnosno ukupnih fumonizina.

Jedna od gospodarski najvažnijih bolesti pšenice je fuzarijska palež klasova (FHB). Umanjuje prinos i kvalitetu pšenice te stvara mikotoksine. PCR analizom potvrđena je točnost morfološke identifikacije vrsta F. graminearum, F. culmorum, F. avenaceum i F. poae. Ovo je istraživanje potvrdilo horizontalnu narav FHB otpornosti. Najveću ukupnu otpornost u Osijeku i Tullnu imali su genotipovi Sirban Prolifik, Renan, Libellula, Divana, U1 i Soissons. Najveću Tip I otpornost (prema AUDPC-u) imali su genotipovi Divana, Sirban Prolifik, Renan, U1, Osječanka i Tena. Najveću Tip II otpornost (prema AUDPC-u) imali su genotipovi Libellula, Srpanjka, Seka, Sirban Prolifik, Felix, Lela, Tena, Katarina, Renan, Aida, Žitarka i Divana. Najveću Tip III otpornost (prema AUDPC-u) imali su genotipovi Renan, Divana, Osječanka, Alka, Lela, Aida i Tena. Gubitak u urodu zrna inokuliranoga tretmana u odnosu na kontrolni varirao je od -0, 45 % (Libellula) do 63, 82 % (Golubica). Gotovo kod svih genotipova ostvaren je veći sadržaj proteina, sedimentacijske vrijednosti i vlažnoga glutena u tretmanu koji je inficiran izolatom F. culmorum. Genetska divergentnost istraživana je između 30 genotipova. Informacije proizašle iz ovoga istraživanja pomoći će u izboru roditeljskih linija, da bi se povećala učinkovitost oplemenjivanja na FHB otpornost.

Tijekom 2007. godine obavljeno je ispitivanje patogenosti 10 izolata Fusarium spp. (7 izolata F. graminearum, 3 izolata F. verticillioides)za klijance kukuruza (linija OS 135-88). Izolati F. graminearum su bili patogeniji od izolata F. verticillioides. Indeks bolesti kod izolata F. graminearum se kretao od 34, 58 do 75, 83, kod izolata F. verticillioides 17, 08 do 18, 75, a kod kontrolle je bio 2, 92. Najpatogeniji izolat bio je F. graminearum izoliran sa Sorghum halepense.

Monitoring of the incidence of toxigenic species and the detection of mycotoxins in stored cereals (maize, wheat and barley) are of a special importance for agriculture in Serbia. The essential reason for this is the fact that cereals, as species most susceptible to toxigenic fungi, are cultivated on over 60% of arable land, then the incidence of potentially toxigenic fungi and natural occurrence of certain mycotoxins has been registered each year, while epizooties of mycotoxicoses have been detected in some years. Under agroecological conditions of Serbia, F. graminearum and F. verticillioides are the most frequent species - the first, on grain of both, maize and small grains, and the later, more on maize, while the third species F. sporotrichioides, belonging to the most toxic species in the world, especially in maize, is scarce. Besides, other numerous, potentially toxigenic Fusarium species, including: F. subglutinans, F. proliferatum, F. oxysporum, F. tricinctum, F. poae, F. culmorum, etc. have been detected. A frequent and calamitous incidence of European corn borer (Ostrinia nubilalis) is one of many factors that favor the intensive development of potentially toxic fungal species, especially of F. verticillioides and F. subglutinans. Other toxigenic species of fungi, such as species of the genera Aspergillus and Penicillium, are less important than the Fusarium species. According to previous studies in Serbia, the occurrence of aflatoxin B1 and ochratoxin A (Aspergillus spp. and Penicillium spp) zearaleonones and trichothecenes type A (T-2 toxin and diacetoxyscirpenol) (Fusarium spp) in cereals and their products was determined in concentrations even higher than tolerance values obligatory by the running regulations for food and feed. There are little data or none on other types of mycotoxins. Possibilities of maize artificial drying in Serbia are limited, especially in the case of small producers, which make over 80% of all producers. Therefore, maize is mainly dried naturally and is stored in cribs, which provides a further development of potentially toxigenic species and more intensive biosynthesis of certain mycotoxins. Cereal growers are generally recommended to apply preventive measures in order to reduce the incidence of potentially toxigenic genotypes and their metabolites, as well as, to grow more resistant and early maturity genotypes, to apply optimum cropping practices, harvest at full maturity, separate ears with pathological changes and frequently perform control during winter and early spring. On the other hand, in the industrial animal growing, the use of preparations for adsorption of mycotoxins already synthesized in cereals such as Min-a-zel Plus, is recommended in the preventive concentrations of 0.2% or 0.4% in the case when higher concentrations of mycotoxins are detected in cereals or commercial mixed feed. Sadržaj vlage, temperatura, stepen zaraze zrna pre skladištenja, prisustvo insekata, količina polomljenog zrna, prisustvo stranih materija, način sušenja i dužina čuvanja, glavni su činioci koji utiču da li će uskladištena žita (kukuruz, pšenica, ječam i ostale strnine) biti kontaminirana toksigenim gljivama i mikotoksinima. U nas su Fusarium vrste potencijalno najznačajnije toksigene vrste, a zatim vrste iz rodova Aspergillus i Penicillium. U žitima i njihovim prerađevinama utvrđena je prirodna pojava aflatoksina B1 i ohratoksina A (Aspergillus spp. i Penicillium spp) zearalenona i trihotecena tipa A (T-2 toksin i diacetoksiscirpenol) (Fusarium spp), čak i u većim koncentracijama nego što je to dozvoljeno prema našim važećim pravilnicima za ishranu ljudi i životinja. Proizvođačima žita, uglavnom, se preporučuju preventivne mere za redukciju pojave potencijalno toksigenih vrsta i njihovih sekundarnih metabolita, kako u poljskim uslovima, tako i tokom čuvanja.