Infecção por Fusarium graminearum e Fusarium verticillioides em sementes de milho

The previous knowledge of the infection process and pathogens behavior, for evaluating the physiological potential of maize seeds, is essential for decision making on the final destination of lots that can endanger sowing. This research was carried out in order to study the minimum period required for maize seeds contamination by Fusarium graminearum Schwabe and Fusarium verticillioides (Sacc.) Nirenberg, as well as these pathogens influence on seed germination and vigor, by using the cold test. Three maize seeds hybrids, kept in contact with the pathogens for different periods, were evaluated with and without surface disinfection. After determining the most suitable period, new samples were contaminated by F. graminearum and F. verticillioides, under different infection levels, and subjected to germination tests in sand. The cold test was conducted with healthy and contaminated seeds, at different periods, in a cold chamber. The contact of maize seeds with F. graminearum and F. verticillioides for 16 hours was enough to cause infection. F. graminearum and F. verticillioides did not affect the maize seeds germination, however, F. graminearum reduced the vigor of seeds lots.

La marchitez tardía del maíz (Zea mays L.) causada por Cephalosporium maydis en la Península Ibérica, y otros hongos asociados

Las especies de hongos de suelo asociadas a Cephalosporium maydis como agente causal de la marchitez tardía del maíz en la Península Ibérica se identificaron muestreando 19 campos con síntomas de marchitez en las principales zonas de cultivo entre 2011 y 2012. En el 47% de los campos no se identificó C. maydis, pero sí Fusarium graminearum, F. verticillioides, F. equiseti, F. proliferatum, Macrophomina phaseolina, Rhizoctonia solani y Trichoderma harzianum infectando las plantas de maíz. En los campos restantes, junto a C. maydis se identificaron otros hongos de suelo en porcentajes apreciables: F. verticillioides (19%), F. proliferatum (19%), F.equiseti (9%), F. oxysporum (9%) y Pythium oligandrum (9%). El crecimiento vascular de C. maydis y de otras especies fúngicas en plantas de maíz se confirmó analizando plantas con marchitez procedentes de tres campos diferentes. Tanto C. maydis como F. graminearum, F. equiseti, F. proliferatum y T. harzianum se aislaron de la inserción entre la raíz y tallo y a 10 cm de altura en el tallo de las plantas. El efecto de la infección por C. maydis sobre la producción de las plantas de maíz se cuantificó en macetas y condiciones seminaturales en el 2011. En plantas inoculadas se obtuvo una reducción del peso de las mazorcas del 54%, además de pesos de raíz y de parte aérea (tallo y hojas) significativamente menores en comparación con el control no inoculado, lo que sugiere el gran impacto económico que puede tener la marchitez tardía en condiciones naturales. Asimismo este trabajo pone de manifiesto el grado de complejidad de la etiología de la marchitez tardía, que debería ser estudiado mediante la confirmación de la patogenicidad de los hongos de suelo identificados en maíz, con el fin de determinar el papel que puede jugar cada una de estas especies en el desarrollo de la enfermedad y/o severidad de los síntomas.

Polyphasic approach including MALDI-TOF MS/MS analysis for identification and characterisation of Fusarium verticillioides in Brazilian corn kernels

Fusarium verticillioides is considered one of the most important global sources of fumonisin contamination in food and feed. Corn is one of the main commodities produced in the Northeastern Region of Brazil. The present study investigated potential mycotoxigenic fungal strains belonging to the F. verticillioides species isolated from corn kernels in 3 different Regions of the Brazilian State of Pernambuco. A polyphasic approach including classical taxonomy, molecular biology, MALDI-TOF MS and MALDI-TOF MS/MS for the identification and characterisation of the F. verticillioides strains was used. Sixty F. verticillioides strains were isolated and successfully identified by classical morphology, proteomic profiles of MALDI-TOF MS, and by molecular biology using the species-specific primers VERT-1 and VERT-2. FUM1 gene was further detected for all the 60 F. verticillioides by using the primers VERTF-1 and VERTF-2 and through the amplification profiles of the ISSR regions using the primers (GTG)5 and (GACA)4. Results obtained from molecular analysis shown a low genetic variability among these isolates from the different geographical regions. All of the 60 F. verticillioides isolates assessed by MALDI-TOF MS/MS presented ion peaks with the molecular mass of the fumonisin B1 (721.83 g/mol) and B2 (705.83 g/mol)

Relação entre resistência de linhagens tropicais de milho à podridão de espiga e ao acúmulo de fumonisinas provocados por Fusarium verticillioides

A infecção de grãos de milho por Fusarium verticillioides, agente causal da podridão da espiga, pode resultar na produção de micotoxinas do grupo das fumonisinas. A resistência genética é a forma de controle mais eficiente dessa enfermidade. Assim, o objetivo do trabalho foi buscar fontes de resistência em linhagens de milho tropical à F. verticillioides e à produção de fumonisinas. Seis linhagens tropicais de milho, três, pré-classificadas como resistentes e três, pré-classificadas como suscetíveis à F. verticillioides, foram submetidas à inoculação do patógeno e posteriormente, avaliadas quanto à severidade da podridão de espiga, incidência de grãos sintomáticos e concentração de fumonisinas. Os resultados mostraram que as linhagens R1 e R3 apresentaram alta resistência à infecção do patógeno. No entanto, apenas a R3 foi resistente ao acúmulo de fumonisinas. Dessa forma, sugere-se que a ausência de relação entre intensidade da doença e níveis de fumonisinas seja fator inerente desse patossistema. Assim, não é possível assegurar que grãos assintomáticos quanto à infecção por F. verticillioides, estejam livres de contaminação por fumonisinas.

Relative populations and toxin production by Aspergillus flavus and Fusarium verticillioides in artificially inoculated corn at various stages of development under field conditions

The presence, development and production of mycotoxins by Aspergillus flavus and Fusarium verticillioides were studied in corn ears under field conditions after artificial contamination of corn silks. The planted area was divided into five treatments: T1, inoculated with A.flavus solution containing 1 x 10(8) spores, ears covered; T2, inoculated with F. verticillioides solution containing 1 X 10(8) spores, ears covered; T3, inoculated with E verticillioides plus A. flavus solution containing 1 x 10(8) spores of each, ears covered; T4, sprayed with sterile phosphate-buffered saline, ears covered; TS, non-sprayed silks, uncovered ears. Soil and air samples were also collected and analysed for the occurrence of fungi. Water activity, relative air humidity, rainfall and temperature were determined to assess the correlation between abiotic factors and the presence of fungi in the samples. Contamination with the inoculated fungus predominated in T1 and T2. In the other treatments, F. verticillioides was the most frequently isolated contaminant irrespective of treatment. Considering the production of mycotoxins, a positive relation between the production of fumonisins B-1 and B-2 and the frequency of F. verticillioides was statistically verified in all treatments. (C) 2007 Society of Chemical Industry.

Molecular characterization and fumonisin production by Fusarium verticillioides isolated from corn grains of different geographic origins in Brazil

Gibberella moniliformis is most commonly associated with maize worldwide and produces high levels of fumonisins, some of the most agriculturally important mycotoxins. Studies demonstrate that molecular methods can be helpful for a rapid identification of Fusarium species and their levels of toxin production. The purpose of this research was to apply molecular methods (AFLP, TEF-1 alpha partial gene sequencing and PCR based on MAT alleles) for the identification of Fusarium species isolated from Brazilian corn and to verify if real time RT-PCR technique based on FUM1 and FUM19 genes is appropriated to estimate fumonisins B(1) and B(2) production levels. Among the isolated strains, 96 were identified as Fusarium verricillioides, and four as other Fusarium species. Concordant phylogenies were obtained by AFLP and TEF-1 alpha sequencing, permitting the classification of the different species into distinct clades. Concerning MAT alleles, 70% of the F. verricillioides isolates carried the MAT-1 and 30% MAT-2. A significant correlation was observed between the expression of the genes and toxin production r=0.95 and r=0.79 (correlation of FUM1 with FB(1) and FB(2), respectively, P < 0.0001): r=0.93 and r =0.78 (correlation of FUM19 with FB(1) and FB(2). respectively, P < 0.0001). Molecular methods used in this study were found to be useful for the rapid identification of Fusarium species. The high and significant correlation between FUM1 and FUM19 expression and fumonisins production suggests that real time RT-PCR is suitable for studies considering the influence of abiotic and biotic factors on expression of these genes. This is the first report concerning the expression of fumonisin biosynthetic genes in Fusarium strains isolated from Brazilian agricultural commodity. (c) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Toxicokinetics and toxicological effects of single oral dose of fumonisin B1 containing Fusarium verticillioides culture material in weaned piglets

Toxicokinetics and the toxicological effects of culture material containing fumonisin B(1) (FB(1)) were studied in male weaned piglets by clinical, pathological, biochemical and sphingolipid analyses. The animals received a single oral dose of 5 mg FB(1)/kg of body weight. obtained from Fusarium verticillioides culture material. FB(1) was detected by H PLC in plasma collected at 1-h intervals up to 6 h and at 12-h intervals up to 96 h. FB(1) eliminated in feces and urine was quantified over a 96-h period and in liver samples collected 96 h post-intoxication. Blood samples were obtained at the beginning and end of the experiment to determine serum enzyme activity, total bilirubin, cholesterol, sphinganine (Sa), sphingosine (So) and the Sa/So ratio. FB(1) was detected in plasma between 30 min and 36 h after administration. The highest concentration of FB(1) was observed after 2 h, with a mean concentration of 282 mu g/ml. Only 0.93% of the total FB(1) was detected in urine between 75 min and 41 h after administration, the highest mean concentration (561 mu g/ml) was observed during the interval after 8 at 24 h. Approximately 76.5% of FB(1) was detected in feces eliminated between 8 and 84 h after administration, with the highest levels observed between 8 and 24 h. Considering the biochemical parameters, a significant increase only occurred in cholesterol, alkaline phosphatase and aspartate aminotransferase activities. In plasma and urine, the highest Sa and Sa/So ratios were obtained at 12 and 48 h, respectively. (C) 2010 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

Produção, imobilização e aplicação de lipase de Fusarium verticillioides

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

First report of Fusarium verticillioides causing stalk and root rot of sorghum in Spain

Podredumbre del tallo y la raíz del sorgo causada por Fusarium verticillioides en España

Seleção de estirpes de Trichoderma ssp. com atividade antagônica a Fusarium verticillioides produtores de fumonisina isolados de milho e de sorgo.

2016

Mycoflora and Co-Occurrence of Fumonisins and Aflatoxins in Freshly Harvested Corn in Different Regions of Brazil

Natural mycoflora and co-occurrence of fumonisins (FB(1), FB(2)) and aflatoxins (AFB(1), AFB(2), AFG(1) and AFG(2)) in freshly harvested corn grain samples from four regions of Brazil were investigated. Fusarium verticillioides was predominant in all samples. Analysis of fumonisins showed that 98% of the samples were contaminated with FB(1) and 74.5% with FB(1) + FB(2), with toxin levels ranging from 0.015 to 9.67 mu g/g for FB(1) and from 0.015 to 3.16 mu g/g for FB(2). Twenty-one (10.5%) samples were contaminated with AFB(1), seven (3.5%) with AFB(2) and only one (0.5%) with AFG(1) and AFG(2). Co-contamination with aflatoxins and fumonisins was observed in 7% of the samples. The highest contamination of fumonisins and aflatoxins was observed in Nova Odessa (SP) and Varzea Grande (MT), respectively. The lowest contamination of these mycotoxins was found in Varzea Grande and Nova Odessa, respectively.

Influência da temperatura, período de molhamento e concentração do inóculo de fungos na incidência de podridões pós-colheita em frutos de tomateiro

Foi avaliada a influência da temperatura (5, 15, 25 e 35 °C), da duração do período de molhamento (0, 3, 6, 12, 24, 48 e 72 h) e da concentração de inóculo (10¹, 10², 10(4), 10(6) e 10(8) esporos/ml) na incidência de podridões de pós-colheita em frutos de tomateiro (Lycopersicon esculentum) (cv. Santa Clara) causadas por Fusarium verticillioides, Geotrichum candidum e Rhizopus stolonifer. A temperatura influenciou significativamente (P=0,05) a incidência de podridões, ocorrendo maior incidência de lesões em frutos incubados a 25 °C. Não foi observado o desenvolvimento de podridão em frutos inoculados com F. verticillioides e incubados nas temperaturas de 5 e 35 °C, sendo nesta última verificada a menor incidência de podridões causadas por G. candidum e R. stolonifer. Nas temperaturas de 5, 15 e 25 °C, a incidência de podridões causadas por R. stolonifer variou entre 97,5 e 100%. A presença de água livre na superfície dos frutos de tomateiro foi desnecessária para a incidência de podridões causadas por F. verticillioides, G. candidum e R. stolonifer, embora os níveis de incidência tenham aumentado com o incremento no período de molhamento, exceto para R. stolonifer, que causou a incidência máxima de doença (100%), na ausência de molhamento. A incidência de podridões aumentou com o incremento na concentração de inóculo de 10¹ a 10(8) esporos/mL, atingindo o máximo (100%) na concentração de 10(4) esporos/ml para F. verticillioides e R. stolonifer, enquanto o mesmo nível foi atingido por G. candidum com 10(8) esporos/ml.

Marcadores morfofisiológicos e isoenzimáticos na análise da diversidade genética de isolados de Acremonium strictum

Os fungos Acremonium strictum e Fusarium verticillioides normalmente apresentam algumas similaridades morfológicas. Este fator dificulta sua diferenciação em sementes, particularmente quando ocorrem simultaneamente. A análise de isoenzimas tem possibilitado o desenvolvimento de métodos rápidos, sensíveis e específicos no diagnóstico de fitopatógenos em complemento à análise morfológica. Este trabalho objetivou caracterizar e dimensionar a diversidade genética de dez isolados de A. strictum obtidos de sementes de milho (Zea mays), provenientes de diferentes regiões produtoras brasileiras por meio da análise de nove marcadores morfofisiológicos e de cinco sistemas isoenzimáticos (aldolase, esterase, fosfatase ácida, fosfatase alcalina e malato desidrogenase). Objetivou-se ainda diferenciar os isolados de A. strictum de F. verticillioides por meio das técnicas citadas. A eletroforese de isoenzimas forneceu um total de 28 bandas polimórficas. Aspectos como pigmentação da colônia, velocidade e taxa de crescimento, produção de massa e densidade miceliais, e a análise isoenzimática tornaram possível e seguro o agrupamento de isolados de A. strictum e sua diferenciação de F. verticillioides. Os isolados de A. strictum apresentaram variabilidade intraespecífica entre 0% e 89,5%. Para a maioria dos casos não foi possível correlacionar a similaridade fenotípica com a origem geográfica dos isolados de A. strictum.

Marcadores RAPD na análise da diversidade genética de isolados de Acremonium strictum

Os fungos Acremonium strictum e Fusarium verticillioides normalmente apresentam algumas similaridades morfológicas, o que dificulta sua diferenciação em sementes de milho (Zea mays), particularmente quando ocorrem simultaneamente. Técnicas moleculares de análise do DNA têm possibilitado o desenvolvimento de métodos rápidos, sensíveis eespecíficos no diagnóstico de fitopatógenos, em complemento à análise morfológica. Este trabalho objetivou caracterizar e dimensionar a diversidade genética de dez isolados de A. strictum obtidos de sementes de milho, provenientes de diferentes regiões produtoras brasileiras, por meio da análise do DNA genômico (RAPD). Objetivou-se ainda, diferenciar os isolados de A. strictum de F. verticillioides por meio da técnica citada. Pela análise do DNA, 25 primers Operon geraram polimorfismos, os quais tornaram possível e seguro o agrupamento de isolados de A. strictum e sua diferenciação de F. verticillioides. Os isolados de A. strictum apresentaram variabilidade intraespecífica entre 3,4% e 44,4%. Para a maioria dos casos não foi possível correlacionar a similaridade genotípica e a origem geográfica dos isolados de A. strictum.

Qualidade sanitária e fisiológica de sementes de milho submetidas a termoterapia e condicionamento fisiológico

A termoterapia é uma medida de controle tradicionalmente utilizada com sucesso para eliminação de patógenos em sementes de espécies hospedeiras. Trata-se, no entanto, de uma medida que provoca alterações fisiológicas e bioquímicas nas sementes em diferentes intensidades, podendo comprometer o desempenho das mesmas nas condições de cultivo. Objetivou-se com este trabalho avaliar a eficácia da termoterapia no controle de alguns fungos associados a sementes de milho e do condicionamento osmótico, após o tratamento térmico, no sentido de reparar danos nas sementes provocados nestas circunstâncias. Os fungos associados às sementes foram avaliados por meio do método de incubação em substrato de papel com congelamento, e a qualidade fisiológica das sementes pelos testes de germinação, primeira contagem, condutividade elétrica, e padrões eletroforéticos das enzimas esterase (EST), malato desidrogenase (MDH) e álcool desidrogenase (ADH). O tratamento térmico utilizado foi por imersão em água aquecida a 60°C por 5, 10 e 20 minutos. Após o tratamento, uma fração das sementes foi submetida ao condicionamento fisiológico em rolo de papel embebido em solução de PEG 6000 a -1,2 MPa. Todos os tratamentos térmicos reduziram ou eliminaram Acremonium strictum das sementes. A incidência de Fusarium verticillioides foi reduzida significativamente pelo tratamento térmico nos períodos de 10 e 20 minutos. À medida que se aumentou o tempo de exposição ao tratamento térmico, houve aumento dos valores de condutividade elétrica e redução significativa da primeira contagem e germinação das sementes. O tratamento térmico durante 20 minutos alterou os padrões eletroforéticos das enzimas esterase e malato desidrogenase. O condicionamento fisiológico das sementes não foi capaz de reverter os danos causados pela termoterapia.