Οι τριχοθηκίνες και η ζεαραλενόνη αποτελούν δύο σημαντικές ομάδες τοξικών δευτερογενών μεταβολιτών που παράγονται κυρίως από είδη του γένους Fusarium στα σιτηρά. Τα τελευταία χρόνια υπάρχει ιδιαίτερη ανησυχία σε παγκόσμιο επίπεδο για αρκετές από τις τοξίνες αυτές (Τ-2, ΗΤ-2, διακετοξυσκιρπενόλη-DAS, δεοξυνιβαλενόλη-DON, νιβαλενόλη-ΝΙV, ζεαραλενόνη-ΖΕΑ), γεγονός που έχει οδηγήσει την ΕΕ στη θέσπιση σειράς κανονισμών για τον καθορισμό μέτρων ελέγχου και μέγιστων επιτρεπτών ορίων στα σιτηρά και τα υποπροϊόντα τους.
Η αντιμετώπιση των μυκοτοξικογόνων μυκήτων στον αγρό (προσυλλεκτικά) με την εφαρμογή κατάλληλων προγραμμάτων φυτοπροστασίας φαίνεται να είναι η πιο αξιόπιστη και αποτελεσματική στρατηγική διαχείρισης των μυκοτοξινών. Εντούτοις, ελάχιστα είναι μέχρι σήμερα γνωστά για την αποτελεσματικότητα μυκητοκτόνων στην αντιμετώπιση μυκοτοξικογόνων ειδών του γένους Fusarium, ενώ δεν υπάρχουν επαρκή ερευνητικά δεδομένα για τον κίνδυνο εμφάνισης και επικράτησης στελεχών των μυκοτοξικογόνων μυκήτων ανθεκτικών στα μυκητοκτόνα.
Στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκε η αποτελεσματικότητα μυκητοκτόνων από διάφορες χημικές ομάδες στην αντιμετώπιση του μύκητα F. graminearum, καθώς και ο κίνδυνος ανθεκτικότητας σε μυκητοκτόνα της ομάδας των παρεμποδιστών της απομεθυλίωσης του C-14 (DMIs), που χρησιμοποιούνται ευρέως στη φυτοπροστασία για την αντιμετώπιση σημαντικών ασθενειών των σιτηρών.
Στελέχη του μύκητα Fusarium graminearum (τ.μ. Giberella zeae) ανθεκτικά στους DMIs απομονώθηκαν σε υψηλή συχνότητα (3 × 10-5), μετά από μεταλλαξιγένεση με UV ακτινοβολία και επιλογή σε υλικό που περιείχε prochloraz. Πειράματα διασταυρωτής ανθεκτικότητας με άλλα μυκητοκτόνα έδειξαν ότι οι μεταλλαγές για ανθεκτικότητα στο prochloraz μειώνουν την ευαισθησία των μεταλλαγμένων στελεχών και σε άλλους παρεμποδιστές της απομεθυλίωσης του C-14 (DMIs), όπως το τριαζολικό flusilazole, όχι όμως σε μυκητοκτόνα που δρούν σε άλλες βαθμίδες της βιοσυνθετικής οδού των στερολών (μορφολινικά και υδροξυανιλίδια) ή σε άλλες λειτουργίες του κυτταρικού μεταβολισμού, εξαιρουμένου ενός στελέχους, ανθεκτικού και στα υδροξιανυλίδια (fenhexamid).
Μελέτη της φυτοπαθογόνου προσαρμοστικότητας των ανθεκτικών στο prochloraz στελεχών του μύκητα F. graminearum έδειξε ότι οι μεταλλαγές για ανθεκτικότητα στους DMIs είναι κατά κανόνα πλειοτροπικές και επηρεάζουν την ικανότητα παραγωγής και βλάστησης των κονιδίων, ενώ φαίνεται να μην επηρεάζουν σε σημαντικό βαθμό τη μυκηλιακή αύξηση στα περισσότερα μεταλλαγμένα στελέχη που μελετήθηκαν. Μελέτη της μυκοτοξικογόνου ικανότητας των στελεχών σε σπόρους καλαμποκιού με τη χρήση υγρής χρωματογραφίας υψηλής απόδοσης (HPLC) έδειξε κατά κανόνα αρνητική συσχέτιση της παραγωγής ζεαραλενόνης, ενώ στην παρούσα μελέτη δεν κατέστει δυνατή η ανάλυση της δεοξυνιβαλενόλης.Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης φανερώνουν σημαντικό κίνδυνο εμφάνισης και επικράτησης μυκοτοξικογόνων στελεχών του μύκητα F. graminearum στα σιτηρά με σημαντικά μειωμένη ευαισθησία στα τριαζολικά και ιμιδαζολικά μυκητοκτόνα.
Fusarium graminearum (teleomorph Giberella zeae), the causal agent of fusarium head blight (also known as wheat scab), can cause substantial losses in yield and grain quality, particularly through mycotoxin contamination. The most frequent mycotoxins produced by F. graminearum in cereals are the trichothecenes deoxinivalenol (DON), nivalenol (NIV), diacetoxyscirpenol (DAS), T-2 and HT-2 toxins, and the mycotoxin zearalenone (ZEA), which can cause severe toxicities in humans and livestock.
The prevention of mycotoxin contamination of cereals is one of the top priorities in human and animal safety. While several pre- or post-harvest techniques have been evaluated for the control of mycotoxigenic fungal species, chemical control seems to be the main measure to reduce the incidence of mycotoxin contamination in most crops.
The main objectives of the present study were to evaluate the effectiveness of sterol biosynthesis inhibiting fungicides on growth and mycotoxins production of F. graminearum, and further to assess the impact of resistance to sterol biosynthesis inhibitors on the fungal mycotoxigenic ability and ecological fitness characteristics.
Laboratory mutant strains of Fusarium graminearum resistant to prochloraz were isolated at a high mutation frequency (3 × 10-5) after UV-mutagenesis and selection on fungicide-amended medium. Cross resistance studies with other fungicides showed that the mutation(s) for resistance to prochloraz also reduced the sensitivity of mutant strains to other C-14 demethylase inhibiting fungicides (DMIs), such as the triazole flusilazole but not to fungicides affecting other steps of the sterol biosynthesis (e.g. morpholines and hydroxyanilidines) or other cellular pathways, with the exception of one mutant strain resistant to hydroxyanilidines (fenhexamid).
Study of fitness determining parameters showed that the mutation(s) for resistance to prochloraz affects sporulation, conidial germination and may or may not affect the mycelial growth rate.
Analysis of mycotoxins production by the wild-type and mutant strains of F. graminearum showed that the resistance to DMIs may or may not affect the mycotoxigenic ability of resistant strains.
The data of the present study indicate, for the first time, the potential risk of increased mycotoxins contamination of cereals after intensive use of DMI fungicides.
