Progress in Plant Protection

Harmfulness of Fusarium crookwellense Burgess, Nelson & Toussoun to panicles of selected genotypes of oat (Avena sativa L.) concerning the content of mycotoxins in grain
Szkodliwość Fusarium crookwellense Burgess, Nelson & Toussoun dla wiech wybranych genotypów owsa (Avena sativa L.) z uwzględnieniem zawartości mikotoksyn w ziarnie

Elżbieta Mielniczuk, e-mail: elzbieta.mielniczuk@up.lublin.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Fitopatologii i Mykologii, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin, Polska

Irena Kiecana, e-mail: irena.kiecana@up.lublin.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Fitopatologii i Mykologii, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin, Polska

Małgorzata Cegiełko, e-mail: malgorzata.cegielko@up.lublin.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Fitopatologii i Mykologii, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin, Polska

Alina Pastucha, e-mail: alina.pastucha@up.lublin.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie, Katedra Fitopatologii i Mykologii, Leszczyńskiego 7, 20-069 Lublin, Polska

Juliusz Perkowski, e-mail: julperk@au.poznan.pl

Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu, Katedra Chemii, Wojska Polskiego 65, 60-625 Poznań, Polska
Streszczenie

The study was conducted on nine oat genotypes in the experimental plots in south-eastern part of Poland in the years 2014–2015. Oat panicles were inoculated with conidial suspension of Fusarium crookwellense no. 72. The mean reduction in the number of grain per panicle compared to the control was 31.66% in 2014 and 21.52% in 2015, while decrease in grain yield amounted to 38.96% and 21.76% respectively, and 1000 grain weight 12.72% and 6.02% respectively. The presence of nivalenol, deoxynivalenol, 3-Ac DON and fusarenone X was detected in grain of all oat genotypes. The mean concentration of these metabolites in the years 2014 and 2015 ranged respectively: 1.764 and 0.085 mg/kg, 0.050 and 0.027 mg/kg, 0.017 and 0.009 mg/kg, and 0.066 and 0.024 mg/kg. The presence of zearalenone was detected in the grain of some oat genotypes.


Badania przeprowadzono w latach 2014–2015, na polach doświadczalnych w południowo-wschodniej Polsce. Materiał infekcyjny stanowiła zawiesina konidiów Fusarium crookwellense nr 72. Średnia obniżka liczby ziarniaków w wiesze, w porównaniu do kontroli wynosiła w 2014 r. 31,66%, zaś w 2015 r. 21,52%, natomiast redukcja plonu ziarna wynosiła odpowiednio 38,96% i 21,76%, zaś obniżka masy 1000 ziaren odpowiednio 12,72% i 6,02%. W próbach ziarna wszystkich genotypów owsa stwierdzono obecność niwalenolu, deoksyniwalenolu, 3-Ac DON oraz fuzarenonu X, średnie stężenie tych metabolitów w latach 2014 i 2015 wynosiło odpowiednio: 1,764 i 0,085 mg/kg, 0,050 i 0,027 mg/kg, 0,017 i 0,009 mg/kg oraz 0,066 i 0,024 mg/kg. Ponadto w ziarnie niektórych genotypów owsa stwierdzono obecność zearalenonu.


Słowa kluczowe
Fusarium crookwellense; fusariosis; mycotoxins; oat; fuzarioza wiech; mikotoksyny; owies
Referencje

Amarasinghe C.C., Tittlemier S.A., Fernando W.G.D. 2015. Nivalenol-producing Fusarium cerealis associated with fusarium head blight in winter wheat in Manitoba. Canadian Plant Pathology 64 (4): 988–995. DOI: 10.1111/ppa.12329.

Bottalico A., Perrone G. 2002. Toxigenic Fusarium species and mycotoxins associated with head blight in small-grain cereals in Europe. European Journal of Plant Pathology 108 (7): 611–624. DOI: 10.1023/A:1020635214971.

Castañares E., Dinolofo M.I., Moreno M.V., Berón C., Stenglein A.S. 2013. Fusarium cerealis associated with barley seeds in Argentina. Journal of Phytopathology 161: 586–589. DOI: 10.1111/jph.12097.

Christ D.S., Gödecke R., von Tiedemann A., Varrelmann M. 2011. Pathogenicity, symptom development, and mycotoxin formation in wheat by Fusarium species ferquently isolated from sugar beet. Phytopathology 101 (11): 1338–1345. DOI: 10.1094/PHYTO-01-11-0003.

Goliński P., Waśkiewicz A., Wiśniewska H., Kiecana I., Mielniczuk E., Gromadzka M., Kostecki M., Bocianowski J., Rymaniak E. 2010. Reaction of winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars to infection with Fusarium spp. mycotoxins contamination in grain and chaff. Food Additives & Contaminants: Part A 27 (7): 1015–1024. DOI: 10.1080/19440041003702208.

Góral T., Ochodzki P., Walentyn-Góral D., Nielsen L.K., Justesen A.F., Jørgensen L.N. 2012. Wpływ przedplonu oraz warunków pogodowych na porażenie kłosów przez grzyby z rodzaju Fusarium oraz zawartość mikotoksyn w ziarnie. [Effect of pre-crop and weather conditions on infection of heads of spring wheat with Fusarium fungi and content of mycotoxins in grain]. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 265: 11–21.

Kiecana I. 1994. Badania nad fuzariozą kłosów jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) z uwzględnieniem podatności odmian i zawartości mikotoksyn w ziarnie. [Investigations on Fusarium head blight of spring barley (Hordeum vulgare L.) concerning susceptibility of cultivars and mycotoxins accumulation in kernels]. Rozprawy Naukowe. Akademia Rolnicza, Lublin 161, 49 ss.

Kiecana I., Mielniczuk E. 2010. Fusarium head blight of rye (Secale cereale L.). Acta Agrobotanica 63 (1): 129–135.

Kiecana I., Cegiełko M., Mielniczuk E., Perkowski J. 2012. The occurrence of Fusarium poae (Peck) Wollenw. on oat (Avena sativa L.) panicles and its harmfulness. Acta Agrobotanica 65 (4): 169–178. DOI: 10.5586/aa.2012.035.

Lauren D.R., Di Menna M.E. 1999. Fusaria and Fusarium mycotoxins in leaves and ears of maize plants. II. A time course study made in the Waikato region, New Zealand, in 1997. New Zealand Journal of Crop and Horticultural Science 27: 215–223.

Logrieco A., Bottalico A., Mulé G., Moretti A., Perrone G. 2003. Epidemiology of toxigenic fungi and their associated mycotoxins for some mediterranean crops. European Journal of Plant Pathology 109 (7): 645–667. DOI: 10.1023/A:1026033021542.

Malihipour A., Gilbert J., Piercey-Normore M., Cloutier S. 2012. Molecular phylogenetic analysis, trichothecene chemotype patterns, and variation in aggressiveness of Fusarium isolates causing head blight in wheat. Plant Diseases 96 (7): 1016–1025. http://dx.doi.org/10.1094/ PDIS-10-11-0866-RE.

Martinelli J.A., Chaves M.S., Graichen F.A.S., Federizzi L.C., Dresch L.F. 2014. Impact of fusarium head blight in reducing the weight of oat grains. Journal of Agricultural Science 6 (5): 188–198. DOI: 10.5539/jas.v6n5p188.

Mielniczuk E. 2001. The occurrence of Fusarium spp. on panicles of oat (Avena sativa L.). Journal of Plant Protection Research 41 (2): 173–180.

Mielniczuk E., Kiecana I., Perkowski J. 2004. Susceptibility of oat genotypes of Fusarium crookwellense Burgess, Nelson and Toussoun infection and mycotoxin accumulation in kernels. Biologia, Bratislava 59 (6): 809–816.

Mishra C.B.P., Behr L. 1976. Der Einfluss von Kulturfiltraten Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc., Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. und Fusarium nivale (Fr.) Ces., Griphosphaeria nivalis Müller et v. Arx auf die Keimung des Weizen. Archiv für Phytopathologie und Pflanzenschutz 12 (6): 373–377.

Nielsen L.K., Jensen J.D., Nielsen G.C., Jensen J.E., Spliid N.H., Thomsen I.K., Justesen A.F., Collinge D.B., Jørgensen L.N. 2011. Fusarium head blight of cereals in Denmark: species complex and related mycotoxins. Phytopathology 101 (8): 960–969. DOI: 10.1094/PHYTO-07-10-0188.

Perkowski J., Kiecana I. 1998. Biosynteza toksyn fuzaryjnych w ziarnie jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) po inokulacji kłosów Fusarium crookwellense Burgess, Nelson, Toussoun, Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc. i Fusarium graminearum Schwabe. [Biosynthesis of Fusarium toxins in kernels of spring barley (Hordeum vulgare L.) inoculated with Fusarium crookwellense Burgess, Nelson, Toussoun, Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc. and Fusarium graminearum Schwabe]. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin 207: 69–80.

Płażek A. 2011. Patofizjologia roślin. Wydawnictwo Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, 139 ss.

Rozporządzenie Komisji (WE) nr 1881/2006 z dnia 19 grudnia 2006 r. ustalające najwyższe dopuszczalne poziomy niektórych zanieczyszczeń w środkach spożywczych (Dz. Urz. UE L 364/5 z dnia 20.12.2006 r.).

Sugiura Y., Saito H., Tanaka T., Ichinoe M., Ueno Y. 1994. Fusarium crookwellense, a newly isolated fungus from wheat in Japan: Its mycotoxin production and pathogenicity to wheat and barley. Mycoscience 35 (1): 77–82. DOI: 10.1007/BF02268532.

Šrobarová A., Šliková S., Šudyová V. 2008. Diversity of the Fusarium species associated with head and seedling blight on wheat in Slovakia. Biologia, Bratislava 63 (3): 332–337. DOI: 10.2478/s11756-008-0050-y.

Tekauz A., McCallum B., Ames N., Mitchell Fetch J. 2004. Fusarium head blight of oat – current status in western Canada. Canadian Journal of Plant Pathology 26 (4): 473–479. http://dx.doi.org/10.1080/07060660409507167.

Xu X.M., Nicholson P., Thomsett M.A., Simpson D., Cooke B.M., Doohan F.M., Brennan J., Monghan S., Moretti A., Mule G., Hornok L., Beki E., Tatnell J., Ritinei A. 2008. Relationship between the fungal complex causing Fusarium head blight of wheat and environmental conditions. Phytopathology 98 (1): 69–78.

Xue A.G., Armstrong K.C., Voldeng H.D., Fedak G., Babcock C. 2004. Comparative aggressiveness of isolates of Fusarium spp. causing head blight on wheat in Canada. Canadian Journal of Plant Pathology 26 (1): 81–88. http://dx.doi.org/10.1080/ 07060660409507117.

Zhang H., Chen W.Q., Xu J., Xu J.S., Feng J. 2011. First report of Fusarium cerealis causing Fusarium head blight on barley in China. Plant Disease 95 (6), p. 774. http://dx.doi.org/10.1094/PDIS-12-10-0933.

Żuk B. 1989. Biometria stosowana. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 422 ss.

Progress in Plant Protection (2016) 56: 424-429
Data pierwszej publikacji on-line: 2016-11-10 14:54:18
http://dx.doi.org/10.14199/ppp-2016-066
Pełny tekst (.PDF) BibTeX Mendeley Powrót do listy