Фузариоз зерна

Фузариоз представляет собой опасную и очень распро- страненную болезнь растений в любом возрасте, вызываемую грибами рода Fusarium

Патоген, в различные периоды развития растения, способен поражать корни, листья и колос.

Некоторые виды грибов образуют микотоксины (от греч. mukos – гриб + toxikos – яд) - молекулы, связанные со вторичным метаболизмом грибов, которые проявляют токсические свойства и делают его непригодным для использования на пищевые и кормовые цели.

Токсины невозможно обнаружить без специального оборудования, и они могут находиться не только в зерне, но и в продуктах его переработки – муке и хлебе.

СИМПТОМЫ

Поражение растений фузариозом приводит и к снижению урожая, и к катастрофическому ухудшению его качества.

СИМПТОМЫ ФУЗАРИОЗА КОЛОСА:

а) розово-оранжевый налет мицелия и спороношения гриба на колосковых чешуйках колоса;

b) бледно-розовое спороношение гриба на колосковых чешуйках;

с) глазковая пятнистость на колосковых чешуйках;

При слабом поражении мицелий располагается в оболочках зерна, при этом визуально зерно практически не отличается от здорового. Но при более выраженном повреждении патоген проникает глубже, достигая алейронового слоя и зародыша зерна. Больные зерна обычно легковесные. Их поверхность деформирована («морщинистая»), с вдавленной глубокой бороздкой и заостренными бочками, может быть розоватого оттенка.

СИМПТОМЫ ФУЗАРИОЗА ЗЕРНА:

• Пораженные зерна щуплые, морщинистые с вдавленной глубокой бороздкой и заостренными бочками;
• Поверхность зерна обесцвеченная или розоватая, без блеска;
• Эндосперм рыхлый, крошащийся; низкая стекловидность зерна или полная ее потеря;
• В бороздке и особенно в зародышевой части зерна имеется паутинообразный налет мицелия гриба, белого или розового цвета и скопления конидий, в виде подушечек;
• Зародыш зерна нежизнеспособный, на срезе темного цвета.

Однако, внешне здоровое зерно также может быть пораженно грибами и содержать микотоксины!

Это заболевание может стать причиной поражения партии полновесных и внешне здоровых семян. Наличие миллиграмма микотоксинов в килограмме зерна – уничтожает все его полезные свойства.

ПРИЧИНЫ

Заражение листьев и колосьев фузариозом происходит аскоспорами, образующимися в плодовых телах на послеуборочных остатках, либо конидиями, которые появляются на пожнивных остатках или на нижних инфицированных листьях. Заражение колоса в основном происходит во время цветения пшеницы в условиях достаточной влажности и при температуре выше +20°С. Впоследствии это приводит к заражению развивающихся зерновок.

Факторы, влияющие на заражение Фузариозом

Растения зерновых колосовых культур восприимчивы к фузариозу в фазе цветения при повышенной влажности и температуре около +20-25°C (особенно F. graminearum). Но для таких видов, как Fusarium sporotrichioide и F. poae повышенная влажность и температура воздуха не являются обязательными условиями инфицирования. Погодные условия – важный, но далеко не единственный фактор, влияющий на развитие болезни.

ПОСЛЕДСТВИЯ

Микотоксины (от греч. mukos – гриб + toxikos – яд) – это специфические токсичные вещества, продуцируемые грибами. Ядовитые макромицеты, такие как бледная поганка и красный мухомор - общеизвестные «злодеи-отравители». Но их микроскопические родственники (микромицеты) не менее ядовиты и еще более опасны. Ведь их токсины невозможно обнаружить без специального оборудования, и они могут находиться не только в зерне, но и в продуктах его переработки – муке и хлебе.

ЧТО ТАКОЕ МИКОТОКСИНЫ?

• Микотоксины являются молекулами, связанными со вторичным метаболизмов грибов, которые проявляют токсические свойства по отношению к людям и животным.
• Все основные виды грибов, вызывающие фузариоз, могут производить микотоксины.
• Микотоксины образуемые различными видами грибов р. Fusarium имеют различные токсикологические свойства.
• Микотоксины оказывают различное воздействие на разные виды, например свиней, домашнюю птицу, людей и т.д.
• Наиболее распространенными микотоксинами в зерновых культурах является дезоксиниваленол (ДОН) и Т-2 токсин

Распределение дезоксинивалеонола в продуктах помола фузариозной пшеницы

Воздействие фузариотоксинов, содержащихся в кормах, на здоровье животных и птицы

Показатель ЛД50 для микотоксинов поступающих через желудочно-кишечный тракт

ЛД50 - средняя доза вещества, вызывающая гибель половины членов испытуемой группы. ЖМ - живая масса
Относительная токсичность - степень токсичности вещества в сравнении с другим веществом (в данном случае в сравнении с Т-2 токсином). более токсичное вещество < 1,0 < менее токсичное вещество

Способность грибов рода Fusarium вызывать типичные симптомы и продуцировать характерный для вида микотоксин

Т-2 и НТ-2 токсины являются одними из наиболее опасных микотоксинов, выделяемых грибами рода Fusarium. Одновременно с этим их продуценты - F. langsethiae и F. sporotrichioides, могут развиваться на колосе без видимых признаков.

Встречаемость видов рода Fusarium в образцах зерна из различных регионов России

Зараженность зерна озимой пшеницы грибами рода Fusarium в зависимости от предшественников

Наименее благоприятным предшественником в плане последующего риска развития фузариоза является кукуруза. Наличие такого предшественника делает обязательным разработку стратегии защиты озимой пшеницы от фузариоза колоса.

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ФУЗАРИОЗ?

1. Визуальная оценка

В районах распространения видов F.graminearum, F.culmorum, F.avenaceum видимые симптомы фузариоза на колосьях можно обнаружить в поле. Инфицирование фузариозом не всегда проявляется визуа- льно, но это заболевание может стать причиной «дисквали- фикации» партии полновесных и внешне здоровых семян. Присутствие буквально миллиграмма микотоксинов в килограмме зерна – и все! В лучшем случае такое зерно будет использоваться в качестве фуража. Ни содержание белка, ни показатели ИДК, ни натура не имеют значения, если зерно содержит микроскопическое количество смертельно опасного яда грибкового происхождения.

ПРЕИМУЩЕСТВА:
Быстрый и незатратный способ
НЕДОСТАТКИ:
Метод не является достаточно точным и надежным

2. Микологический анализ

В лаборатории инфицированные части растения могут быть помещены на питательную среду, которая способствует росту грибов.

Через несколько дней инкубации под микроскопом можно определить грибы рода Fusarium, основываясь на характерных для них таксономических признаках.

ПРЕИМУЩЕСТВА:
Точность определения
НЕДОСТАТКИ:
Длительное время анализа
Необходимость в лабораторном оборудовании

3. Принцип диагностики полимеразной цепной реакции

ПЦР основывается на ферментной амплификации фрагмента ДНК с использованием фермента (Taq-полимеразы).
Цепная реакция является процессом, проходящим в три этапа (денатурация, отжиг и расширение), повторяющимся в нескольких циклах.
На каждом этапе процесса количество копий удваивается с двух до четырех, затем до восьми и т.д. После 20 циклов имеется примерно 1 миллион копий, то есть достаточное количество материала для определения желаемой ДНК традиционным методом

ПРЕИМУЩЕСТВА:
ПЦР является относительно быстрым и надежным методом выявления грибов.
Позволяет выявлять наличие определенного вида или нескольких видов грибов в растительной ткани. Выявление количества грибов возможно методом количественной ПЦР (ПЦР в реальном времени).
Количество выявленного ДНК грибов связано с присутствием продуцируемых ими микотоксинов.
НЕДОСТАТКИ:
Необходимость в специализированном оборудовании

4. Технология планарного волновода

Надежный и быстрый метод, использующий инновационную технологию планарного волновода для определения от четырех до пяти токсинов за одно измерение.

ПРЕИМУЩЕСТВА:
Одновременное определение нескольких микотоксинов.
Легкость пробоподготовки
Быстрый результат (25 мин)
Отсутствие необходимости в специальной лабораторной подготовке
НЕДОСТАТКИ:
Необходимость в специализированном оборудовании