Prevención de la contaminación con fumonisinas en el maíz

Trabajo de investigación para optar el grado de Doctor por la Universidad de Vigo.- 198 páginas.

Detalles Bibliográficos
Autor: Cao Caamaño, Ana
Tipo de recurso: tesis doctoral
Fecha de publicación:2013
País:España
Institución:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Repositorio:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSIC
OAI Identifier:oai:digital.csic.es:10261/168778
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10261/168778
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Maize
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Fusarium verticillioides
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Santiago Carabelos, Rogelio
Ramos, Antonio J.
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spelling Prevención de la contaminación con fumonisinas en el maízPrevención da contaminación con fumonisinas no milloCao Caamaño, AnaMaizeZea mays L.Fusarium verticillioidesFumonisinMaízFumonisinasTrabajo de investigación para optar el grado de Doctor por la Universidad de Vigo.- 198 páginas.[EN] Fusarium species are the most common moulds found in cereal crops in temperate regions. Many of these species produce mycotoxins, a diverse group of compounds that are toxic to humans and animals. Fumonisins are a family of mycotoxins found mainly in maize. They are produced mostly by F. verticillioides and F. proliferatum. Fumonisins were classified as possibly carcinogenic to humans by the International Agency for Research on Cancer (IARC), and maximum levels for fumonisin content in food and feed have been setting in the European Union and other countries. In Galicia, even though weather is favorable for fungal growth, there has been scarce research on the occurrence of mycotoxigenic fungi or contamination with mycotoxin in maize or other cereals. Currently, there is no specific information on the environmental and/or genotypic factors that determine fungal infection and fumonisin content in kernels at harvest. This knowledge is important and necessary when assessing the risk and make decisions to prevent fumonisin contamination. For this reason, in this study we investigated what these factors are, the weight of each of them and at what times during the growing season are critical for infection by F. verticillioides and fumonisin contamination of maize kernels. It has also been determined the occurrence of Fusarium species on maize kernels to assess the risk of contamination with other mycotoxins. Moreover, the influence of environmental factors in the process of fungal infection and fumonisin accumulation throughout the physiological development and drying of maize kernels has been studied. Finally, we evaluated the resistance to fumonisins accumulation four white corn hybrids after artificial inoculation with a local isolate of F. verticillioides.[EN] As a result of this study, we can confirm that F. verticillioides is the most abundant Fusarium species and the main producer of fumonisins in maize kernels grown in Pontevedra. Other Fusarium species were found in smaller percentage, showing there is a potential risk of contamination with other mycotoxins. Late sowings and early harvests are recommended to reduce contamination with fumonisins because they were less favorable for infection by F. verticillioides, fungal development and fumonisins accumulation in maize kernels. Fumonisin contamination was mainly influenced by environmental factors during flowering and kernel drying. Special attention should be given when weather during flowering are drier and warmer. Heavy rainfall before harvest and greatest kernel damage produced by insects should be avoided by performing earlier harvests. The use of maize varieties resistant to the Angoumois grain moth, to corn borers and with good husk coverage can be a useful tool to reduce the risk of contamination with fumonisins. Throughout kernel development, the significant increase of fumonisin content took place from physiological maturity and kernel drying in the field. This increase was favored by lower temperatures and higher fungal growth, favored, in turn, by the Angoumois grain moth damage. These results showed that besides the stage of kernel development, local environmental conditions during field drying can be decisive in the accumulation of fumonisins. Finally, it has been verified the standard behavior of the local isolate of F. verticillioides and its ability to produce fumonisins, and the partial resistance of the white maize hybrid EP10 x EC22 to the accumulation of fumonisin in kernel was confirmed by artificial inoculation.[ES] Las especies del género Fusarium son los mohos encontrados más frecuentemente en cultivos de cereales en las regiones templadas. Muchas de estas especies poseen la capacidad de producir micotoxinas, un grupo diverso de sustancias tóxicas para seres humanos y animales. Las fumonisinas son una familia de micotoxinas que se encuentran predominantemente en maíz y sus productores principales son F. verticillioides y F. proliferatum. Estas micotoxinas han sido clasificadas como “agente posiblemente carcinogénico en humanos” por la Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer y se han delimitado sus contenidos máximos en los alimentos destinados al consumo humano y animal en la Unión Europea y en otros países. En Galicia, a pesar de existir un clima favorable para el desarrollo de mohos, apenas se ha investigado la presencia de especies micotoxigénicas o la contaminación con micotoxinas en maíz u otros cereales. Actualmente, no existe información concreta sobre qué factores ambientales y/o genotípicos determinan el nivel de infección fúngica y el contenido de fumonisinas en los granos en el momento de cosecha. Este conocimiento es importante y necesario a la hora de valorar el riesgo y tomar decisiones de prevención de la contaminación con fumonisinas. Por esta razón, en el presente trabajo se ha estudiado cuáles son estos factores, el peso que tiene cada uno de ellos y en qué momentos a lo largo del periodo de cultivo son críticos para la infección por F. verticillioides y la contaminación con fumonisinas de los granos de maíz. También se ha determinado el grado de presencia de otras especies de Fusarium en los granos para valorar el riesgo de contaminación con otras micotoxinas. Al mismo tiempo, se ha querido averiguar cómo influyen los factores ambientales, bióticos y abióticos, en el proceso de infección fúngica y de acumulación de fumonisinas a lo largo del desarrollo fisiológico y secado del grano en campo. Por último, y de forma paralela, se ha evaluado la resistencia a la acumulación de fumonisinas de cuatro híbridos de maíz blanco tras inoculación artificial con un aislado local de F. verticillioides.[ES] Como resultado de este trabajo, podemos confirmar que F. verticillioides es la especie más abundante y la principal productora de fumonisinas en los granos de maíz cultivado en Pontevedra. Con menor frecuencia, se detectaron otras especies micotoxigénicas del género Fusarium por lo que existe un riesgo potencial de contaminación con otras micotoxinas. Las siembras tardías y las cosechas tempranas fueron menos favorables para la infección por F. verticillioides, su desarrollo y la acumulación de fumonisinas en los granos, por lo que su aplicación es recomendable para reducir la contaminación con estas micotoxinas. Se observó que la contaminación con fumonisinas estuvo especialmente influenciada por las condiciones ambientales durante la floración y durante el secado del grano. Es necesario ser cauteloso cuando las condiciones climáticas durante la floración son más secas y calurosas, y tratar de evitar, mediante recolecciones tempranas, las precipitaciones intensas antes de la cosecha y daños mayores en los granos, producidos principalmente por insectos. El uso de variedades con cierta resistencia a la polilla, al taladro y con una buena cobertura de brácteas puede ser una herramienta útil para reducir el riesgo de contaminación con fumonisinas. A lo largo del desarrollo de los granos, el aumento significativo de la concentración de fumonisinas se produjo a partir de la madurez fisiológica y durante el secado en campo. Este aumento fue favorecido por la disminución de las temperaturas y por el crecimiento fúngico, favorecido, a su vez, por el daño de polilla, e indicando que, además del estado de desarrollo del grano, las condiciones ambientales locales durante el secado en campo pueden ser decisivas en la acumulación de fumonisinas. Finalmente, se ha verificado el comportamiento estándar del aislado local de F. verticillioides y su capacidad de producir fumonisinas, y se ha confirmado, mediante inoculación artificial, la resistencia parcial del híbrido de maíz blanco EP10 x EC22 a la acumulación de fumonisinas en los granos.[GL] As especies do xénero Fusarium son os mofos atopados máis frecuentemente nos cultivos de cereais nas rexións temperadas. Moitas destas especies posúen a capacidade de producir micotoxinas, un grupo diverso de substancias tóxicas para seres humanos e animais. As fumonisinas son unha familia de micotoxinas que se atopa predominantemente no millo e os seus produtores principais son F. verticillioides e F. proliferatum. Estas micotoxinas foron clasificadas como "axente posiblemente carcinoxénico en humanos" pola Axencia Internacional para a Investigación do Cancro e delimitáronse os seus contidos máximos nos alimentos destinados ó consumo humano e animal na Unión Europea e noutros países. En Galicia, a pesar de existir un clima favorable para o desenvolvemento dos mofos, non se investigou apenas a presenza de especies micotoxixénicas ou a contaminación con micotoxinas no millo ou noutros cereais. Actualemente, non existe información concreta sobre qué factores ambientais e/ou xenotípicos determinan o nivel de infección fúnxica e o contido de fumonisinas nos grans no momento da colleita. Este coñecemento é preciso e importante á hora de valorar o risco e tomar decisións de prevención da contaminación con fumonisinas. Por esta razón, no presente traballo estudouse cales son estes factores, o peso que ten cada un deles e en que momentos ó longo do período de cultivo son críticos para a infección por F. verticillioides e a contaminación con fumonisinas dos grans de millo. Tamén se determinou a presenza doutras especies de Fusarium nos grans para valorar o risco de contaminación con outras micotoxinas. Ó mesmo tempo, quíxose saber como inflúen os factores ambientais, bióticos e abióticos, no proceso de infección fúnxica e de acumulación de fumonisinas ó longo do desenvolvemento fisiolóxico e secado do gran no campo. Por último, e de forma paralela, avaliouse a resistencia á acumulación de fumonisinas de catro híbridos de millo branco tras inoculación artificial cun illado local de F. verticillioides.[GL] Como resultado deste traballo, podemos confirmar que F. verticillioides é a especie máis abundante e a principal produtora de fumonisinas nos grans do millo cultivado en Pontevedra. Con menor frecuencia, detectáronse outras especies micotoxixénicas do xénero Fusarium polo que existe un risco potencial de contaminación con outras micotoxinas. As sementeiras tardías e as colleitas temperás foron menos favorables para a infección por F. verticillioides, o seu desenvolvemento e a acumulación de fumonisinas nos grans, polo que a súa aplicación é recomendable para reduci-la contaminación con estas micotoxinas. Observouse que a contaminación con fumonisinas estivo especialmente influenciada polas condicións ambientais durante a floración e durante o secado do gran. É preciso ser cauteloso cando as condicións climáticas durante a floración son máis secas e calidas, e tratar de evitar, mediante recoleccións temperás, as precipitacións intensas antes da colleita e danos maiores nos grans, producidos principalmente por insectos. O uso de variedades con certa resistencia ós barrenos, á traza do millo e cunha boa cobertura de brácteas pode ser unha ferramenta útil para reducir o risco de contaminación con fumonisinas. Ó longo do desenvolvemento dos grans, o aumento significativo da concentración de fumonisinas produciuse a partir da madureza fisiolóxica e durante o secado en campo. Este aumento foi favorecido pola diminución das temperaturas e polo crecemento fúnxico, favorecido, á súa vez, polo dano da traza do millo, e indicando que, ademais do estado de desenvolvemento do gran, as condicións ambientais locais durante o secado en campo poden ser decisivas na acumulación de fumonisinas. Finalmente, verificouse o comportamento estándar do illado local de F. verticillioides e a súa capacidade de producir fumonisinas, e confirmouse, mediante inoculación artificial, a resistencia parcial do híbrido de millo branco EP10 x EC22 á acumulación de fumonisinas nos grans.Me gustaría recordar que, tanto la beca con la que he podido trabajar en ciencia, como todo el trabajo de investigación realizado en la presente Tesis, han sido posibles gracias a la financiación pública. Agradezco haber tenido esta oportunidad.Peer reviewedCSIC - Misión Biológica de Galicia (MBG)Butrón Gómez, Ana MaríaSantiago Carabelos, RogelioRamos, Antonio J.Consejo Superior de Investigaciones Científicas (España)Consejo Superior de Investigaciones Científicas [https://ror.org/02gfc7t72]201820182013info:eu-repo/semantics/doctoralThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_db06http://hdl.handle.net/10261/168778reponame:DIGITAL.CSIC. Repositorio Institucional del CSICinstname:Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)EspañolSíinfo:eu-repo/semantics/openAccessoai:digital.csic.es:10261/1687782026-05-22T06:33:51Z
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