Fusarium graminearum es un patógeno de cereales de importancia en la región productora de trigo de Sudamérica. En rotaciones agrícolas también fue aislado de cultivos de leguminosas. Este hongo prevalece en regiones templadas y es de importancia por ser productor de micotoxinas que contaminan alimentos y causan intoxicación en las personas y animales. Los métodos para detectar micotoxinas con kits específicos, son más rápidos y accesibles que los de cromatografía. En este trabajo se evaluó la presencia de micotoxinas en harinas derivadas de cariopsis de trigo y semillas de soja expuestos a la infección de F. graminearum en diferentes ambientes (semicontrolados y natural a campo). Se utilizaron 26 muestras de harinas derivadas de cariopsis y semillas. La detección de micotoxinas DON y Zea se realizó por kit de ELISA. En interacciones con trigo se observaron concentraciones no admisibles para el consumo de ambas micotoxinas, mientras que en soja se detectaron valores no admisibles para Zea. La contaminación con Zea fue predominante en las muestras de harinas de trigo y soja evaluadas, constituyendo un resultado innovador respecto lo publicado hasta el momento sobre la producción de micotoxinas de F. graminearum en Argentina.
Palabras clave: Fusarium gramineraum, harinas trigo y soja, ELISA, deoxinivalenol, zearalenona,
El complejo fúngico Fusarium Link:Fr. ha sido considerado históricamente un patógeno de cereales por ser el agente causal del Tizón de plántulas y la Fusariosis de la espiga en trigo (FET) (Blandino et al., 2012; A. Champeil et al., 2004) y la pudrición de la base de la caña y espiga de maíz (Mc Mullen et al., 2012). En Sur América, los agentes frecuentemente aislados son F. graminearum Schwabe y F. culmorum (W.G. Sm.) (Programa CIMMYT, 2004), mientras que en la zona central de Argentina, la especie predominante es F. graminearum (Malbrán et al., 2012). F. graminearum se ha aislado también de raíces, tallos, frutos y semillas de otros cultivos de la Familia Fabaceae, tales como soja, lentejas, habas y arvejas (Pioli et al., 2000; 1997). En 2004, se reportó la primera asociación patogénica entre F. graminearum y soja (Pioli et al., 2004). En este contexto, la amplia gama de hospedantes de Fusarium, el suelo como fuente de inóculo, los residuos de cultivos predecesores infectados y la falta de estrategias efectivas de control han incrementado la incidencia de infecciones por este patógeno en el área agroecológica núcleo (Kriss et al., 2010; Uboldi et al., 2010).
Asimismo, desde la década de 1990 se ha incrementado el interés por la salud y seguridad de los alimentos. En este contexto, el principal riesgo alimentario consiste en la acumulación de metabolitos secundarios de origen fúngico (micotoxinas) en los granos infectados, transmitidos a la molienda y productos derivados (van Egmond et al., 2007), debido a que su consumo resulta tóxico para los seres humanos y animales (Gilchrist et al., 1995). Las micotoxinas son metabolitos secundarios que se generan durante el proceso de infección fúngica y pueden causar intoxicación al consumir alimentos contaminados. El género Fusarium produce toxinas de la familia de los tricotecenos (toxina T-2 y deoxinivalenol –DON-, entre otras), zearalenona (Zea) y fumonicina (Richard, 2007; Presello et al., 2006). Luego de la cosecha, la contaminación toxicogénica suele persistir y hasta incrementar debido a su estabilidad química y térmica (Quillen, 2002). Esto derivó en que la Comisión Europea proponga un umbral de tolerancia de micotoxinas en harinas y derivados (Commission of the European Communities, 2006). Por esta razón, la detección y control de estos metabolitos fúngicos son de vital importancia para el consumo interno y el excedente exportable (López et al., 2006).
Los métodos de detección de micotoxinas actualmente más utilizados se basan en cromatografía líquida de alta resolución (CLAR), en placa delgada de sílice (CPD), o espectrometría de masas en tándem (Capriotti et al., 2010). No obstante, estas técnicas requieren de un equipamiento costoso y personal capacitado. Por ello, el uso de los kits de detección por ELISA (de sus siglas en inglés, ensayo por inmuno-absorción ligado a enzimas) surgió como alternativa simple, económica y altamente específica; teniendo la ventaja adicional de ser portables. Actualmente es la técnica más utilizada en los análisis de rutina para determinar la contaminación de maíz con DON y Zea producidos por F. graminearum (Huang et al., 2014) y la detección de aflatoxinas de Aspergillus niger en alimentos y subproductos (Pei et al., 2009; Turner et al., 2009).
Conclusiones
• Los cultivares de trigo seleccionados por su susceptibilidad a la Fusariosis causada por F. graminearum, resultaron sensibles a ambas micotoxinas DON y Zea, mientas el cultivar susceptible de soja sólo fue sensible a Zea.
• Al comparar el comportamiento toxicogénico in vitro e in vivo de cada aislamiento se pudo observar que el CE111/04 (obtenido en Santa Fe, Álvarez, Arveja, 2004) en interacciones in vivo amplió su perfil toxicogénico produciendo ambos DON y Zea con valores de rechazo por el riesgo de toxicidad alimentaria. El aislamiento CE112/05 (Santa Fe, Clarke, Soja, 2005) mantuvo su perfil toxicogénico, tanto in vitro como in vivo, superando los umbrales admitidos para Zea. Y el FB39 (Santa Fe, Álvarez, Haba, 2004) produjo una micotoxina distinta según el sustrato, siendo DON sobre granos de arroz (in vitro) o Zea en interacciones (in vivo).
• F. graminearum en interacciones con Triticum aestivum produjo ambas micotoxinas DON (> 0,75 ppm) y Zea (> 100 ppb) en concentraciones no admisibles por su toxicidad para el consumo humano y animal; mientras que al interactuar con Glycine max sólo produjeron valores no admisibles de Zea (> 100 ppb).
• En condiciones de campo, las harinas derivadas de los cultivares susceptibles de trigo y de soja mostraron valores de Zea superiores al umbral de tolerancia a partir de infecciones naturales de F. graminearum favorecidas por ambientes conductivos para el desarrollo de la enfermedad y la producción y transmisión de sus toxinas.
• En el presente estudio, ELISA fue una herramienta biotecnológica efectiva para detectar la contaminación de las harinas de trigo y soja con las micotoxinas de F. graminearum evaluadas.
Agradecimientos A la Fundación FAc. Ciencias Agrarias 2009; Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación Pcia. Santa Fe 2011-2012, y Programa Estratégico Alimentario (MinCyT), PEA 2011.
Autores:
- Alejandra Peruzzo. Becaria CONICET. Cátedra de Fitopatología, Cátedra de Botánica Criptogámica, Lab. Biodiversidad Vegetal y Microbiana (BioVyM-FRE). IICAR. Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Rosario. Parque exp. Villarino CC N° 14, (S2125ZAA) Zavalla, Santa Fe, Argentina. peruzzo@iicar-conicet.gob.ar
- Rossana N. Pioli. Investigador Asociado CIC.UNR (CIUNR). Investigador Director. Profesor Asociado A/C de Cátedras de Fitopatología y Botánica Criptogámica, Lab. Biodiversidad Vegetal y Microbiana (BioVyM-FRE). IICAR. Facultad de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional de Rosario. Parque exp. Villarino CC N° 14, (S2125ZAA) Zavalla, Santa Fe, Argentina. pioli@iicar-conicet.gob.ar (*autor de correspondencia)
