Токсигенные грибы на зерновых культурах в России

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Токсигенные грибы – патогенные микроорганизмы, продуцирующие микотоксины и вызывающие микозы и микотоксикозы. По данным ФАО, 25% мирового производства зерна загрязнено микотоксинами. В развивающихся странах до 36% всех заболеваний напрямую или косвенно связаны с грибными микотоксинами. В обзоре рассматривается ситуация с зараженностью зерновых культур в различных регионах России токсигенными грибами родов Claviceps, Fusarium, Alternaria, Aspergillus, Penicillium и накоплением микотоксинов, опасных для человека и животных. Грибы рода Claviceps широко распространены на зерновых культурах, особенно вредоносны на ржи. Они содержат токсичные алкалоиды нервнопаралитического действия. Токсины, продуцируемые Fusarium, вредны для здоровья человека и животных. Различные виды рода Fusarium могут продуцировать широкий спектр микотоксинов. Грибы рода Alternaria широко распространены на сельскохозяйственных культурах. Заболевания, вызываемые Alternaria, поражают, как правило, зерно всех злаковых культур. Основная опасность заражения зерна видами рода Alternaria заключается в наличии в сельскохозяйственной продукции вторичных метаболитов, токсичных для растений, животных и человека. Грибы рода Aspergillus поражают зерно пшеницы, ячменя, кукурузы и других культур. Виды рода Aspergillus продуцируют токсины, вредные для человека и животных. Они обладают канцерогенными, мутагенными, тератогенными и иммунодепрессивными свойствами. Грибы рода Penicillium в основном вызывают плесневение семян, снижающую их всхожесть и часто вызывающую их гибель. Однако грибы рода Penicillium продуцируют и большое количество микотоксинов. Они обладают нефротоксическими, канцерогенными и мутагенными свойствами. Развитие заболеваний и продукция грибами микотоксинов зависят от климатических условий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. М. Левитин

Президиум Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: mark_levitin@mail.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Alkuwari A., Ul Hassan Z., Zeidan R. et al. Occurrence of mycotoxins and toxigenic fungi in cereals and application of yeast volatiles for their biological control. Toxins. 2022. V. 4 (6). P. 404. https://doi.org/10.3390/toxins14060404
  2. Afonyushkin V.N., Leonov C.B., Gorodov B.C. et al. Mycotoxicoses: significance, diagnosis, control. Arch. Veterinary Sci. 2005. V. 6 (53). P. 27–34. (In Russ.).
  3. Chandler E.A., Simpson D.R., Thomsett M.A. et al. Development of PCR assays to Tri7 and Tril3 trichothecene biosynthetic cenes, and characterization of chemotypes of Fusarium. Physiol. Molec. Plant Pathol. 2003. V. 62 (6) P. 355–367. https://doi.org/10.1016/S0885-5765(03)00092-4
  4. Dzhavakhia V.G., Statsyuk N.V., Shcherbakova L.A. et al. Aflatoxins: inhibition of biosynthesis, prevention of contamination and decontamination of agricultural products: a monograph. Moscow, 2017. (In Russ.).
  5. Fulgueira C.L., Borghi A.L. Toxigenic fungi: ecology and prevention of their mycotoxin production (a review). Bol. Micol. 2000. V. 16. P. 1–15.
  6. Gagkaeva T., Levitin M. Composition of Fusarium graminearum Schwabe populations collected from different regions of Russia. Cereal Res. Communications. 1997. V. 25. P. 591–593.
  7. Gagkaeva T. Yu., Yli- Mattila T. Emergence of Fusarium verticillioides in Finland. Eur. J. Plant Pathol. 2020. V. 158 (4) P. 1051–1057. https://doi.org/10.1007/s10658-020-02118-2
  8. Gannibal F.B. Toxigenicity and pathogenicity of fungi of the genus Alternaria for cereals. In: Laboratories of Mycology and Phytopathology named after A.A. Yachevsky VIZR. History and modernity. Ed. A.P. Dmitriev. SPb., 2007. pp. 82–93. (In Russ).
  9. Gannibal F.B. Alternaria spp. in seeds of grain crops in Russia. Mikologiya i fitopatologiya. 2008. V. 42 (4) P. 359. (In Russ.).
  10. Gavrilova O.P., Gagkaeva T. Yu. Fusarium on grain in the north of Non- Black Earth Region and Kaliningrad Region in 2007–2008. Plant Protection and Quarantine. 2010. V. 2. P. 23. (In Russ.).
  11. Gavrilova O.P., Gagkaeva T. Yu., Orina A.S. et al. Diversity of Fusarium species and their mycotoxins in cereal crops from the Asian territory of Russia. Doklady Biological Sciences. 2023. V. 508. P. 9–19. https://doi.org/10.1134/S0012496622700156
  12. Jennings P., Coates M.E., Walsh K. et al. Determination of deoxynivalenol- and nivalenol- producing chemotypes of Fusarium graminearum isolates from wheat crops in England and Wales. Plant Pathol. 2004. V. 53 (5). P. 643–652. https://doi.org/10.1111/j.0032-0862.2004.01061.x
  13. Kononenko G.P., Malinovskaya L.S., Soboleva N.A. et al. Distribution and production of toxins of fungi from infected sereals causing fusariosis on cereal grain in Moscov Region. Mikologiya i fitopatologiya. 1999. V. 33. P. 118–124. (In Russ.).
  14. Kononenko G.P., Burkin, A.A. Fusariotoxins in cereals grain: regional peculiarity. In: Success in Medical Mycology. 2003.V.1. P. 41–144. (In Russ.).
  15. Kononenko G., Burkin A.A., Zotova Ye.V. Mycotoxilogical monitoring. Pt 2. Wheat, barley, oat and maize grain. Veterinary Science Today. 2020. V. 1. P. 60–65. (In Russ.). https://doi.org/10.29326/2304-196X-2020-1-32-60-65
  16. Kononenko G.P., Pyryazeva E.A., Burkin A.A. Intensity toxin formation by Penicillium roqueforti, P. brevicompactum, and P. chrysogenum on grain substratum. Mikologiya i fitopatologiya. 2021. V. 55. P. 285–290. (In Russ.). https://doi.org/10.31857/S0026364821040073
  17. Kononenko G.P., Zotova E.V., Burkin A.A. Advances in mycotoxicological research of forage grain crops. Agricultural Biology. 2021. V. 56 (5). P. 958–967. (In Russ.). https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.5.958eng
  18. Levitin M. Toxigenic fungi and mycotoxins in cereals grain and food in Russia. In: A. Logrieco, A. Visconti (eds). An overview on toxigenic fungi and mycotoxins in Europe. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht etc., 2004. P. 195–199.
  19. Levitin M.M., Dzhavakhia V.G. Toxigenic fungi and problems of foodsecurity (review). Achievements of Science and Technology of Agro- Industrial Complex. 2020. V. 34. N12. P. 5–11. (In Russ.). https://doi.org/10.24411/0235-2451-2020-11201
  20. Levitin M.M., Ivaschenko V.G., Shipilova N.P. et al. Fusarium head blight of cereals and problems of breeding for resistance. Plant Sci. 1994. V. 31. P. 158–160.
  21. Logrieco A., Bottalico A., Mule G. et al. Epidemiology of toxigenic fungi and their associated mycotoxins for some Mediterranean crops. Europ. J. Plant Pathol. 2003. V. 109. P. 645–667. https://doi.org/10.1023/A:1026033021542
  22. Logrieco A., Visconti A. (eds). Аn overview оn toxigenic fungi and mycotoxins in Europe. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht etc., 2004.
  23. Magan N., Medina A., Aldred D. Possible climate- change effects on mycotoxin contamination of food crops pre- and postharvest. Plant Pathol. 2011. V. 60 P. 150–163. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2010. 02412.x
  24. Medina A., Rodriguez A., Magan N. Effect of climate change on Aspergillus flavus and aflatoxin B1 production. Front. Microbiol. 2014. V. 5. P. 348. https://doi.org/10.3389/fmicb.2014.00348
  25. Miedaner T., Cumagun C.J.R., Chakraborty S. Population genetics of three important heat blight pathogens Fusarium graminearum, F. pseudograminearum and F. culmorum. J. Phytopathol. 2008. V. 156(3). P. 129–139. https://doi.org/10.1111/j.1439-0434.2007.01394.x
  26. Monastyrsky O.A. The effect of pest affection of cereal stored grain on aspergillus infection. Agro XXI. 2014. V. 7. P. 15– 16. (In Russ.).
  27. Orina A.S., Gavrilova O.P., Gagkaeva T. Yu. et al. Contamination of grain in West Siberia by Alternaria fungi and their mycotoxins. Vestnik Zashchity Rasteniy. 2021. N3. P. 153–162. (In Russ.). https://doi.org/10.31993/2308-6459-2021-104-3-15019
  28. Orina A., Gavrilova O.P., Gogina N.N. et al. Natural occurrence of Alternaria fungi and associated mycotoxins in small- grain cereals from the Urals and West Siberia regions of Russia. Toxins. 2021. V. 13. P. 681. https://doi.org/10.3390/toxins13100681
  29. Parikka P., Hakala K., Tiilikkala K. Expected shifts in Fusarium species’ composition on cereal grain in Northern Europe due to climatic change. Food Additives and Contaminants. 2012. P. 1–13. http://dx.doi.org/10.1080/19440049.2012.680613
  30. Perrone G., Ferrara M., Medina A. et al. Toxigenic fungi and mycotoxins in a climate change scenario: ecology, genomics, distribution, prediction and prevention of the risk. Microorganisms. 2020. V. 8. P. 1496. https://doi.org/10.3390/microorganisms8101496
  31. Piryazeva E.A. Sanitary- mycological characteristics of fodder grain from Ural and West Siberia regions of Russia. Cand. Biol. Thesis. Moscow, 2001. (In Russ.).
  32. Pitt J.I. Toxigenic fungi and mycotoxins. Br. Med. Bull. 2000. V. 56. P. 184–192. https://doi.org/10.1258/0007142001902888
  33. Pfliegler W.P., Pócsi I., Gyo Z. et al. The Aspergillus and their mycotoxins: metabolic interactions with plants and the soil biota. Front. Microbiol. 2020. P. 2921. https://doi.org/10.3389/fmicb.2019.02921
  34. Sarkisov A.H. Mycotoxicoses (Fungal poisonings). Selkhozgiz, Moscow, 1954 (in Russ.).
  35. Sarkisov A.H. Selected works. Mycology. Mycotoxicoses. Dermatomycoses. Moscow, 2000 (in Russ.).
  36. Shchekleina L.M., Sheshegova T.K. Harmfulness of ergot on new cultivars of winter rye in Kirov Region. Vestnik Mariyskogo gosudarstvennogo universiteta. 2018. V. 4. P. 83– 90 (in Russ.).
  37. Soldatenko N.A., Kovalenko A.V., Drobin Ju.D. et al. Factors contributing to the infection of grain crops with toxin- forming micromycetes. Veterinariya i kormlenie. 2020. V. 7. P. 56–58. (In Russ.).
  38. Sugiura J.R., Barr D.B., Barr J.W. et al. Physiological characteristics and mycotoxins of human clinical isolates of Fusarium species. Mycol. Res. 1999. V. 103. P. 1462–1468.
  39. Tutelyan V. Medical- biological requirements to quality and safety of grain products and bread-loaf goods. Khlebopechenie Rossii. 1995. V. 2. P. 17–19. (In Russ.).
  40. Waalwijk C., Kastelein P., De Vries Ker Z. et al. Major changes in Fusarium spp. in wheat in the Netherlands. Europ. J. Plant Pathol. 2003. V. 109. P. 743–754.
  41. Yli- Mattila T., Gagkaeva T. Molecular chemotyping of Fusarium graminearum, F. culmorum, and F. cerealis isolates from Finland and Russia. In: Y. Gherbawy, K. Voigt (eds). Molecular identification of Fungi. Springer, Berlin Heidelberg, 2010. P. 59–177.
  42. Афонюшкин В.Н., Леонов С.Б., Городов B.C. и др. (Afonyushkin et al.) Микотоксикозы: значение, диагностика, меры борьбы // Арх. ветеринарии. 2005. Т. 6. № 53. С. 27–34.
  43. Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. (Gavrilova, Gagkaeva) Фузариоз зерна на севере Нечерноземья и Калининградской области в 2007–2008 гг. // Защита и карантин растений. 2010. Т. 2. С. 23–25.
  44. Ганнибал Ф.Б. (Gannibal) Alternaria spp. в семенах зерновых культур России // Микология и фитопатология. 2008. Т. 42. № 4. С. 359.
  45. Ганнибал Ф.Б. (Gannibal) Токсигенность и патогенность грибов рода Alternaria для злаковых культур // Лаборатория микологии и фитопатологии им. А.А. Ячевского ВИЗР. История и современность. Под ред. А.П. Дмитриева. СПб. 2007. СПб., 2007. С. 82–93.
  46. Джавахия В.Г., Стацюк Н.В., Щербакова Л.А. и др. (Dzha-vakhia et al.) Афлатоксины: ингибирование биосинтеза, профилактика загрязнения и деконтаминация агропродукции: монография. М., 2017. 159 с.
  47. Кононенко Г., Буркин А.А., Зотова Е.В. (Kononenko et al.) Микотоксилогический мониторинг. Ч. 2. Зерно пшеницы, ячменя, овса и кукурузы // Ветеринария сегодня. 2020. Т. 1. С. 60–65.
  48. Кононенко Г.П., Буркин А.А. (Kononenko, Burkin) Фузариотоксины в зерне хлебных злаков: региональные особенности // Успехи медицинской микологии. 2003. Т. 1. С. 41–144.
  49. Кононенко Г.П., Зотова Е.В., Буркин А.А. (Kononenko et al.) Опыт микотоксикологического обследования зернофуражных культур. // Сельскохозяйственная биология. 2021. Т. 56. № 5. С. 958–967. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2021.5.958rus
  50. Кононенко Г.П., Малиновская Л.С., Соболева Н.А. и др. (Kononenko et al.) Распространенность и токсинообразующие свой ства грибов рода Fusarium, поражающих зерно хлебных злаков в Московской области // Микология и фитопатология. 1999. Т. 33. С. 118–124.
  51. Кононенко Г.П., Пирязева Е.А., Буркин А.А. (Kononenko et al.) Интенсивность токсинообразования Penicillium roqueforti, P. brevicompactum и P. chrysogenum на зерновом субстрате // Микология и фитопатология. 2021. Т. 55. С. 285–290.
  52. Левитин М.М., Джавахия В.Г. (Levitin, Dzhavakhia) Токсигенные грибы и проблемы продовольственной безопасности (обзор) // Достижения науки и техники АПК. 2020. Т. 34. № 12. С. 5–11.
  53. Монастырский О.А. (Monastyrsky) Влияние поражения вредителями зерна хлебных запасов на аспергиллезную инфекцию // Агро XXI. 2014. Т. 7. С. 15–16.
  54. Орина А.С., Гаврилова О.П., Гагкаева Т.Ю. и др. (Orina et al.) Контаминация зерна в Западной Сибири грибами Alternaria и их микотоксинами // Вестник защиты растений. 2021. № 3. С. 153–162.
  55. Пирязева Е.А. (Piryazeva) Санитарно- микологическая характеристика фуражного зерна Уральского и Западно- Сибирского регионов России. Дисс. … канд. биол. наук. М., 2001. 20 c.
  56. Саркисов А.Х. (Sarkisov) Избранные труды. Микология. Микотоксикозы. Дерматомикозы. М., 2000. 400 c.
  57. Саркисов А.Х. (Sarkisov) Микотоксикозы. М.: Сельхозгиз, 1954. 216 c.
  58. Солдатенко Н.А., Коваленко А.В., Дробин Ю.Д. и др. (Soldatenko et al.) Факторы, способствующие заражению зерновых культур токсинообразующими микромицетами // Ветеринария и кормление. 2020. Т. 7. С. 56–58.
  59. Тутельян В. (Tutelyan) Медико- биологические требования к качеству и безопасности зернопродуктов и хлебобулочных изделий // Хлебопечение России. 1995. Т. 2. С. 17–19.
  60. Щеклеина Л.М., Шешегова Т.К. (Shchekleina, Sheshegova) Вредоносность спорыньи на новых сортах озимой ржи в Кировской области // Вестник Марийского государственного университета. 2018. Т. 4. C. 83–90.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024