Especies toxicogénicas de Fusarium asociadas a granos de sorgo en Uruguay

Abstract

Las especies de Fusarium se encuentran entre los patógenos más comunes que afectan a cultivos agrícolas en todo el mundo. En Sorghum bicolor L. Moench, ocasionan importantes pérdidas económicas debido a que producen daños a nivel de tallo y de granos generando una disminución en el rendimiento del cultivo y menor calidad de la semilla. Además, muchas especies son capaces de producir en el grano metabolitos secundarios tóxicos (micotoxinas) por lo que generan un riesgo para la salud humana y animal. En Uruguay, se ha detectado la presencia de Fusarium spp. y sus micotoxinas en sorgo, pero la información sigue siendo muy escasa. El objetivo del trabajo fue caracterizar las especies de Fusarium presentes en granos de sorgo de Uruguay en dos zafras consecutivas. Para ello, se analizaron 167 muestras de sorgo correspondientes a las cosechas 2016 y 2017. Las especies de Fusarium aisladas se identificaron por sus características morfológicas y análisis de la secuencia del factor de elongación (EF). Las principales especies identificadas fueron F. graminearum sensu stricto (F. graminearum s.s), F. proliferatum, F. andiyazi, F. fujikuroi y F. thapsinum. A un total de 115 muestras se les realizó además la detección y cuantificación, mediante HPLC, de las toxinas deoxinivalenol (DON), nivalenol (NIV), zearalenona (ZEA) y fumonisinas (FB1 y FB2). El 95% de las muestras presentaron contaminación con al menos una toxina, siendo las principales detectadas DON y ZEA. La capacidad toxicogénica de los aislamientos de F. graminearum s.s. y F. proliferatum, se determinó inoculando cada cepa en bolsas con arroz e incubando a 25°C durante 28 días. El 92% de los aislamientos de F. graminearum s.s fueron capaces de producir ZEA, el 88% DON y el 6% NIV. El 76% y el 64% de los aislamientos de F. proliferatum fueron capaces de producir FB1 y FB2, respectivamente. En base a estos resultados, se evaluó mediante qRT-PCR la expresión de los genes TRI5, TRI6 y TRI10 de F. graminearum s.s. implicados en la biosíntesis de DON y NIV, y de los genes PKS4, PKS13 involucrados en la síntesis de ZEA, en medio de cultivo líquido en presencia y ausencia de sorgo. Se observaron diferencias en la expresión de todos los genes evaluados a diferentes tiempos en presencia de sorgo comparado con el control. Las cepas fueron caracterizadas además en base a sus requerimientos ecofisiológicos, para ello se seleccionaron 3 cepas de F. graminearum s.s. y 3 de F. proliferatum y se evaluó el efecto de la temperatura y la actividad hídrica (aw) sobre la velocidad de crecimiento micelial y la producción de micotoxinas. Se observó que tanto la aw como la temperatura afectaron el crecimiento y la producción de toxinas de F. graminearum s.s y de F. proliferatum. Las cepas fueron capaces de crecer en todas las condiciones ambientales ensayadas, pero presentaron una menor velocidad de crecimiento a 15 °C. El efecto de la temperatura, la aw y sus interacciones sobre la producción de micotoxinas fue muy variable y dependió de cada micotoxina en particular, si bien en términos generales la aw fue el factor más influyente. Este es el primer trabajo que estudia las especies de Fusarium y las micotoxinas asociadas a cultivos de sorgo en Uruguay. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos y el riesgo existente de contaminación con micotoxinas, resulta necesario continuar con el monitoreo de las especies fúngicas toxicogénicas y establecer reglamentaciones para micotoxinas en sorgo. A su vez, resulta importante desarrollar estrategias de manejo a campo que minimicen la infección fúngica y la contaminación con micotoxinas en los cultivos de sorgo para mejorar la inocuidad de los alimentos.