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1 Prevención y reducción de toxinas de Fusarium en cereales con ácidos fenólicos naturales Ferruz E, Bervis N, Giménez I, Lorán S, Herrera M, Carramiñana JJ, Juan T, Herrera A, Ariño A Universidad de Zaragoza CITA

2 Hongos Fusarium Fitopatógenos comunes: Trigo: fusariosis de espiga (FHB) Maíz: pudrición de mazorca (FER) Producción de micotoxinas: DON, T2 y HT2, ZEA, FUM Estrategias de control pre-cosecha Buenas Prácticas Agrícolas Fungicidas, biocontrol Variedades resistentes

3 Factores relevantes Infección e invasión: Desde floración a cosecha A través de espigas y granos A través de las sedas, hojas y granos Factores de riesgo: Clima Fecha de cosecha Prácticas agronómicas Plagas (insectos) Variedad

4 Factores relevantes Infección e invasión: Desde floración a cosecha A través de espigas y granos A través de las sedas, hojas y granos Factores de riesgo: Clima Fecha de cosecha Prácticas agronómicas Plagas (insectos) Variedad

5 Ácidos fenólicos Componentes de los cereales: Derivados del ácido hidroxicinámico Formas libres y ligadas (pared celular) Concentraciones varían con genotipo, etapa fenológica, clima, estrés Papel en la resistencia: Contra plagas de insectos (taladro) Contra enfermedades por hongos (estudios in vitro)

6 Principales ácidos fenólicos

7 Objetivos Evaluar in vitro el efecto de los ácidos fenólicos libres sobre el crecimiento y la producción de micotoxinas de Fusarium Muestreo en campo de diversas variedades de trigo en las fases de floración y cosecha, para correlacionar el contenido de ácidos fenólicos libres y de micotoxinas de Fusarium

8

9 Crecimiento in vitro: M & M Soluciones stock de ácidos fenólicos en etanol:agua (50:50) Agar Corn meal suplementado desde 0 (control) hasta 10 mm (9 niveles de [ ]) Inoculación central con cepas tipo (margen colonia 7-días en PDA) Incubación a 25ºC durante 7 días, en oscuridad, con control de a W y ph

10 Crecimiento in vitro: M & M Soluciones stock de ácidos fenólicos en etanol:agua (50:50) Agar Corn meal suplementado desde 0 (control) hasta 10 mm (9 niveles de [ ]) mm x PM = mg/litro mm p-cumárico Cafeico Ferúlico Clorogénico 1 0,16 0,18 0,19 0, ,64 1,80 1,94 3,54 gramos/litro

11 Crecimiento in vitro: M & M Soluciones stock de ácidos fenólicos en etanol:agua (50:50) Agar Corn meal suplementado desde 0 (control) hasta 10 mm (9 niveles de [ ]) Inoculación central con cepas tipo (margen colonia 7-días en PDA) Fusarium graminearum Gibberella zeae Fusarium verticilioides Fusarium proliferatum Fusarium sporotrichioides Fusarium langsethiae

12 Micotoxinas in vitro: M & M Placas de Petri una capa de granos de maíz, estériles, rehidratados (a W =0.990) Espray con ácidos fenólicos hasta 10 mm (más grupo control), inoculación con conidias (suspensión a partir de tubos PDA de las cepas de Fusarium) Incubación a 25ºC durante 28 días, en oscuridad, con control de a W yph

13 Micotoxinas in vitro: M & M Placas de Petri crecidas se autoclavan durante 1 minuto Desecación en estufa y molido Determinación de micotoxinas por IC de flujo lateral y HPLC

14 Crecimiento in vitro: Resultados Las placas se examinaron cada día y los diámetros de las colonias se midieron (mm) en dos ejes perpendiculares El efecto dependió del tipo de ácido y de la dosis Valores de r desde 0.82 hasta 0.96 (p<0.05)

15 Crecimiento in vitro: Resultados Gibberella zeae, el más sensible, F. sporotrichioides, el más resistente Ferúlico y p-cumárico los más eficaces (100% inhibición a 7 mm 0,13%) Fusarium verticillioides

16 Micotoxinas in vitro: Resultados Toxina p-cumárico cafeico ferúlico Fumonisinas F. verticillioides Muchas combinaciones no significativas % de reducción/aumento (control = 100%) clorogé -nico 69* Deoxinivalenol G. zeae T2 y HT2 F. sporotrichioides Zearalenona G. zeae Zearalenona F. graminearum * 84* * 48* -- 79* 62* * * Significativo al 95% (p<0.05); valores medios de 3 réplicas

17 Micotoxinas in vitro: Resultados Muchas combinaciones no significativas % de reducción/aumento (control = 100%) Toxina p-cumárico cafeico ferúlico Fumonisinas F. verticillioides clorogé -nico 69* Deoxinivalenol G. zeae T2 y HT2 F. sporotrichioides Zearalenona G. zeae Zearalenona F. graminearum * 84* * 48* -- 79* 62* * * Significativo al 95% (p<0.05); valores medios de 3 réplicas

18

19 Concentraciones medias de ácidos fenólicos libres (mg/kg) Estudio fenológico Muestra Trigo verde Trigo maduro p-cumá -rico Cafeico Ferúlico Clorogé -nico Total 14,1 10,4 16,9 2,0 43,4 3,4 7,7 6,9 8,1 26,1 Rango 31,5-60,3 8,2-85,0 n = 17 campos (6 blando y 17 duro) x 17 variedades

20 Estudio de variedades n = 151 muestras cosecha 63 blando x 40 variedades 88 duro x 31 variedades Ácidos fenólicos: Sin diferencias globales entre cultivo ecológico vs. convencional Mayor cantidad en trigo cultivado en regadío que en secano Mayor cantidad en trigo blando que en trigo duro Diferencias debidas a la variedad y a la zona agro-climática

21 Variedades de trigo blando Trigo blando var. Marius Trigo blando var. Soissons

22 Variedades de trigo duro Trigo duro var. Claudio Trigo duro var. Vitrón

23 Ácidos fenólicos libres y micotoxinas Se encontró correlación negativa estadísticamente significativa entre la [ácido ferúlico] en trigo verde y la [deoxinivalenol] en cosecha (r = -0,579, p < 0,01). La correlación entre ácidos fenólicos totales vs. DON fue r = -0,415 (p= 0,097). Las correlaciones con T2 y HT2 no fueron significativas (r = +0,035, p > 0,05)

24 Conclusiones Los ácidos fenólicos libres pueden reducir in vitro el crecimiento de especies toxigénicas de Fusarium, pero los efectos sobre la producción de micotoxinas son menos evidentes Los ensayos de campo con variedades de trigo para correlacionar las tasas de ácidos fenólicos con la resistencia a Fusarium toxigénicos, muestran resultados significativos para DON y falta de relación para T2 y HT2

25 Gracias por su atención

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