Fusarium verticillioides : avaliação da produção de fumonisinas, suscetibilidade a fungicidas e da eficácia de adsorventes inorgânico e orgânico na remoção de fumonisina B1

• Main Author: Virgínia Carla de Almeida Falcão
• Other Authors: Elisabete Yurie Sataque Ono .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. 2009
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000149897

Fusarium verticillioides é um fungo predominante em milho e principal produtor de fumonisinas, um grupo de micotoxinas que causam sérias perdas econômicas, além de riscos à saúde humana e animal. O objetivo deste estudo foi avaliar a produção de fumonisinas de 16 cepas de F. verticillioides, o efeito dos fungicidas quintozeno e Maxim-XL (fludioxonil + metalaxil-M) no crescimento micelial in vitro, assim como o efeito de fludioxonil + metalaxil-M na morfologia micelial e produção de fumonisinas em meio de cultura líquido definido. Paralelamente, a eficácia do aluminosilicato de sódio e cálcio hidratado (HSCAS), &#946;-glucana e glucomanano modificado (produto comercial) na adsorção de fumonisina B1 em milho triturado inoculado com F. verticillioides 103F foi avaliado. Todas as cepas de F. verticillioides produziram FB1 e FB2 com concentrações que variaram de 2,41 a 3996,36 µg/g e 1,18 a 1209,91 µg/g, respectivamente. As concentrações de fumonisinas totais (FB1 + FB2) variaram de 3,59 a 5119,26 µg/g. F. verticillioides 103F produziu maior concentração de fumonisinas (5119,26 ± 400,25 µg/g), entretanto esta concentração não diferiu estatisticamente daquelas produzidas pelas cepas 119B, 97K e 119BR quando comparada pelo teste de Tukey (p < 0,05). As cepas de F. verticillioides foram inoculadas em ágar batata dextrose contendo quintozeno (75, 375, 1875, 9375 &#956;g/mL) e fludioxonil + metalaxil-M (1,5 + 0,6, 7,5 + 3, 37,5 + 15, 187,5 + 75 µg/mL) para avaliar o efeito destes fungicidas no crescimento micelial in vitro. As cepas de F. verticillioides mostraram uma grande variabilidade em relação à dose do fungicida que inibe 50% do crescimento micelial (ED50). O mais elevado e o mais baixo valor de ED50 para quintozeno foi 1679,3 &#956;g/mL e 183,2 µg/mL para as cepas 119 B e 97K, respectivamente. Para o fludioxonil + metalaxil-M, as cepas 113B e 103F mostraram o mais elevado (38,4 + 15,4 µg/mL) e o mais baixo (1,4 + 0,7 µg/mL ) valor de ED50, respectivamente. O quintozeno foi ineficaz na inibição do crescimento micelial in vitro de todas as 16 cepas de F. verticillioides, considerando que os valores dos ED50 foram > 50 µg/mL. Por outro lado, fludioxonil + metalaxil-M foram eficazes na inibição do crescimento micelial in vitro das cepas de F. verticillioides 113F, 164G e 103G, mas moderadamente eficazes para as outras 13 cepas analisadas. A adição de fludioxonil + metalaxil-M na concentração recomendada pelo fabricante (25 + 10 mg/mL ingrediente ativo) ao meio de cultura líquido definido inoculado com F. verticillioides 103F causou alterações morfológicas pronunciadas às hifas após 14 dias a 25ºC, isto é, malformação, inchaço, enrugamento, formação de estruturas esféricas. Além disso, a adição do fungicida ao meio de cultura aumentou a concentração de FB1 (2,57 &#956;g/mL) quando comparada ao controle (média 0,72 &#956;g/mL). A adição de adsorventes a 0,5% no milho triturado contaminado contendo 81,9 µg/g de FB1 após 30 min de reação mostrou que a µ-glucana adsorveu 49% de FB1. A &#946;-glucana (50%) + HSCAS (50%) e HSCAS apresentaram uma capacidade de adsorção de 29% e 18,7% de FB1, respectivamente. No milho triturado contaminado contendo 1.529,23 &#956;g/g de FB1, o HSCAS adsorveu 45% de FB1 e &#946;-glucana (75%) + HSCAS (25%) adsorveu 51,7% de FB1 em 30 e 90 minutos de reação, respectivamente. Não houve adsorção de FB1 quando os adsorventes a 0,5 % foram adicionados ao milho triturado contaminado contendo 5, 10 e 20 µg/g FB1, conseqüentemente mais estudos são necessários para otimizar a capacidade de adsorção. Além disso, o fludioxonil + metalaxil-M na dose recomendada pelo fabricante causou um aumento na produção média de FB1, demostrando que o efeito dos fungicidas na produção de micotoxinas deve ser considerado, além do controle do fitopatógeno. === Fusarium verticillioides is a prevalent fungus in corn and the main fumonisin producer, a group of mycotoxins that causes serious economic losses, in addition to the human and animal health hazard. The aims of this study were to evaluate the fumonisin production of 16 F. verticillioides strains, the effect of quintozene and Maxim-XL (fludioxonyl + metalaxyl-M) fungicides on in vitro mycelial growth, as well as the effect of fludioxonyl + metalaxyl-M on mycelial morphology and fumonisin production in defined liquid culture medium. In parallel, the efficacy of hydrated sodium and calcium aluminosilicate (HSCAS), &#946;-glucan and modified glucomannan (commercial product) to adsorb fumonisin B1 from culture material (ground corn inoculated with F. verticillioides 103F) was evaluated. All F. verticillioides strains produced FB1 and FB2 with levels ranging from 2.41 to 3996.36 µg/g and from 1.18 to 1209.91 µg/g, respectively. Total fumonisin (FB1 + FB2) levels ranged from 3.59 to 5119.26 µg/g. F. verticillioides strain 103F produced the highest total fumonisin level (5119.26 ± 400.25 µg/g), but this level was not statistically different from those produced by 119B, 97K and 119BR strains when compared by the Tukey test (p < 0.05). F. verticillioides strains were inoculated on potato dextrose agar added with quintozene (75, 375, 1875, 9375 &#956;g/ml) and fludioxonil+metalaxil-M (1.5 + 0.6, 7.5 + 3, 37.5 + 15, 187.5 + 75 µg/ml) in order to evaluate the effect of these fungicides on in vitro mycelial growth. F. verticillioides strains showed a large variability concerning, the fungicide dose that inhibits 50% of mycelial growth (ED50); for quintozene, 119B and 97K strains showed the highest (1679.3 µg/ml) and the lowest (183.2 µg/ml) ED50 values, whereas for fludioxonil + metalaxil-M, 113B and 103F strains showed the highest (38.4 + 15.4 µg/ml) and the lowest (1.4 + 0.7 µg/ml) ED50 values, respectively. Quintozene was ineffective in inhibiting in vitro growth of all the 16 F. verticillioides strains, taking into account that their ED50 values were > 50 µg/ml. On the other hand, fludioxonil + metalaxil-M was effective in inhibiting in vitro growth of 113F, 164G and 103G F. verticillioides strains, but moderately effective for other 13 strains. Addition of fludioxonil + metalaxil-M at recommended commercial concentration (25 + 10 mg/ml active ingredient) into the defined liquid culture medium inoculated with F. verticillioides 103F and incubated for 14 days at 25 oC caused pronounced morphological alterations to the hyphae, i.e., malformation, swelling, wrinkling, formation of spherical structures. In addition, fungicide inclusion into the culture medium increased mean FB1 levels (2.57 µg/ml) compared to the control (mean 0.72 &#956;g/ml). Addition of adsorbents at 0.5% to the culture material containing 81.9 &#956;g/g FB1 for 30 min showed that &#946;-glucan binded 49% FB1, whereas &#946;-glucan (50%) + HSCAS (50%) and HSCAS had a binding capacity of 29% and 18.7% FB1, respectively. In culture material containing 1529.23 µg/g FB1, HSCAS binded 45% FB1 (30 min), whereas &#946;-glucan (75%) + HSCAS (25%) adsorbed 51.7% FB1 in a 90 min reaction time. There was no FB1 binding when adsorbents at 0.5% were added to the culture material containing 5, 10 and 20 &#956;g/g FB1, therefore more studies are necessary in order to optimize the adsorption capacity. Moreover, taking into account that fludioxonil + metalaxyl-M at manufacturer’s recommended dose caused an increase in mean FB1 production, the effect of fungicides on mycotoxin production in addition to the phytopathogen control should be considered.