Mykotoksyny – groźne metabolity grzybów

Podczas uprawy roślin, niebezpieczeństwo skażenia mykotoksynami ziarna zbóż i nasion rzepaku występuje pod koniec wegetacji – w okresie wykształcania kłosów, kolb i łuszczyn, dojrzewania wytworzonych nasion, ale także ich składowania i przechowywania.

Mykotoksyny to trujące substancje wytwarzane jako metabolity wtórne przez niektóre grzyby w zasiedlonych częściach roślin, w czasie wegetacji i magazynowania (np. w skażonych nasionach, pokarmach lub paszach), mogące wywoływać choroby o różnym nasileniu, a nawet być przyczyną śmierci spożywających te substancje ludzi i zwierząt. Zachorowania spowodowane oddziaływaniem mykotoksyn określane są jako mykotoksykozy. Niebezpieczeństwo wystąpienia mykotoksykozy może nastąpić nie tylko w wyniku zjedzenia skażonego surowca, ale także niektóre toksyny mogą przedostać się do mleka i jego produktów, mogą także występować w kurzu (np. przy przechowywaniu
skażonego mykotoksynami ziarna).

Mykotoksyny to z reguły niskocząsteczkowe substancje, w stosunku do których organizm nie może wytworzyć żadnych przeciwciał. Zawartość mykotoksyn w ziarnie zbóż jest szkodliwa dla zdrowia ludzi i zwierząt gdy przekracza określone limity. Przekroczenie zawartości mykotoksyn np. w ziarnie powoduje całkowite obniżenie wartości handlowej takiego produktu.

Producenci mykotoksyn

Grzyby z rodzaju Fusarium mogą porażać kłosy pszenicy, jęczmienia, żyta, pszenżyta, owsa i kolby kukurydzy, co może prowadzić do kumulacji mykotoksyn w ziarnie jeszcze przed jego zbiorem. W uprawie zbóż groźną chorobą powodowaną najczęściej w warunkach klimatycznych Polski przez różne gatunki rodzaju Fusarium, m.in. takie jak:
F. culmorum, F. avenaceum, F. sporotrichoides i F. poae jest fuzarioza kłosów. Zakres temperatury, w której grzyby te mogą się rozwijać jest bardzo szeroki i wynosi od 0°C do 30°C. Gdy z powodu niesprzyjających warunków nie będzie się rozwijał jeden z kilku obecnych grzybów, to będą one sprzyjać innemu gatunkowi. Choroby powodowane przez grzyby rodzaju Fusarium występują zwłaszcza w latach cieplejszych, o obfitych opadach i wysokiej wilgotności względnej powietrza. Obecność grzybów z rodzaju Fusarium poza stratami ilościowymi plonu, takimi jak: zmniejszenie masy tysiąca ziaren, obniżenie liczby ziaren z kłosa oraz masy ziaren ma związek również z powstawaniem strat jakościowych. Do najważniejszych należą: skażenie toksycznymi metabolitami, zmniejszenie zawartości skrobi w ziarnie oraz pogorszenie wartości wypiekowej mąki uzyskanej z przemiału porażonego ziarna.

Grzyby rodzaju Fusarium powodują wiele chorób w uprawie zbóż. Patogeny te są sprawcami: zgorzeli siewek, fuzaryjnej zgorzeli podstawy źdźbła i korzeni, fuzariozy liści oraz fuzariozy kłosów, którą zwalczamy wykonując zabieg opryskiwania na kłos.
Dlatego ważna jest odpowiednia ochrona kłosa, aby choroby powodowane przez Fusarium spp. nie występowały i w ten sposób unika się zanieczyszczenia ziarna mykotoksynami. W celu podjęcia decyzji o odpowiednim terminie zabiegu, można przeprowadzić test kopertowy prof. Marka Korbasa. Zebrane kłosy zbóż umieszcza się w „kopercie”, w uprzednio zwilżonej gazecie i wkłada się do worka foliowego. Po upływie 2–3 dni sprawdza się, czy papier jest wilgotny, a po 3–4 dniach obserwujemy, czy na kłosach nie pojawiły się: biała, watowata grzybnia, grzybnia z różowym odcieniem, buraczkowe zabarwienie na plewach lub pomarańczowe „grudki” (sporodochia grzyba). Jeśli nie, to test możemy powtórzyć, a jeśli zmiany wystąpiły, wówczas zalecany jest zabieg przeciwko fuzariozie kłosów.

Gatunki Fusarium rozprzestrzeniają się na wiele sposobów. Jednym z nich jest przenoszenie wraz z ziarnem. Dużą rolę odgrywają zarodniki konidialne (makrokonidia), które wraz z deszczem z resztek pożniwnych lub obumarłych roślin przenoszą się na wyższe części zbóż. Grzyby te mogą tworzyć perytecja, z których po deszczu wydostają się askospory i z wiatrem są przenoszone na sąsiednie plantacje. Częstemu występowaniu w latach ciepłych i wilgotnych fuzariozy kłosów sprzyja, w dużym stopniu, duża koncentracja zbóż na znacznym obszarze i ułatwia to kontakt sprawców fuzarioz, w tym fuzariozy kłosów z innymi żywicielami (pszenica, jęczmień, kukurydza itp.). Rośliny te łatwo są porażane, ponieważ wykazują dużą wrażliwość na omówione gatunki grzybów, których w środowisku rolniczym jest bardzo wiele.

Kukurydza

Grzyby rodzaju Fusarium w uprawie kukurydzy występują powszechnie. Jednym z powodów takiej sytuacji jest uprawa tego gatunku w monokulturze lub często na tym samym stanowisku. Gatunki tego rodzaju powodują zgorzele siewek w czasie wschodów, w późniejszym okresie – fuzaryjną zgniliznę łodyg, a następnie – fuzariozę kolb. W procesie chorobowym bierze udział kilka gatunków, np.: Fusarium graminearum, F. culmorum, F. moniliforme czy F. proliferatum. Grzyby te zasiedlając kolbę kukurydzy z wytworzonym ziarnem, przerastają ziarniaki i często tworzą w ziarnie mykotoksyny,
które nazywane są fumonizynami. Do porażenia kolb dochodzi w trakcie wegetacji lub pod koniec wegetacji. Kolby porażone przez Fusarium pod koniec wegetacji zwisają, na osadkach kolby widoczna jest biała, różowa lub kremowofioletowa grzybnia. Po zdjęciu osłonek z kolby widoczne są pojedyncze lub liczne ziarniaki zasiedlone przez grzybnię (fot. 1). Są one mniejsze, pomarszczone, cechuje je charakterystyczny zapach grzybów.

W takich ziarniakach grzyby rozwijają się nadal, nawet gdy trafią do magazynu zbożowego (fot. 2).

Podwyższona wilgotność sprzyja rozwojowi grzybów, w efekcie – zwiększa się ilość mykotoksyn. Porażone ziarno kukurydzy może zawierać nawet dziesięciokrotnie wyższe ilości mykotoksyn aniżeli ziarno pszenicy.

Mykotoksyny fuzaryjne…

…to przede wszystkim związki z grup trichotecenów, fumonizyn oraz moniliformina i zearalenon. Trichoteceny obejmują około 150 związków o zbliżonej budowie cząsteczkowej, a wśród nich najważniejsze mykotoksyny to toksyna T-2, HT-2, deoksyniwalenol, niwalenol i fuzarenon. Deoksyniwalenol należy w Europie Środkowej do najczęściej występujących mykotoksyn w zbożach.

U zwierząt związki te mogą powodować: zanikanie łaknienia, syndrom wymiotny, choroby skóry oraz poronienia. U ludzi mogą wykazywać działanie kancerogenne (mutageneza), uszkadzać nerki, wątrobę, włosowate naczynia krwionośne oraz być przyczyną bezpłodności. Dlatego jeżeli jest to możliwe należy dołożyć wszelkich starań, aby nie dopuścić do występowania grzybów, które mogą wytwarzać mykotoksyny.

Autor: prof. dr hab. Marek Korbas, dr. Joanna Horoszkiewicz-Janka