ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДСТАВНИКІВ РОДУ FUSARIUM, ЩО ВИКЛИКАЮТЬ ЗАХВОРЮВАННЯ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР
DOI:
https://doi.org/10.18524/2307-4663.2023.3(59).293001Ключові слова:
Fusarium, мікотоксини, біологічні методи контролю, захворювання зерновихАнотація
Охарактеризовано біологічні особливості, патогенез, методи виявлення, ідентифікації та контролю грибів роду Fusarium, що здатні викликати захворювання у рослин різних видів, зокрема ячменю та пшениці. Наведено інформацію про основні мікотоксини, що синтезують фузарії, а також способи зниження їх концентрації в ураженому зерні. Наголошено на необхідності розробки та впровадження біотехнологічних методів контролю збудників фузаріозу.
Посилання
Parfenyk AI, Beznosko IV. The intensity of sporulation in fitopathogenical fungus varieties and hy-brids of sweet pepper. Visnyk Kharkivskoho natsionalnoho ahrarnoho universytetu. 2012;3(27):104–108. http://nbuv.gov.ua/UJRN/Vkhnau_biol_2012_3_14 [in Ukraine].
Furtat IM, Ostapiuk NA, Antonyuk MZ. Biological features and ecology of the representatives of the Fusarium genus, pathogens of cereals. Naukovi zapysky NaUKMA. Pryrodnychi nauky. 2017;197:2–18. http://nbuv.gov.ua/UJRN/NaUKMApr_2017_197_3 [in Ukraine].
Alisaac E, Mahlein A-K. Fusarium Head Blight on Wheat: Biology, Modern Detection and Diagno-sis and Integrated Disease Management. Toxins. 2023;15(3):1–23. https://doi.org/10.3390/toxins15030192
Antonissen G, Martel A, Pasmans F, Ducatelle R. The impact of Fusarium mycotoxins on human and animal host susceptibility to infectious diseases. Toxins. 2014;6(2):430–452. https://doi.org/10.3390/toxins6020430
Baard V, Bakare OO, Daniel AI, Nkomo M. Biocontrol Potential of Bacillus subtilis and Bacillus tequilensis against Four Fusarium Species. Pathogens. 2023;12(2):254–267. https://doi.org/10.3390/pathogens12020254
Bani M, Pérez-de-Luque A, Rubiales D, Rispail N. Physical and Chemical Barriers in Root Tissues Contribute to Quantitative Resistance to Fusarium oxysporum f. sp. pisi in Pea. Front Plant Sci. 2018;9:199–215. https://doi.org/10.3389/fpls.2018.00199
Baumgardt M, Grudzinska-Sterno M, Djurle A. Mycotoxin producing Fusarium species in oats dur-ing the growing season. Cereal Research Communications. 2008;36:473–475.
Beev G, Denev S, Pavlov D. Occurrence and distribution of Fusarium species in wheat grain. Agri-cultural science and technology. 2011;3(2):165–168.
Bhagat N, Magotra S, Gupta R, Sharma S. Invasion and Colonization of Pathogenic Fusarium ox-ysporum R1 in Crocus sativus L. during Corm Rot Disease Progression. J Fungi. 2022;8(12):1–23. https://doi.org/10.3390/jof8121246
Booth C. The genus Fusarium. Wallingford, UK. C.A.B. International. 1971:237.
Brizuela AM, Lalak-Kańczugowska J, Koczyk G, Stepien Ł. Geographical Origin Does Not Modu-late Pathogenicity or Response to Climatic Variables of Fusarium oxysporum Associated with Vascular Wilt on Asparagus. J Fungi. 2021;7(12):1–14. https://doi.org/10.3390/jof7121056
Brown DW, Butchko RA, Busman M, Proctor RH. Identification of gene clusters associated with fusaric acid, fusarin, and perithecial pigment production in Fusarium verticillioides. Fungal Genet Biol. 2012;49(7):521–532. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2012.05.010
Bucheli TD, Wettstein FE, Hartmann N, Erbs M. Fusarium mycotoxins: overlooked aquatic mi-cropollutants? Agric Food Chem. 2008;56(3):1029–1034. https://doi.org/10.1021/jf073082k
Burel C, Tanguy C, Guerre P. Effect of low dose of fumonisins on pig health: Immune status, intes-tinal microbiota and sensitivity to Salmonella. Toxins. 2013;5(4):841–864. https://doi.org/10.3390/toxins5040841
Burgess LW, Summerell BA. Taxonomy of Fusarium: Fusarium armeniacum stat & comb. Nov. Mycotaxon. 2000;75:347–348.
Cha S-D, Jeon Y-J, Ahn G-R, Han JI. Characterization of Fusarium oxysporum Isolated from Pap-rika in Korea. Mycobiology. 2007;35(2):91–96. https://doi.org/10.4489/MYCO.2007.35.2.091
Chandra Nayaka S, Niranjana SR, Uday Shankar AC, Niranjan Raj S. Seed biopriming with novel strain of Trichoderma harzianum for the control of toxigenic Fusarium verticillioides and fumonisins in maize. Arch Phytopathol and Plant Protect. 2010;43:264–282. https://doi.org/10.1080/03235400701803879
Chilaka CA, De Boevre M, Atanda OO, Saeger SD. The status of Fusarium mycotoxins in Sub-Saharan Africa: a review of emerging trends and post-harvest mitigation strategies towards food control. Toxins. 2017;9(1):19–55. https://doi.org/10.3390/toxins9010019
Corallo AB, del Palacio A, Oliver M, Tiscornia S. Fusarium species and mycotoxins associated with sorghum grains in Uruguay. Toxins. 2023;15(8):1–12. https://doi.org/10.3390/toxins15080484
Desjardins AE, Proctor RH. Molecular biology of Fusarium mycotoxins. Int J Food Microbiol. 2007;119(1–2):47–50. https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2007.07.024
Dill-Macky R, Jones RK. The effect of previous crop residues and tillage on Fusarium head blight of wheat. Plant Disease. 2000;84(1):71–76. https://doi.org/10.1094/PDIS.2000.84.1.71
Dong D, Li M, Zhang T, Niu Z. Antagonistic Activity of Streptomyces alfalfae 11F against Fusari-um Wilt of Watermelon and Transcriptome Analysis Provides Insights into the Synthesis of Phenazine-1-Carboxamide. Plants. 2023;12(22):3796–3811. https://doi.org/10.3390/plants12223796
Dong Y, Xia X, Ahmad D, Wang Y. Investigating the Resistance Mechanism of Wheat Varieties to Fusarium Head Blight Using Comparative Metabolomics. Int J Mol Sci. 2023;24(4):3214–3233. https://doi.org/10.3390/ijms24043214
Geiser M, Schürch S, Gehr P. Influence of surface chemistry and topography of particles on their immersion into the lung’s surface-lining layer. J Appl Physiol. 2003;94(5):1793–1801. https://doi.org/10.1152/japplphysiol.00514.2002
Górna K, Pawłowicz I, Waśkiewicz A, Stępień Ł. Fusarium proliferatum Strains Change Fumonisin Biosynthesis and Accumulation When Exposed to Host Plant Extracts. Fungal Biol. 2016;120(6–7):884–893. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2016.04.004
Gräfenhan T, Schroers H-J, Nirenberg HI, Seifert KA. An overview of the taxonomy, phylogeny, and typification of nectriaceous fungi in Cosmospora, Acremonium, Fusarium, Stilbella, and Volutella. Studies in Mycology. 2011; 68:79–113. https://doi.org/10.3114/sim.2011.68.04
Hallen HE, Huebner M, Shiu S-H, Güldener U. Gene development in Fusarium graminearum, with particular emphasis on ion transport proteins // Fungal Genet Biol. 2007;44(11):1146–1156. https://doi.org/10.1016/j.fgb.2007.04.007
Harish J, Jambhulkar PP, Bajpai R, Arya M. Morphological characterization, pathogenicity screen-ing, and molecular identification of Fusarium spp. isolates causing post-flowering stalk rot in maize. Front Microbiol. 2023;14:1–16. https://doi.org/10.3389/fmicb.2023.1121781
Harris LJ, Balcerzak M, Johnston A, Schneiderman D. Host-preferential Fusarium graminearum gene expression during infection of wheat, barley, and maize fungal. Fungal Biol. 2016;120(1):111–123. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2015.10.010
Imathiu SI, Edwards SG, Ray RV, Back MA. Fusarium langsethiae – a HT-2 and T-2 Toxins Pro-ducer that Needs More Attention. J. Phytopathol. 2013;161:1–10. https://doi.org/10.1111/jph.12036
Jestoi M. Emerging fusarium-mycotoxins fusaproliferin, beauvericin, enniatins, and moniliformin. Crit Rev Food Sci Nutr. 2008;48(1):21–49. https://doi.org/10.1080/10408390601062021
Kikot GE, Hours RA, Alconada TM. Contribution of Cell Wall Degrading Enzymes to Pathogenesis of Fusarium graminearum: a Review. Basic Microbiol. 2009;49(3):231–241. https://doi.org/10.1002/jobm.200800231
Kurian SM, Lichius A, Read ND. Ca2+ Signalling Differentially Regulates Germ-Tube Formation and Cell Fusion in Fusarium oxysporum. J Fungi. 2022;8(1):1–15. https://doi.org/10.3390/jof8010090
Kurt B, Farnleitner A, Mach RL. Novel Methods for the Quantification of Pathogenic Fungi in Crop Plants: Quantitative PCR and ELISA Accurately Determine Fusarium Biomass. Plant Patholo-gy. InTech. 2012:203–218. https://doi.org/10.5772/30240
Lin C, Feng X-I, Liu Y, Li Z-C. Bioinformatic Analysis of Secondary Metabolite Biosynthetic Poten-tial in Pathogenic Fusarium. Journal JoF. 2023;9(8):1–33. https://doi.org/10.3390/jof9080850
Ma L-J, Geiser DM, Proctor RH, Rooney AP. Fusarium pathogenomics. Annu Rev Microbiol. 2013;67:399–416. https://doi.org/10.1146/annurev-micro-092412-155650
Manikandan K, Shanmugam V, Kavi Sidharthan V, Saha P. Characterization of field isolates of Fusarium spp. from eggplant in India for species complexity and virulence. Microb Pathog. 2023;67(1):399–416. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2023.106472
Mutambuki K, Likhayo P. Efficacy of different hermetic bag storage technologies against insect pests and aflatoxin incidence in stored maize grain. J Bull Entomol Res. 2021;111(4):499 – 510. https://doi.org/10.1017/S0007485321000213
Nelson PE. History of Fusarium systematics. Phytopathology. 1991;81(9):1045–1048.
Nirenberg HI, O’Donnell K. New Fusarium species and combinations within the Gibberella fujikuroi species complex. Mycologia. 1998;90(3):434–458. https://doi.org/10.2307/3761403
Omar I, O’Neill TM, Rossall S. Biological control of Fusarium crown and root rot of tomato with antagonistic bacteria and integrated control when combined within the fungicide carbendazim. Plant Pathol. 2005;55(1):92–99. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.2005.01315.x
Omotayo OP, Babalola OO. Fusarium verticillioides of maize plant: Potentials of propitious phy-tomicrobiome as biocontrol agents. Front Fungal Biol. 2003;4:1–12. https://doi.org/10.3389/ffunb.2023.1095765
Owens RC, Ambrose PG. Antimicrobial safety: focus on fluoroquinolones. Clin Infect Dis. 2005;2:144–157. https://doi.org/10.1086/428055
Parry DW, Jenkinson P, McLeod L. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals – a review. Plant Pathol. 1995;44(2):207–238. https://doi.org/10.1111/j.1365-3059.1995.tb02773.x
Pekkarinen A, Mannonen L, Jones BL, Niku-Paavola ML. Production of Proteases by Fusarium Species Grown on Barley Grains and in Media Containing Cereal Proteins. J. Cereal Sci. 2000;31(3):253–261. https://doi.org/10.1006/jcrs.2000.0305
Perincherry L, Urbaniak M, Pawłowicz I, Kotowska K. Dynamics of Fusarium Mycotoxins and Lyt-ic Enzymes during Pea Plants’ Infection. Int J Mol Sci. 2021;22(18):9888–9908. https://doi.org/10.3390/ijms22189888
Pettitt T, Xu X, Parry D. Association of Fusarium species in the wheat stem rot complex. Eur J Plant Pathol. 2003;109(7):769–774. https://doi.org/10.1023/A:1026042711064
Pongpisutta R, Keawmanee P, Sanguansub S, Dokchan P. Comprehensive Investigation of Die-Back Disease Caused by Fusarium in Durian. Plants. 2023;12(17):1–19. https://doi.org/10.3390/plants12173045
Ruiz-Herrera J, Ortiz-Castellanos L. Analysis of the phylogenetic relationships and evolution of the cell walls from yeasts and fungi. FEMS Yeast Res. 2010;10(3):225–243. https://doi.org/10.1111/j.1567-1364.2009.00589.x
Shen C-M, Hu Y-C, Sun H-Y, Li W. Distribution of trichothecene chemotypes of the Fusarium graminearum species complex in major winter wheat production areas of China. Plant Dis. 2012;96(8):1172–1178. https://doi.org/10.1094/PDIS-11-11-0974-RE
Stępień Ł. Plant-Pathogenic Fusarium species. J Fungi. 2023;9(1):1–3. https://doi.org/10.3390/jof9010013
Summerell BA, Sallen B, Leslie JF. Utilitarian Approach to Fusarium Identification. Plant Dis. 2023;87(2):117–128. https://doi.org/10.1094/PDIS.2003.87.2.117
Svoboda T, Parich A, Güldener U, Schöfbeck D. Biochemical Characterization of the Fusarium graminearum Candidate ACC-Deaminases and Virulence Testing of Knockout Mutant Strains. Front Plant Sci. 2019;10:1–17. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.01072
The Fusarium Laboratory Manual. Ed. JF Leslie, BA Summerell. Blackwell Publishing Hoboken. 2006:368. https://doi.org/10.1002/9780470278376
Trang MT, Ameye M, Landschoot S, Devlieghere F. Molecular Insights into Defense Responses of Vietnamese Maize Varieties to Fusarium verticillioides Isolates. J Fungi. 2021;7(9):1– 13. https://doi.org/10.3390/jof7090724
Upadhyay PK, Dey A, Singh VK, Dwivedi BS. Conjoint application of nano-urea with convention-al fertilizers: An energy efficient and environmentally robust approach for sustainable crop pro-duction. PLoS ONE. 2023;18(7):1–21. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0284009
Waśkiewicz A, Stepień Ł, Wilman K, Kachlicki P. Diversity of pea-associated F. proliferatum and F. verticillioides populations revealed by FUM1 sequence analysis and fumonisin biosynthesis. Toxins. 2013;5(3):488–503. https://doi.org/10.3390/toxins5030488
Williams SB, Murdock LL, Baributsa D. Storage of Maize in Purdue Improved Crop Storage (PICS) Bags. PLoS ONE. 2017;12(1):1–12. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0168624
Witaszak N, Lalak-Kańczugowska J, Waśkiewicz A, Stępień Ł. The Impacts of Asparagus Extract Fractions on Growth and Fumonisins Biosynthesis in Fusarium Proliferatum. Toxins. 2020;12(2):95–109. https://doi.org/10.3390/toxins12020095
Xu EY, Bi X, Holland MJ, Gottschling DE, Broach JR. Mutations in the nucleosome core enhance transcriptional silencing. Mol Cell Biol. 2005;25(5):1846–1859. https://doi.org/10.1128/MCB.25.5.1846-1859.2005
Yates IE, Widstrom NW, Bacon CW, Glenn A. Field performance of maize grown from Fusarium verticillioides – inoculated seed. Mycopathologia. 2005;159(1):65–73. https://doi.org/10.1007/s11046-004-8402-9
Yazar S, Omurtag GZ. Fumonisins, Trichothecenes and Zearalenone in Cereals. Int J Mol Sci. 2008;9(11):2062–2090. https://doi.org/10.3390/ijms9112062
Zhang X-X, Sun H-Y, Shen C-M, Li W. Survey of Fusarium spp. causing wheat crown rot in major winter wheat growing regions of China. Plant Dis. 2015;99(11):1610–1615. https://doi.org/10.1094/PDIS-04-14-0422-RE
Zinedine A, Soriano JM, Molto JC, Mañes J. Review on the toxicity, occurrence, metabolism, detox-ification, regulations and intake of zearalenone: an oestrogenic mycotoxin. Food Chem Toxicol. 2007;45(1):1–18. https://doi.org/10.1016/j.fct.2006.07.030
https://agrosfera.ua/ua/articles/Kovarnyy%20fuzarioz%20kolosa
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 О. В. Андрющенко, І. В. Страшнова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Автор передає журналу (університету) на безоплатній основі невиключні права на використання статті (на весь строк дії авторського права починаючи з моменту публікації, розміщення статті на веб-сторінці журналу, в репозитарії відкритого доступу) без одержання прибутку; на відтворення статті чи її частин в електронній формі (включаючи цифрову); виготовлення ії електронних копій для постійного архівного зберігання; виготовлення електронних копій статті для некомерційного розповсюдження; внесення статті до бази даних репозитарію; надання електронних копій статті в доступі мережі інтернет.
Автор гарантує, що у статті не використовувалися статті або авторські права, які належать третім особам; гарантує, що на момент розміщення статті на веб-сторінці, в репозитарії ОНУ лише йому належать виключні майнові права на статтю, що розміщується; майнові права на статтю ні повністю, ні в частині нікому не передано (не відчуджено), майнові права на статтю ні повністю, ні в частині не є предметом застави, судового спору або претензій з боку третіх осіб.
Автор зберігає за собою право використовувати самостійно чи передавати права на використання статті третім особам.
Автор надає журналу право на використання статті такими способами:
переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати її за погодженням з автором; перекладати статтю у випадку, коли стаття викладена мовою іншою, ніж мова, якою передбачена публікація у виданні. Якщо журнал виявить бажання використовувати статтю іншими способами: перекладати, розміщувати повністю або частково у мережі інтернет, публікувати статтю в інших, в тому числі іноземних виданнях, включати статтю як складову частину до інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, умови оформлюються додатковою угодою.
Автор підтверджує, що він є автором (співавтором) цієї статті; авторські права на дану статтю не передані іншому видавцю; дана стаття не була раніше опублікована у будь-якому іншому виданні до публікації її журналом.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
