eISSN: 2221-6197 DOI: 10.31301/2221-6197

New approach to ecologically safe control the level of mycotoxins in plant growing production

Year: 2012

Pages: 68-75

Number: Volume 2, issue 2

Type: scientific article

Summary:

Various ways to reduce level of mycotoxins in plant growing production and feeds, based on an analysis of available in the scientific literature data, are reviewed. Data, that the use of some fungicides increases the frequency of occurrence in the grain of new harvest toxigenic species of Fusarium, and dioxins as byproducts of the synthesis of pesticides can increase the toxicity of aflatoxin in vitro, are given. One of the modern approaches to reduce mycotoxins in plant growing production through the creation of genetically modified plants with enzyme systems capable of destroying these ecotoxicants is considered.  The usage of antagonistic endophytic bacterial strains capable of degradation of mycotoxins as a new approach, that combines both the possibility of a reduction of mycotoxins contamination of agricultural products, and protects plants from fungi that produce these toxins, is proposed.

Keywords:

mycotoxins, plant growing production, feeds, control, endophytic bacteria

References:

  1. Богомолов В.В., Головня У.Я., Пругло В.В. Токсикозы птиц: микотоксины «бесшумные убийцы» и «невидимые воры» // БИО. №9. С. 4-6.
  2. Инструкция по применению Моноспорина для профилактики и лечения дисбактериозов и повышения естественной резистентности организма животных и птиц, ООО «Биотехагро», г. Краснодар // http://biotechagro.ru/instructions/monosporin.php
  3. Пробиотическая добавка к корму Бацелл // http://biotechagro.ru/products/bacell.php
  4. Кутлубердина Д.Р., Хайруллин Р.М. Испытание эндофитного штамма Bacillus subtilis 11РН против фузариоза колоса яровой пшеницы // Теоретическая и прикладная экология 2010. №2. С. 58-64.
  5. Монастырский О.А., Алябьева Н.Н. Способность сортов пшеницы, тритикале и ячменя накапливать в зерне фузариотоксины // Защита и карантин растений. 2007. № 10. С.19–21.
  6. Недорезков В. Д. Биологическое обоснование применения эндофитных бактерий в защите пшеницы от болезней на Южном Урале // Автореф. дис... д-ра с.-х. наук.. - СПб.-Пушкин: Всерос. НИИ защиты растений, 2003. - 41 с.
  7. Сергеев В.Р., Шуровенков О.Ю., Попов Ю.В. Протравливание семян зерновых культур. Рекомендации Всерос. НИИ защиты растений МСХП РФ // Защита и карантин растений. 1999. №2.- С.1-12.
  8. Токарев С.В., Кононенко Г.П., Соболева Н.А., Буркин А.А.. Токсинообразование у популяций F. poae, поражающих зерно хлебных злаков в уральском и западно-сибирском регионах // Сельскохозяйственная биология. 2009. №1. C.89-92.
  9. Тремасов М.Я., Сметов П.К. Спонтанные смешанные микотоксикозы животных. – Ветеринария. 1995. №3. 20-23.
  10. Хайруллин Р.М., Кузнецова Т.Н. Средство для повышения всхожести семян злаковых растений в почвах, загрязненных тяжелыми металлами // Патент РФ №2354690. Опубликовано: 10.05.2009. Бюл. № 13.
  11. Хайруллин Р.М., Недорезков В.Д., Менликиев М.Я., Максимов И.В. Штамм бактерий Bacillus subtilis M1, обладающий фунгистатической и фунгицидной активностью по отношению к возбудителям болезней растений // Патент РФ №2307158. Опубликовано: 27.09.2007. Бюл. №27.
  12. Хайруллин Р.М., Туктаров В.Р., Кузнецова Т.Н., Мишуковская Г.С., Уразбахтина Н.А.Средство для стимуляции физиологических функций у пчел и защиты их от инфекционных заболеваний // Патент РФ №2380406. Опубликовано: 27.01.2010. Бюл. №3.
  13. Katz R., Singer B. Can an attribution assessment be made for Yellow Rain? // Politics and the Life Sciences. 2007. V.26. P.24-42.
  14. Audenaert K., Callewaert E., Höfte M., De Saeger S., Haesaert G. Hydrogen peroxide induced by the fungicide prothioconazole triggers deoxynivalenol (DON) production by Fusarium graminearum // BMC Microbiology. 2010. V.10. P.1-10.
  15. Beeton S., Bull A.T. Biotransformation and detoxification of T-2 toxin by soil and freshwater bacteria // Appl. Environ. Microbiol. 1989. V.55. P.190-197.
  16. Brase S., Encinas А. Keck J., Nising C. Chemistry and biology of mycotoxins and related fungal metabolites // Chem. Rev. 2009. V.109. P.3903-3990.
  17. Chen C., Bauske E.M., Musson G., Rodriguezkabana R., Kloepper J.W. Biological control of Fusarium wilt on cotton by use of endophytic bacteria // Biological Control. 1995. V.5. P.83-91.
  18. Cho K.J., Kang J. S., Cho W.T., Lee C.H., Ha J.K., Kyung Bin Song. In vitro degradation of zearalenone by Bacillus subtilis // Biotechnol. Lett. 2010. V.32. P.1921-1924.
  19. D'Mello J., Macdonald A.M.C., Postel D., Dijksma W.T.P. Pesticide use and mycotoxin production in Fusarium and Aspergillus phytopathogens // Eur. J. Plant Pathology. 1998. 104. P.741-751.
  20. D'Mello J.P.F., McDonald A.M.C. Mycotoxins // Animal Feed Science and Technology. 1997. V.69. P.155-166.
  21. Faifer G.C., Velazco V.V., Godoy H.M. Adjustment of the conditions required for complete decontamination of T-2 toxin residues with alkaline sodium hypochlorite // Bull. Environ. Contam. Toxicol. 1994. V. 52. P.102-108.
  22. Fodor J., Meyer, K., Gottschalk, C., Mamet, R., Kametler, L., Bauer, J. M In vitro microbial metabolism of fumonisin B1 // Food Additives and Contaminants. 2007. V.24. P.416-420.
  23. Galvano F., Piva A., Ritieni A., Galvano G. Dietary strategies to counteract the effects of mycotoxins: a review // J. Food Prot. 2001. V.64. P.120–131.
  24. Galvano F., Ritieni А., De Lorenzo A., Piva A., Pietria A. Mycotoxins in the human food chain. In: Mycotoxins Blue Book. Edited by D. Diaz. Publisher: Nottingham University Press, Nottingham, 2005. Pp. 187-224.

25.   Henry M.H., Wyatt R.D. A Review of fumonisin production by Fusarium moniliforme and fumonisin toxicosis in animals // J. Appl. Poult. Res. 1993. V.2. P.188-192.

  1. Igawa T., Takahashi-Ando N., Ochiai N. Reduced contamination by the Fusarium mycotoxin zearalenone in maize kernels through genetic modification with a detoxification gene // Appl. Environ. Microbiol. 2007. V.73. P.1622–1629.
  2. Kostelanska M., Hajslova J., Zachariasova M., Malachova A. Occurrence of deoxynivalenol and its major conjugate, deoxynivalenol-3-glucoside, in beer and some brewing intermediates // J. Agric. Food Chem. 2009. V.57. P.3187-3194.
  3. Loiveke H., Laitamm H., Sarand R.-J. Fusarium fungi as potential toxicants on cereals and grain feed grown in Estonia during 1973-2001 // Agronomy Research. 2003. V.1. 185-196.
  4. Madhyastha M.S., Marquardt R.R., Abramson D. Structure-activity relationships and interactions among trichothecene mycotoxins as assessed by yeast bioassay // Toxicon. 1994. V.32. P.1147-1152.
  5. Mankeviciene A., Butkute B., Dabkevicius Z., Suproniene S. Mycotoxin contamination of Lithuanian grown cereal grains and factors determining it // Ekologija. 2006. N3. P.21–27.
  6. Maragos C.M. Zearalenon occurrence and human exposure // World Mycotoxin J. 2010. V.3. P.369-383.
  7. Megharaj M., Garthwaite I., Thiele J.H. Total biodegradation of the oestrogenic mycotoxin zearalenone by a bacterial culture // Lett. Appl. Microbiol. 1997. V.24. P.329-333.
  8. Muir R., Dandekar A., McGranahan G., Vail P., Leslie C., Uratsu S., Tebbets S. genetic engineering and breeding of walnuts for control of aflatoxin // Walnut Res. ucdavis. edu/2003/2003_407.pdf.
  9. Poppenberger B., Berthiller F., Lucyshyn D., Sieberer T., Schuhmacher R., Krska R., Kuchler K., Glössl J., Luschnig C., Adam G. Detoxification of the Fusarium mycotoxin deoxynivalenol by a UDP-glucosyltransferase from Arabidopsis thaliana // J. Biol. Chem. 2003. V.278. P.47905-47914.
  10. Rached E., Pfeiffer E., Dekant W., Mally A. Ochratoxin A: Apoptosis and aberrant exit from mitosis due to perturbation of microtubule dynamics? // Toxicological sciences. 2006. V.92. P.78-86.
  11. Review of mycotoxin-detoxifying agents used as feed additives: mode of action, efficacy and feed/food safety / Scientific report submitted to EFSA. www.efsa.europa.eu
  12. Santin E. Mould growth and mycotoxin production. In: Mycotoxins Blue Book. Edited by D. Diaz. Publisher: Nottingham University Press, Nottingham, 2005. P. 225-234.
  13. Shima J. Novel detoxification of the trichothecene mycotoxin deoxynivalenol by a soil bacterium isolated by enrichment culture // Appl. Environ. Microbiol. – 1997. - V.63. - P. 3825–3830.
  14. Shlosberg A.A Severe reduction in a flock of hens associated with trichothecene mycotoxins in the feed // Vet. Hum. Toxicol. 1984. V.26. P.384-386.
  15. Sweeney M.J., Dobson A.D.W. Mycotoxin production by Aspergillus, Fusarium and Penicillium species // Int. J. Food Microbiol. 1998. V.43. P.141–158.
  16. Vanderborght I.T. Where next with mycotoxin control? // Mycotoxins. 2009. V.2. 41-48.
  17. Voss K.A., Snook M.E. Stability of the mycotoxin deoxynivalenol (DON) during the production of flour-based foods and wheat flake cereal // Food Additives & Contaminants. 2010. V.27. P.1694-1700.
  18. Walsh A.A., Hsieh D.P., Rice R.H. Aflatoxin toxicity in cultured human epidermal cells: stimulation by 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin // Carcinogenesis. 1992. V.13. P.2029-2033.
  19. Wild1 C.P., Turner P.C. The toxicology of aflatoxins as a basis for public health decisions // Mutagenesis. 2002. V.17. P.471-481.
  20. Young J.C., Zhou T., Yu H., Zhu H., Gong J. Degradation of trichothecene mycotoxins by chicken intestinal microbes // Food Chem. Toxicol. 2007. V.45. P.136-143.
  21. Yu H., Zhou T., Gong J.,Young C., Su1 X., X-Z Li, Zhu H., Tsao R, Yang R. Isolation of deoxynivalenol-transforming bacteria from the chicken intestines using the approach of PCR-DGGE guided microbial selection // BMC Microbiology. V.10. P.182-185.

 

Download pdf
up
eISSN: 2221-6197 DOI: 10.31301/2221-6197