Influencia de las variedades de trigo y la aplicación de fungicidas en la producción de tricotecenos en cepas de Fusarium graminearum aisladas de trigo cultivado en Argentina

Abstract

Fusarium graminearum (Schwabe) [teleomorfo Gibberella zeae (Schwein)] es considerado el principal agente causal de la Fusariosis de la espiga de trigo (FET) en Argentina. Se trata de una enfermedad floral, pues el proceso de infección comienza en las anteras, caracterizándose por su fuerte dependencia de factores meteorológicos y por manifestarse esporádicamente. La FET reduce el rendimiento en grano y también afecta su calidad, por la acumulación de micotoxinas de la familia de los tricotecenos, especialmente las del tipo B que incluye al deoxinivalenol (DON), sus acetil derivados como el 3-acetildeoxinivalenol (3-ADON) y el 15- acetildeoxinivalenol (15-ADON), nivalenol (NIV), y fusarenona X. Los objetivos de esta tesis fueron en primer lugar, caracterizar morfológicamente las cepas de F. graminearum utilizadas para inocular distintas variedades de trigo y determinar el perfil de tricotecenos del grupo B producido por las mismas. En segundo lugar, analizar el efecto de las variedades de trigo y de un fungicida aplicado en dos momentos pos-inoculación, sobre la producción de los tricotecenos en los granos a cosecha. Para analizar la capacidad toxicogénica de las cepas y las toxinas acumuladas en los granos de trigo, se realizó una extracción, purificación y luego detección por cromatografía gaseosa (CG) con detector de captura de electrones y los resultados se confirmaron por cromatografía gaseosa acoplada a un espectrómetro de masa (CG-MS). Un total de ocho variedades de trigo con distinto comportamiento respecto a la FET fueron sembradas a campo en jaulas con malla protectora y humidificador (EEA INTA M. Juárez, campaña 2014). En antesis, todas las variedades se inocularon artificialmente y se trataron con un fungicida triazol aplicado en dos tiempos: un tratamiento fue la aplicación inmediata después de la inoculación y el otro tratamiento fue la aplicación a las 72 horas de la inoculación. Se incluyó un tratamiento testigo que no fue inoculado ni tratado con el fungicida. Se verificó que los cuatro aislamientos utilizados para la inoculación a campo correspondieron a F. graminearum. El perfil de tricotecenos tipo B producido por dichas cepas fue similar al encontrado en los granos. En todas las muestras se encontraron niveles significativos de DON y en casi todas se halló 15-ADON en baja concentración. Con menor frecuencia se encontró 3-ADON aunque con valores muy superiores a los encontrados para DON y 15-ADON. En las variedades Baguette P11 y SRM 2333 (variedades de mal comportamiento) se observó la mayor acumulación de toxinas (DON, 3-ADON y 15-ADON) diferenciándose del resto de los cultivares de buen comportamiento. En estas dos variedades de mal comportamiento, resulta indistinto el momento de aplicación del fungicida ya sea al aplicarlo inmediatamente después de la inoculación o pasadas 72 horas. Las variedades de buen comportamiento, presentaron una respuesta errática respecto al momento de aplicación del fungicida, esto puede deberse a los bajos niveles de DON producidos en las muestras. Los resultados de este trabajo permitirían ampliar la ventana de aplicación del fungicida para un efectivo control de DON por lo menos a 72 horas post inoculación en antesis. Lo cual representa una ventaja económica al productor, evitando el uso indiscriminado de agroquímicos (por aplicaciones preventivas) y a su vez contribuye a minimizar los riesgos que producen sobre la salud humana y su impacto en el medio ambiente.

Fusarium graminearum (Schwabe) [teleomorph Gibberella zeae (Schwein)] is considered the main causal agent of Fusarium head blight (FHB) on wheat in Argentina. It is a floral disease, because the infection process begins in the anthers, characterized by strong dependence on meteorological factors and sporadically manifestation. FHB reduces grain yield and also impairs its quality by the accumulation of mycotoxins such as trichothecenes, especially type B, which includes deoxynivalenol (DON), its acetyl derivatives 3-acetyldeoxynivalenol (3-ADON ) and 15- acetyldeoxynivalenol (15-ADON), nivalenol (NIV), and fusarenone X. The objectives of this thesis were to characterize morphologically the strains of F. graminearum used to inoculate different wheat varieties, to determine the profile of trichothecenes of group B produced and to analyze the effect of wheat varieties and a fungicide applied at two post-inoculation timings, on the production of trichothecenes in grains at harvest. Extraction, purification and then detection by gas chromatography (GC) with electron capture detector and finally a confirmation by gas chromatography coupled to a mass spectrometer (GC-MS) was performed to analyze toxicogenic capacity of the strains and the toxins accumulated in the wheat grains at harvest. A total of eight wheat varieties with different behaviour to FHB were planted in cages with protective mesh and humidifier (EEA INTA M. Juarez, 2014 growing season). In anthesis, all varieties were artificially inoculated and treated with a triazole fungicide applied in two timings: immediately after inoculation and at 72 hours after inoculation. A control treatment was included that was neither inoculated nor treated with the fungicide. It was verified that the four isolates used for field inoculation corresponded to F. graminearum. The profile of type B trichothecenes produced by these strains was similar to that found in the grains. In all grains samples, significant levels of DON were found and in almost all of them 15-ADON was found in low concentration. With less frequency 3-ADON was found but with values greater than those found for DON and 15-ADON. The highest accumulation of toxins (DON, 3-ADON and 15-ADON) was observed in the varieties Baguette P11 and SRM 2333 (varieties with bad behaviour), differing from the rest of the cultivars with good behaviour. In these two varieties of bad behaviour, the time of application of the fungicide is indistinct either when applied immediately after inoculation or after 72 hours. The varieties of good behaviour, presented an erratic response to the timing of application of the fungicide, this may be due to the low levels of DON produced in the grain samples. The results of this work would allow to extend the application window of the fungicide for an effective control of DON for at least 72 hours post inoculation in anthesis. This represents an economic advantage to the producer, avoiding the indiscriminate use of agrochemicals (by preventive applications) and also helps to minimize the risks that this applications cause to human health and its impact on the environment.