Warm nights increase Fusarium Head Blight negative impact on barley and wheat grains

Abstract

The disease known as Fusarium Head Blight (FHB) is one of the most devastating cereal diseases, among which Fusarium graminearum and Fusarium poae have been isolated to be the main etiological agents in cereal crops such as barley and wheat. Currently, global climate change is one of the major concerns worldwide, and temperature is likely to be one of the most affected variables in the future. However, it is unknown how these changes will affect fungal diseases such as FHB. The present research aimed to study the F. graminearum/F. poae-barley/wheat pathosystem under future climatic conditions. The effects of the increase in night temperatures (3 °C) on disease variables, grain quality, and mycotoxin contamination were evaluated under field conditions over three years (2016, 2017, and 2018). For both crops, the results showed that warm nights favoured F. graminearum development over F. poae, reducing grain quality parameters and increasing the mycotoxin concentration significantly. The results obtained along the present work provide a better understanding of the F. graminearum/F. poae-barley/wheat pathosystem and the basis for potential future research related to climate change studies under field conditions directly impacting food quality and safety.

Resumen: La enfermedad conocida como Fusarium Head Blight (FHB) es una de las enfermedades más devastadoras de los cereales, entre las que se han aislado Fusarium graminearum y Fusarium poae por ser los principales agentes etiológicos en cultivos de cereales como la cebada y el trigo. Actualmente, el cambio climático global es una de las principales preocupaciones a nivel mundial, y es probable que la temperatura sea una de las variables más afectadas en el futuro. Sin embargo, se desconoce cómo afectarán estos cambios a enfermedades fúngicas como la FHB. La presente investigación tuvo como objetivo estudiar la F. graminearum/F. patosistema poae-cebada/trigo bajo condiciones climáticas futuras. Los efectos del aumento de las temperaturas nocturnas (3 °C) sobre las variables de enfermedad, calidad del grano y contaminación por micotoxinas se evaluaron en condiciones de campo durante tres años (2016, 2017 y 2018). Para ambos cultivos, los resultados mostraron que las noches cálidas favorecieron el desarrollo de F. graminearum sobre F. poae, reduciendo los parámetros de calidad del grano y aumentando significativamente la concentración de micotoxinas. Los resultados obtenidos a lo largo del presente trabajo permiten comprender mejor la relación F. graminearum/F. patosistema poae-cebada/trigo y la base para posibles investigaciones futuras relacionadas con estudios de cambio climático en condiciones de campo que impactan directamente en la calidad y seguridad de los alimentos.