doi: 10.15389/agrobiology.2022.5.992rus
УДК 633.85:581.192.6:579.222:543.9
Работа выполнена в рамках договора о сотрудничестве ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса и ВНИИВСГЭ — филиал ФГБНУ ФНЦ ВИЭВ РАН от 17 марта 2021 года.
КОМПЛЕКС МИКОТОКСИНОВ В РАСТЕНИЯХ РАПСА И СУРЕПИЦЫ
В ВЕСЕННЕ-ЛЕТНИЙ ПЕРИОД
А.А. БУРКИН1, Г.П. КОНОНЕНКО1 ✉, В.Т. ВОЛОВИК2, С.Е. СЕРГЕЕВА2
Масличные культуры рапс и сурепица используются для получения семян и зеленой массы (Т.А. Егорова с соавт., 2015; А.В. Валитов с соавт., 2018; В.Т. Воловик, 2020). Как сидераты они насыщают почву калием, фосфором и азотом, а их введение в севооборот положительно влияет на урожайность зерновых. Недавно у вегетирующей посевной горчицы белой и луговых трав семейства Крестоцветные были изучены состав и содержание микотоксинов с оценкой сезонной изменчивости и органотропности (А.А. Буркин с соавт., 2019; А.А. Буркин, Г.П. Кононенко, 2022). В настоящем исследовании впервые установлено, что циклопиазоновая кислота, эргоалкалоиды, альтернариол и эмодин входят в группу основных контаминантов рапса и сурепицы до начала зацветания, а также получены сведения о расширении комплекса микотоксинов в процессе бутонизации и неоднородном распределении этих веществ по органам растений. Целью настоящей работы было микотоксикологическое обследование озимой сурепицы Brassica campestris fr. biennis, озимого и ярового рапса Brassica napus L. ssp. oleifera (Metzg.) Sinsk в весенне-летний период роста (от фазы розетки до завершения бутонизации), а также вегетативных и генеративных органов этих растений в фазы цветения и формирования стручков. Объектами исследования были вегетирующие растения с опытных участков ФНЦ ВИК им. В.Р. Вильямса. Озимые рапс и сурепицу (посев 8 сентября 2020 года) отбирали еженедельно, начиная с 23 апреля 2021 года, яровой рапс (посев 21 мая 2021 года) — с 25 июня 2021 года. Надземные части срезали на расстоянии 3-5 см от поверхности почвы, в фазы цветения и формирования плодов растения разделяли на листья, стебли, цветки и стручки. После высушивания и измельчения в лабораторной мельнице было проанализировано 349 образцов. Содержание Т-2 токсина (Т-2), дезоксиниваленола (ДОН), зеараленона (ЗЕН), фумонизинов группы В (ФУМ), эргоалкалоидов (ЭА), альтернариола (АОЛ), роридина А (РОА), афлатоксина В1 (АВ1), стеригматоцистина (СТЕ), циклопиазоновой кислоты (ЦПК), эмодина (ЭМО), охратоксина А (ОА), цитринина (ЦИТ), микофеноловой кислоты (МФК), PR-токсина (PR) определяли по унифицированной методике (ГОСТ 31653-2012. М., 2012) c помощью панели из 15 аттестованных коммерческих и исследовательских иммуноферментных тест-систем. Для экстракции размолотых образцов использовали смесь ацетонитрила и воды в объемном соотношении 84:16 при расходе 10 мл на 1 г навески. Непрямой конкурентный иммуноферментный анализ выполняли после 10-кратного разведения экстрактов фосфатно-солевым буферным раствором рН 7,4 с Tween 20. Во всей выборке образцов были обнаружены 14 микотоксинов из 15, РОА выявлен не был. У озимых культур в фазы розетка—стеблевание в части образцов были детектированы ЭА, АОЛ, ЦПК и ЭМО со значениями, находящимися у пределов определения метода, в фазу бутонизации наблюдалось возрастание накопления ЭА, АОЛ, ЦПК, а также отмечались случаи обнаружения ЭМО, АВ1, СТЕ, ОА, МФК и появление фузариотоксинов ЗЕН, ФУМ. Яровой рапс был контаминирован слабее, чем озимый. В период цветения и созревания плодов у растений отмечались общие признаки в распределении микотоксинов по органам: большее накопление в листьях в сравнении со стеблями и понижение содержания в созревающих стручках. В цветках у всех культур была выявлена частая контаминация МФК, как правило, в сочетании с ЭМО, а у озимых обнаружены микотоксины, отсутствовавшие в начальный период роста, — ЦИТ, PR, Т-2 и ДОН. В статье обсуждается возможность участия потенциально токсигенных микромицетов родов Fusarium, Alternaria, Penicillium, Aspergillus, Mucor в контаминации растений.
Ключевые слова: сурепица озимая, рапс озимый, рапс яровой, микотоксины, иммуноферментный анализ.
THE COMPLEX OF MYCOTOXINS IN OILSEED RAPE AND TURNIP RAPE DURING SPRING AND SUMMER SEASONS
A.A. Burkin1, G.P. Kononenko1 ✉, V.T. Volovik2, S.E. Sergeeva2
Oilseed rape and turnip rape crops are widely used to produce seeds and green mass (T.A. Egorova et al., 2015; A.V. Valitov et al., 2018; V.T. Volovik, 2020). The plants are also considered promising siderates that saturate the soil with potassium, phosphorus and nitrogen, and their introduction into crop rotation has a positive effect on grain yields. Recently, the composition and content of mycotoxins were studied in vegetating white mustard and meadow grasses of the Cruciferous family with an assessment of seasonal variability and organotropy (A.A. Burkin et al., 2019; A.A. Burkin, G.P. Kononenko, 2022). In this study, it was established for the first time that cyclopiazonic acid. ergot alkaloids, alternariol and emodin are included in the group of the main contaminants of oilseed rape and turnip rape before flowering, as well as data on the expansion of the composition of the mycotoxin complex during budding and the heterogeneous distribution of these substances by plant organs has been received. The aim of this work was mycotoxicological examination of winter turnip rape Brassica campestris fr. biennis and winter and spring oilseed rape Brassica napus L. ssp. oleifera (Metzg.) Sinsk in the spring-summer growth period — from the rosette phase to the completion of budding, as well as in vegetative and generative organs of plants during flowering and formation of siliques. Vegetating plants were collected from the experimental plots of the Williams Federal Research Center VIC. Winter oilseed rape and turnip rape (sown on September 8, 2020) were collected starting from April 23, 2021, spring rapeseed (sown on May 21, 2021) — from June 25, 2021 weekly. The aboveground parts of whole plants were cut at a height of 3-5 cm from the soil surface, in the phases of flowering and silique formation, the plants were divided into leaves, stems, flowers and siliques. After drying and grinding in a laboratory mill, 349 samples were analyzed. The content of T-2 toxin (T-2), deoxynivalenol (DON), zearalenone (ZEN), fumonisins of group B (FUM), ergot alkaloids (EA), alternariol (AOL), roridin A (ROA), aflatoxin B1 (AB1), sterigmatocystin (STE), cyclopiazonic acid (CPA), emodin (EMO), ochratoxin A (OA), citrinin (CIT), mycophenolic acid (MPA), PR-toxin (PR) were determined according to a unified methodology (GOST 31653-2012. Feed. Method of enzyme immunoassay of mycotoxins. M., 2012) using a panel of 15 certified commercial and research enzyme immunoassay systems. The ground samples were extracted with a mixture of acetonitrile and water, 84:16 v/v, at 10 ml per 1 g sample. Indirect competitive enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was performed after tenfold dilution of extracts with phosphate-salt buffer solution (pH 7.4) with Tween 20. In the entire sample of samples, 14 analytes out of 15 were detected (no POA was found). In winter crops in the rosette-stemming phases, EA, AOL, CPA and EMO were detected in part of the samples with the values located near the limits of the method definition, in the budding phase, an increase in the accumulation of EA, AOL, CPA was observed with cases of detection of EMO, AB1, STE, OA, MPA and the appearance of fusariotoxins ZEN, FUM. Spring oilseed rape was less contaminated than winter form. During flowering and maturation of siliques, plants showed common patterns of the distribution of mycotoxins by organs, i,e., a greater accumulation in leaves compared to stems and a decrease in the content in ripening siliques. In the flowers of all crops, frequent contamination of MPA was detected, and, as a rule, in combination with EMO, and mycotoxins were found in winter crops that were absent during the initial growth period (CIT, PR, T-2, and DON). The possibility is discussed of participation of potentially toxigenic micromycetes of the genera Fusarium, Alternaria, Penicillium, Aspergillus, Mucor in plant contamination.
Keywords: winter turnip rape, winter oilseed rape, spring oilseed rape, mycotoxins, enzyme immunoassay.
1Всероссийский НИИ ветеринарной санитарии, |
Поступила в редакцию |
