doi: 10.15389/agrobiology.2024.3.550rus
УДК 636.085.19:636.086.1/.3:632.4
Работа выполнена в соответствии с Государственным заданием по теме: FGUG-2022–0008 «Научно обосновать и разработать новые методы, средства и технологии обеспечения устойчивого ветеринарно-санитарного благополучия животноводства». Регистрационный номер НИОКТР в ЦИТИС 122042700106-1.
ПРОДУЦИРОВАНИЕ ОХРАТОКСИНА А, ФУМОНИЗИНОВ И ЭМОДИНА
У ВИДА Aspergillus niger ИЗ КОРМОВОЙ ПРОДУКЦИИ
Г.П. КОНОНЕНКО ✉, Е.А. ПИРЯЗЕВА, А.А. БУРКИН, Е.В. ЗОТОВА
Микромицеты одного из самых сложных в таксономическом отношении комплекса Aspergillusniger (the A. niger “aggregate”) в последние десятилетия неизменно остаются объектом пристального внимания исследователей в связи с рисками негативных воздействий на человека и животных. Для индустриальных и коллекционных штаммов установлена способность синтезировать токсичные метаболиты с особо опасными формами действия — охратоксин А (M.L. Abarca с соавт., 1994; J. Téren с соавт., 1996; J. Varga с соавт., 2002), фумонизины группы В (J.C. Frisvad с соавт., 2007; J.M. Mogensen с соавт., 2010; M. Månsson с соавт., 2010) и эмодин (A.A. Ismaiel с соавт. 2016). Природные штаммы, продуцирующие охратоксин А и фумонизины, выявлены в продовольствии (P. Noomin с соавт., 2009; M. Storari с соавт., 2012; M. Yanai с соавт., 2013) и в кормовой продукции (A. Dalcero с соавт., 2002; F. Accensi с соавт., 2004 ). В России приоритет в изучении был отдан рискам распространения этих грибов как возбудителей микозов в среде обитания человека (А.Б. Кулько, 2012; О.Е. Марфенина с соавт., 2014). В настоящей работе для культур A. niger из отечественной кормовой зернопродукции и консервированных травяных кормов впервые установлен характер продуцирования фумонизинов (ФУМ), охратоксина А (ОА) и эмодина (ЭМО), показано влияние типа субстрата на интенсивность токсинообразования in vitro, и подтверждена принадлежность штаммов виду A. niger в составе A. niger“aggregate”. Цель работы — оценка способности культурAspergillusniger, выделенных из комбикорма, пяти видов комбикормового сырья и сена разного ботанического состава и территориального происхождения, продуцировать фумонизины группы В, охратоксин А и эмодин, а также уточнение их видовой принадлежности по совокупности морфологических, физиологических характеристик и составу метаболитов. Для 12 моноконидиальных культур токсинообразование оценивали на сахарозном агаре с дрожжевым экстрактом (YES), агаре Чапека с экстрактом автолизата дрожжей и 20 % сахарозы (CYA20S) и на зерне риса. После инкубирования (7 сут, 25 °С) анализ экстрактов выполняли с помощью тест-систем для иммуноферментного определения микотоксинов (СТО ВНИИВСГЭ, Россия). По морфологическим критериям (диаметр колоний, характер роста, цвет, консистенция колоний, форма и ширина растущего края, форма конидиальной головки, структура и пигментация конидиеносцев, размеры, форма и цвет везикулы, метул, фиалид и конидий), по отсутствию склероциев, результату теста Эрлиха и способности продуцировать ОА и ФУМ подтверждена принадлежность культур виду A. niger в кладе двухъярусных видов (R.A. Samson с соавт., 2007; J. Varga с соавт. 2011). Накопление ФУМ у 7 штаммов составляло 0,2 до 630 мкг/г и у 5 отсутствовало, все штаммы продуцировали ОА (от 0,005 до 0,064 мкг/г) и ЭМО (от 0,004 до 0,9 мкг/г). Различие в накоплении микотоксинов на агаровых средах и зерновом субстрате подтвердило влияние компонентов субстратов на активность детерминирующих кластеров генов. Из-за слабого потенциала продуцирования ОА, ЭМО и небольшой доли активных продуцентов ФУМ вклад A. niger в контаминацию зерновых кормов и сена (даже при интенсивной пораженности) вряд ли может быть существенным.
Ключевые слова: Aspergillus niger, комбикормовое сырье, комбикорма, сено, фумонизины группы В, охратоксин А, эмодин, иммуноферментный анализ.
PRODUCTION OF OCHRATOXIN A, FUMONISINS AND EMODIN BY Aspergillus niger ISOLATES FROM FEED PRODUCTS
G.P. Kononenko ✉, E.A. Piryazeva, A.A. Burkin, E.V. Zotova
Micromycetes of one of the most complex taxonomically complex Aspergillus niger (the A. niger “aggregate”) in recent decades have invariably remained the object of close attention of researchers due to the risks of negative effects on humans and animals. For industrial and collection strains, the ability to synthesize toxic metabolites with particularly dangerous forms of action has been established — ochratoxin A (M.L. Abarca et al., 1994; J. Téren et al., 1996; J. Varga et al., 2002), group B fumonisins (J.C. Frisvad et al., 2007; J.M. Mogensen et al., 2010; M. Månsson et al., 2010) and emodin (A.A. Ismaiel et al. 2016). Strains producing ochratoxin A and fumonisins have been identified in food (P. Noomin et al., 2009; M. Storari et al., 2012; M. Yanai et al., 2013) and feed products (A. Dalcero et al., 2002; F. Accensi et al., 2004). In Russia, priority in the study of these fungi was given to assessing their danger as pathogens of mycoses in the human environment (A.B. Kulko, 2012; O.E. Marfenina et al., 2014). In this work, for the first time for A. niger from domestic grain feed products and storaged grass feeds (E.A. Piryazeva, L.S. Malinovskaya, 2013, 2014), the features of mycotoxin production was established, the influence of the type of substrate on the intensity of toxin formation in vitro was shown, and it was confirmed that it belongs to the species A. niger as part of A. niger “aggregate” (R.A. Samson et al., 2007). The purpose of the study was to assess the ability of A. niger cultures isolated from combined feed, five types of feed raw materials and hay of different botanical composition and territorial origin to produce B group fumonisins (FUM), ochratoxin A (OA), emodin (EMO), as well as to clarify their species according to the totality of morphological, physiological characteristics and composition of metabolites. For 12 monoconidial strains, toxin production was assessed on sucrose agar with yeast extract (YES), Czapek agar with yeast autolysate extract and 20% sucrose (CYA20S) and on rice grain. After incubation (7 days, 25ºC), the extracts were analyzed using test systems for enzyme-linked immunosorbent determination of mycotoxins (STO VNIIVSGE). According to morphological criteria (diameter of colonies, growth pattern, color, consistency of colonies, shape and width of the growing edge, shape of the conidial head, structure and pigmentation of conidiophores, size, shape and color of vesicles, metulae, phialids and conidia), according to the absence of sclerotia, results of Ehrlich test and the ability to produce OA and FUM, their belonging to the species A. niger in the clade of biseriate species was confirmed (R.A. Samson et al., 2007; J. Varga et al., 2011). The accumulation of FUM in 7 strains was 0.2 to 630 μg/g and absent in 5; all strains produced OA (from 0.005 to 0.064 μg/g) and EMO (from 0.004 to 0.9 μg/g). The difference in the accumulation of mycotoxins on agar media and grain substrate confirms the influence of substrate components on the activity of determinant gene clusters. Due to the weak potential for producing OA, EMO and the small proportion of active FUM producers, the contribution of A. niger to the contamination of grain feed and hay, even with intensive infestation, is unlikely to be significant.
Keywords: Aspergillus niger, feed raw materials, combined feed, hay, B group fumonisins, ochratoxin A, emodin, ELISA.
Всероссийский НИИ ветеринарной санитарии, гигиены |
Поступила в редакцию |
