Это не весело, когда грибок заражает урожай. Тем не менее, безопасные местные грибы демонстрируют многообещающие результаты в борьбе с токсичными грибковыми загрязнениями.
Грибок Aspergillus flavus может поражать несколько сельскохозяйственных культур, в том числе кукурузу. Некоторые разновидности или штаммы A. flavus продуцируют афлатоксины. Загрязнение афлатоксинами ежегодно обходится американским фермерам в миллиарды долларов. Хуже того, афлатоксины вредны для людей и животных.
Чтобы уменьшить загрязнение сельскохозяйственных культур афлатоксинами, фермеры используют безопасные коммерческие штаммы A. flavus. Эти штаммы биоконтроля не продуцируют афлатоксины. При применении к сельскохозяйственным культурам штаммы биоконтроля превосходят вредные грибы, продуцирующие афлатоксины. Это надежно снижает уровень афлатоксинов на этапах сбора урожая, транспортировки и хранения.
Однако коммерческие штаммы могут быть не единственным решением. Новое исследование показывает, что использование безопасных местных штаммов A. flavus может быть столь же или даже более эффективным, чем коммерческие штаммы.
«Использование аборигенных штаммов A. flavus может иметь много преимуществ», - говорит Игнацио Карбоне, ведущий автор нового исследования. «Местные сорта могут быть лучше адаптированы к типу почвы и погодным условиям. Поэтому они могут лучше работать в полевых условиях по сравнению с неместными сортами».
Карбоун - исследователь из Университета штата Северная Каролина.
Кроме того, использование коммерческих штаммов может иметь некоторые недостатки. Обычно их необходимо повторно применять каждый год по цене 20 долларов за акр. Кроме того, приложение должно быть сделано с воздуха или вручную.«Это может отпугнуть фермеров от использования коммерческих штаммов», - объясняет Карбоне.
Аборигенные штаммы, с другой стороны, естественным образом встречаются в районах выращивания. Они могут быть более стойкими в почве и не требуют повторного внесения каждый год.
Карбоун и его коллеги протестировали аборигенные штаммы A. flavus, которые не производят афлатоксин или производят его в небольшом количестве. Они также тестировали коммерческие штаммы. Оба снижают уровень афлатоксина урожая.
Кукуруза для потребления человеком может иметь максимальный уровень афлатоксина 20 частей на миллиард, в соответствии с правилами FDA.
Необработанные культуры имели уровень афлатоксина выше 35 частей на миллиард. Местные и коммерческие штаммы снизили уровень афлатоксина до уровня ниже 10 частей на миллиард.
Неожиданно исследование также показало, что определенные комбинации местных штаммов более эффективны, чем коммерческие штаммы, в снижении уровня афлатоксина. Это потому, что комбинации используют преимущества биологии грибов: их типы спаривания совместимы, что позволяет им воспроизводить и поддерживать свою популяцию.
Когда исследователи применили местные штаммы совместимых типов спаривания к тестовым участкам, уровень афлатоксина в некоторых случаях снизился до менее чем 2 частей на миллиард. Это был лучший результат, чем любой коммерческий сорт.
«Наши результаты показывают, что использование местных штаммов может привести к устойчивому снижению уровня афлатоксина. Использование местных штаммов может быть очень рентабельным для фермеров в долгосрочной перспективе», - говорит Карбоне.
Хотя это исследование было проведено в Северной Каролине, Карбон предполагает, что этот подход может работать и в других областях. Предварительный эксперимент в Техасе также показал, что парные местные штаммы более эффективно снижают уровень афлатоксина по сравнению с одним коммерческим штаммом..
«Нам необходимо продолжить тестирование этого подхода на кукурузных полях в разных штатах, - говорит Карбоне. «Нам также необходимо контролировать уровень афлатоксина в течение нескольких вегетационных периодов».
Будущие полевые испытания могут включать в себя тестирование текущих коммерческих штаммов, а также штамма, совместимого с партнером по спариванию. По словам Карбоне, также могут быть протестированы различные комбинации местных штаммов.
Может ли этот подход выйти за рамки афлатоксина? Карбон настроен оптимистично. «Грибные токсины представляют собой постоянную угрозу безопасности пищевых продуктов. Наш подход потенциально может быть применен и к другим грибам, вырабатывающим токсины».
Подробнее об исследованиях Карбоне читайте в Agronomy Journal. Эта работа была поддержана грантом Программы конкурсных грантов Инициативы по исследованиям в области сельского хозяйства и пищевых продуктов №. 2013-68004-20359 Национального института продовольствия и сельского хозяйства США (NIFA).