Inhibition of Species of the Aspergillus Section Nigri and Ochratoxin A Production in Grapes by Fusapyrone

ABSTRACT Fusapyrone (FP), an antifungal natural compound, was tested against the three main ochratoxigenic species of the Aspergillus section Nigri. The MICs at 24 h were 6.0, 11.6, and 9.9 μg/ml for Aspergillus carbonarius, Aspergillus tubingensis, and Aspergillus niger, respectively. Strong inhibition of growth and morphological changes were still observed at half the MIC after 7 days. The application of a 100 μg/ml FP solution in a laboratory assay on artificially inoculated grapes resulted in a significant reduction (up to 6 orders of magnitude) of A. carbonarius CFU counts. Dramatic reductions of the ochratoxin A (OTA) content, compared to the content of the positive control (average amount of OTA, 112.5 ng/g of grape; three experiments), were obtained with the application of either 100 or 50 μg/ml of FP (0.6 or 5.1 ng/g of grape, respectively).

Download Full-text

Food-Grade Antioxidants and Antimicrobials To Control Growth and Ochratoxin A Production by Aspergillus Section Nigri on Peanut Kernels

Journal of Food Protection ◽

10.4315/0362-028x-73.8.1493 ◽

2010 ◽

Vol 73 (8) ◽

pp. 1493-1501 ◽

Cited By ~ 13

Author(s):

C. L. BARBERIS ◽

A. L. ASTORECA ◽

A. M. DALCERO ◽

C. E. MAGNOLI

Keyword(s):

Growth Rate ◽

Ochratoxin A ◽

Lag Phase ◽

Butylated Hydroxyanisole ◽

Aspergillus Carbonarius ◽

Food Grade ◽

Aspergillus Section Nigri ◽

Inhibition Of Growth ◽

Control Growth ◽

Aspergillus Section

Each year, a significant portion of the peanuts produced cannot be marketed because of fungal disease at the postharvest stage and mycotoxin contamination. Antioxidants could be used as an alternative to fungicides to control ochratoxigenic fungi in peanuts during storage. This study was carried out to determine the effect of the antioxidant butylated hydroxyanisole (BHA) and the antimicrobial propyl paraben (PP) on the lag phase before growth, growth rate, and ochratoxin A (OTA) production by Aspergillus section Nigri strains in peanut kernels under different conditions of water activity (aw) and temperature. At 20 mM/g BHA, 18°C, and 0.93 aw, complete inhibition of growth occurred. For PP, there was no growth at 20 mM/g, 18°C, and 0.93, 0.95, and 0.98 aw. BHA at 20 mM/g inhibited OTA production in peanuts by Aspergillus carbonarius and Aspergillus niger aggregate strains at 0.93 aw and 18°C. PP at 20 mM/g completely inhibited OTA production at 18°C. The results of this work suggest that PP is more appropriate than BHA for controlling growth and OTA production by Aspergillus section Nigri species in peanut kernels.

Download Full-text

Effect of water activity and temperature on growth of Aspergillus carbonarius and Aspergillus tubingensis and their interactions on ochratoxin A production

World Mycotoxin Journal ◽

10.3920/wmj2013.1692 ◽

2015 ◽

Vol 8 (1) ◽

pp. 99-105 ◽

Cited By ~ 10

Author(s):

M.L. Chiotta ◽

D.M. Sosa ◽

M.L. Ponsone ◽

S.N. Chulze

Keyword(s):

Ochratoxin A ◽

Water Activity ◽

Grape Juice ◽

Optimal Growth ◽

Growth Conditions ◽

Aspergillus Carbonarius ◽

Aspergillus Tubingensis ◽

Defence Reaction ◽

Aspergillus Section

Aspergillus section Nigri are described as the main source of ochratoxin A (OTA) contamination in grapes and wine worldwide. The grape-growing area in Argentina has a wide latitudinal extension with ecological variations that allow the classification of well-demarcated regions. The aims of this study were: to determine the effect of eco-physiological parameters on growth of Aspergillus tubingensis and Aspergillus carbonarius and to evaluate the interaction between these species on OTA production in synthetic grape juice medium under different water activity (aw) and temperature conditions. The results showed that optimal growth conditions for A. tubingensis and A. carbonarius were 0.980 aw and 28 °C, however A. tubingensis grew faster than A. carbonarius at all temperatures and aw tested. OTA production by A. carbonarius was favoured at 20 °C and 0.950-0.965 aw, during 14 days of incubation. The effect of A. tubingensis on OTA production by A. carbonarius was mainly dependent on temperature. At 35 °C, A. tubingensis reduced the OTA production while this effect was not observed at 20 °C. More OTA could be produced as a defence reaction against fungal competitors to maintain niche colonisation, but in this study no effects by a related species were observed.

Download Full-text

Diversity and ochratoxin A-fumonisin profile of black Aspergilli isolated from grapes in China

World Mycotoxin Journal ◽

10.3920/wmj2019.2505 ◽

2020 ◽

Vol 13 (2) ◽

pp. 225-234

Author(s):

X. Huang ◽

Z. Xiao ◽

F. Kong ◽

A.J. Chen ◽

G. Perrone ◽

...

Keyword(s):

Ochratoxin A ◽

Detection Rate ◽

Management Strategies ◽

Contamination Level ◽

Aspergillus Carbonarius ◽

Aspergillus Tubingensis ◽

Monsoon Climate ◽

The World ◽

Subtropical Monsoon Climate ◽

Continental Climate

Aspergillus spp. are a common contaminant of grapes and a major source of mycotoxins. China is the largest producer of grape in the world now, however, the toxigenic Aspergillus population on grape in this country is still largely unknown. In this study, a total of 345 strains were isolated from grapes of 13 main grapevine producing regions in China. Based on calmodulin gene sequences, eight species within Aspergillus section Nigri were identified. Among them, Aspergillus tubingensis (48.7%) was predominant, followed by Aspergillus welwitschiae (20.6%) and Aspergillus aculeatinus (11%). Average of contamination level was up to 64.19%, and we found the occurrence of section Nigri species on the surface of fresh grapes was significantly influenced by the climate (P<0.05). The subtropical monsoon climate showed the highest fungal detection rate (72.45%), followed by the temperate monsoon climate (49.82%), and the lowest frequency was found in the temperate continental climate (37.23%). Regarding mycotoxin-producing capacity, 4.4% of the total tested section Nigri isolates (137) were positive for ochratoxin A (OTA) production and 59.6% were fumonisin B2 (FB2) producers. Of those, Aspergillus carbonarius was the main OTA producer and A. welwitschiae and Aspergillus niger were the main FB2 producers with different toxigenic ability. Our results highlight the potential risk of OTA and FB2 contamination by A. carbonarius and A. welwitschiae on grape in China, respectively; management strategies should be considered for preventing and reducing the toxigenic Aspergillus and its mycotoxins.

Download Full-text

Distribution and Mycotoxigenic Potential of Aspergillus Section Nigri Species in Naturally Contaminated Almonds

Journal of Food Protection ◽

10.4315/0362-028x.jfp-12-431 ◽

2013 ◽

Vol 76 (4) ◽

pp. 702-706 ◽

Cited By ~ 5

Author(s):

JEFFREY D. PALUMBO ◽

TERESA L. O'KEEFFE

Keyword(s):

Aspergillus Niger ◽

Ochratoxin A ◽

Aspergillus Species ◽

Aspergillus Awamori ◽

Aspergillus Tubingensis ◽

Aspergillus Section Nigri ◽

Total Potential ◽

Fumonisin B2 ◽

Low Levels ◽

Aspergillus Section

In a previous study, inedible almond pick-out samples were assayed for aflatoxin and aflatoxigenic Aspergillus species. These samples contained high populations of black-spored Aspergillus section Nigri species. To investigate whether these species may contribute to the total potential mycotoxin content of almonds, Aspergillus section Nigri strains were isolated from these samples and assayed for ochratoxin A (OTA) and fumonisin B2 (FB2). The majority of isolates (117 strains, 68%) were identified as Aspergillus tubingensis, which do not produce either mycotoxin. Of the 47 Aspergillus niger and Aspergillus awamori isolates, 34 strains (72%) produced FB2 on CY20S agar, and representative strains produced lower but measurable amounts of FB2 on almond meal agar. No OTA-producing strains of Aspergillus section Nigri were detected. Almond pick-out samples contained no measurable FB2, suggesting that properly dried and stored almonds are not conducive for FB2 production by resident A. niger and A. awamori populations. However, 3 of 21 samples contained low levels (<1.5 ng/g) of OTA, indicating that sporadic OTA contamination may occur but may be caused by OTA-producing strains of other Aspergillus species.

Download Full-text

Inhibition of growth and ochratoxin A biosynthesis in Aspergillus carbonarius by flavonoid and nonflavonoid compounds

Mycotoxin Research ◽

10.1007/s12550-009-0026-y ◽

2009 ◽

Vol 25 (3) ◽

pp. 165-170 ◽

Cited By ~ 10

Author(s):

Stella Maris Romero ◽

María Rosa Alberto ◽

María Cristina Manca de Nadra ◽

Graciela Vaamonde

Keyword(s):

Ochratoxin A ◽

Aspergillus Carbonarius ◽

Inhibition Of Growth

Download Full-text

Monitoring of ochratoxin A production of aspergillus carbonarius isolates from greek grapes through gene expression studies under different ecophysiological factors

10.12681/eadd/45543 ◽

2018 ◽

Author(s):

Ιλιάδα Λάππα

Keyword(s):

Gene Expression ◽

Ochratoxin A ◽

Lactobacillus Plantarum ◽

Aspergillus Carbonarius ◽

Aspergillus Section Nigri ◽

Expression Studies ◽

Gene Expression Studies ◽

Aspergillus Section

Η ωχρατοτοξίνη Α (ΩΤΑ) είναι ένας δευτερογενής μεταβολίτης που αποτελεί μια από τις πλέον διαδεδομένες μυκοτοξίνες, καθώς η παρουσία της στη διατροφική αλυσίδα προκαλεί σοβαρούς κινδύνους στην ανθρώπινη υγεία. Η επιμόλυνση των σταφυλιών με ΩΤΑ οφείλεται κυρίως στην παρουσία των μαύρων Ασπέργιλλων (Aspergillus section Nigri) μεταξύ των οποίων ο μύκητας Αspergillus carbonarius έχει αναγνωριστεί ως ο κύριος παραγωγός ΩΤΑ στα σταφύλια και στα παράγωγα προϊόντα (χυμός σταφυλιών, σταφίδες και οίνος). Ο μύκητας είναι δυνητικά παθογόνος, παρουσιάζει ευρεία διασπορά στο περιβάλλον και χαρακτηρίζεται από αξιοσημείωτη ικανότητα να ανθίσταται σε διάφορους παράγοντες καταπόνησης, γεγονός που του επιτρέπει να επιβιώνει σε μεγάλο εύρος κλιματολογικών συνθηκών και θρεπτικών υποστρωμάτων. Η συχνή παρουσία του μύκητα οφείλεται στην ταχεία ανάπτυξή του, η οποία συντελεί στην επιμόλυνση των σταφυλιών, ειδικότερα προς το τέλος του σταδίου του περκασμού (veraison). Σήμερα, η ΩΤΑ εξακολουθεί να αποτελεί σημαντική πρόκληση στο πλαίσιο των συνεχών προσπαθειών τήρησης των προδιαγραφών ασφάλειας των τροφίμων για την παραγωγή ποιοτικών οίνων και επιτραπέζιων σταφυλιών. Οι πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι η παραγωγή της ΩΤΑ είναι συνέπεια διαφόρων οικοφυσιολογικών αλληλεπιδράσεων σε μοριακό επίπεδο. Επομένως, τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας έχει εστιαστεί στη μελέτη των γενετικών παραμέτρων που σε συνδυασμό με περιβαλλοντικούς και βιολογικούς παράγοντες επηρεάζουν την παραγωγή ωχρατοξίνης. Στο πλαίσιο της εν λόγω διδακτορικής διατριβής μελετήθηκαν διαφορετικοί φαινότυποι του μύκητα A. carbonarius ως προς το δυναμικό παραγωγής τοξίνης, εστιάζοντας στην έκφραση των γονιδίων εκείνων που σχετίζονται με την παραγωγή ΩΤΑ υπό την επίδραση διαφορετικών οικοφυσιολογικών παραγόντων σε επίπεδο μεταγραφής. Αρχικά μελετήθηκε η συσχέτιση μεταξύ παραγωγής ΩΤΑ και διαφορετικών μεθόδων προσδιορισμού της ανάπτυξης (μεταβολή της διαμέτρου, της βιομάζας, του ξηρού βάρους και της επιφάνειας της μυκηλιακής αποικίας) του μύκητα A. carbonarius σε σχέση με το χρόνο, χρησιμοποιώντας συνθετικό υπόστρωμα χυμού σταφυλιών (SGM) (Κεφάλαιο 3). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι όλες οι μέθοδοι προσδιορισμού της ανάπτυξης που μελετήθηκαν συσχετίστηκαν τόσο με την παραγωγή τοξίνης όσο και μεταξύ τους, τονίζοντας επίσης την ενδο-στελεχιακή παραλλακτικότητα που παρατηρήθηκε. Διαπιστώθηκε επίσης ότι οι απομονώσεις του μύκητα A. carbonarius που παρουσίασαν υψηλότερη παραγωγή τοξίνης συσχετίστηκαν καλύτερα με τις εκάστοτε παραμέτρους ανάπτυξης. Τέλος, έγινε προσπάθεια ανάπτυξης πρωτογενών μοντέλων συσχέτισης της ΩΤΑ με το χρόνο, λαμβάνοντας υπόψη τη διαστελεχική παραλλακτικότητα, τα οποία έδειξαν υψηλή συσχέτιση της κινητικής της ΩΤΑ με την ανάπτυξη του μήκυτα. Στη συνέχεια διερευνήθηκε η έκφραση σε μεταγραφικό επίπεδο των βιοσυνθετικών γονιδίων της ΩΤΑ, AcOTApks, AcOTAnrps και του μεταγραφικού παράγοντα laeA, που σχετίζεται με την παραγωγή της ΩΤΑ, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της αλυσιδωτής αντίδρασης της πολυμεράσης πραγματικού χρόνου (RT-qPCR) (Κεφάλαιο 4). Τα επίπεδα μεταγραφής των παραπάνω γονιδίων εκτιμήθηκαν κατά την ανάπτυξη του μύκητα A. carbonarius σε υγρό θρεπτικό μέσο SGM σε διαφορετικές τιμές θερμοκρασίας, ενεργότητας ύδατος και χρόνου ανάπτυξης. Η γονιδιακή έκφραση προσδιορίστηκε στα ίδια χρονικά σημεία μαζί με τη βιομάζα του μύκητα και την παραγωγή τοξίνης. Τα αποτελέσματα έδειξαν μεμονωμένες συσχετίσεις και όχι κάποια ευκρινή τάση σε σχέση με την επίδραση της θερμοκρασίας, της ενεργότητας ύδατος ή του χρόνου ανάπτυξης επί της γονιδιακής έκφρασης. Επίσης, τα αποτελέσματα εξαρτήθηκαν από το στέλεχος του μήκητα, γεγονός που υποδεικνύει την πολυπλοκότητα των αποκρίσεων σε επίπεδο γονιδιακής έκφρασης Η πρώιμη ενεργοποίηση των δύο βασικών βιοσυνθετικών γονιδίων της ωχρατοξίνης υπογράμμισε την προρρητική φύση της ανάλυσης RT-qPCR, εφόσον τα εν λόγω γονίδια, ως μοριακοί δείκτες εκφράζονται πριν την φαινοτυπική ανίχνευση της τοξίνης. Επιπλέον, μελετήθηκε η επίδραση των αιθερίων ελαίων γαρίφαλλου, κανέλλας, λεμονόχορτου και μανταρινιού στην ανάπτυξη του μύκητα A. carbonarius και στη βιοσύνθεση της ΩΤΑ (Κεφάλαιο 5). Η έκφραση των σχετιζόμενων με την παραγωγή τοξίνης γονιδίων προσδιορίστηκε σε υγρό υπόστρωμα SGM στο οποίο είχαν προστεθεί διαφορετικές συγκεντρώσεις των ανωτέρω αιθερίων ελαίων. Η αντιμυκητιακή τους δράση επηρεάστηκε από τις διαφορετικές απομονώσεις του μύκητα A. carbonarius καθώς και τα διαφορετικά υποστρώματα (ΜΕΑ, CYA, SGM). Η ανασταλτική δράση των διαφορετικών αιθερίων ελαίων ήταν ανάλογη της συγκέντωσης που χρησιμοποιήθηκε σε κάθε περίπτωση. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η γονιδιακή έκφραση παρουσίασε παρόμοια τάση με την παραγωγή τοξίνης μεταξύ των μεταχειρήσεων (παρουσία αιθερίου ελαίου) και του μάρτυρα, γεγονός που μπορεί να υποδεικνύει πιθανή συσχέτιση μεταξύ των επιπέδων μεταγραφής των γονιδίων και της αντι-ωχρατοξινογόνου δράσης. Τα αποτελέσματα υποδηλώνουν την πιθανή επίδραση των συγκεκριμένων αιθερίων ελαίων στην έκφραση των υπό μελέτη γονιδίων και επομένως στην παραγωγή ΩΤΑ. Τέλος, μελετήθηκαν οι επιπτώσεις στην ανάπτυξη του μύκητα Α. carbonarius και στην παραγωγή ΩΤΑ κατά την in vitro συγκαλλιέργεια του μύκητα με διαφορετικά στελέχη του οξυγαλακτικού βακτηρίου Lactobacillus plantarum (Κεφάλαιο 6). Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντική μείωση της ανάπτυξης του μύκητα και της παραγωγής ΩΤΑ σε όλες τις περιπτώσεις συγκαλλιέργειας με τα οξυγαλακτικά βακτήρια. Διερευνήθηκε επίσης in situ η ικανότητα προσκόλλησης των βακτηριακών κυττάρων στην επιφάνεια των σταφυλιών και η επίδρασή τους στην αναστολή της παραγωγής ΩΤΑ με θετικά αποτελέσματα. Τέλος, η μελέτη της γονιδιακής έκφρασης έδειξε μικτές αποκρίσεις για όλα τα εξεταζόμενα γονίδια γεγονός που τονίζει την επίδραση της παραλλακτικότητας του στελέχους, όσον αφορά στις διαφορετικές απομομώσεις του μύκητα A. carbonarius αλλά και τα διαφορετικά στελέχη του βακτηρίου L. plantarum που χρησιμοποιήθηκαν

Download Full-text