Effect of Fungicides on Growth and Ochratoxin A Production by Aspergillus carbonarius from Brazilian Wine Grapes

2016 ◽  
Vol 79 (9) ◽  
pp. 1508-1516 ◽  
Author(s):  
MICHELLE F. TERRA ◽  
NATHASHA de A. LIRA ◽  
FABIANA R. F. PASSAMANI ◽  
WILDER DOUGLAS SANTIAGO ◽  
MARIA das GRAÇAS CARDOSO ◽  
...  

ABSTRACT Prevention in the field of mycotoxin-producing fungi is the most effective strategy for controlling the presence of mycotoxins in foods. Chemical fungicides are widely used to protect crops, so their implications on mycotoxin production need to be considered. Therefore, the aim of this study was to evaluate the effect in vitro and on grapes of five fungicides commonly used on grape cultures in Brazil on Aspergillus carbonarius growth and ochratoxin A (OTA) production. At the doses recommended by manufacturers, most fungicides significantly reduced A. carbonarius growth and OTA production in vitro, whereas this effect was influenced by the type of fungicide, dose, and temperature. Temperature was the main factor that influenced the effectiveness of fungicides. In general, at 15°C, fungicides showed the greatest reduction on fungal growth and OTA production. Fungicide effect on grapes was different to that on a semisynthetic grape medium. All fungicide doses were not effective at controlling A. carbonarius in grapes. Thus, the direct effect of fungicides on grapes must be studied to obtain a better approximation of field conditions. The results indicate that the use of fungicides at the doses recommended by manufacturers is better than the application at low doses. This study showed that at the lowest doses, where fungal growth is not inhibited, fungicides positively stimulate OTA production.

2007 ◽  
Vol 70 (12) ◽  
pp. 2884-2888 ◽  
Author(s):  
CHRYSOULA C. TASSOU ◽  
PANTELIS I. NATSKOULIS ◽  
EFSTATHIOS Z. PANAGOU ◽  
APOSTOLOS E. SPIROPOULOS ◽  
NARESH MAGAN

The aim of this study was to determine the effects of water activity (aw; 0.85 to 0.98) and temperature (10 to 40°C) on the radial growth rate and ochratoxin A (OA) production of two Aspergillus carbonarius isolates in vitro. The isolates were obtained from wine grapes cultivated in Greece, and the trial was conducted with a synthetic grape juice medium similar in composition to grapes between veraison (beginning of color change) and ripeness. Fungal growth and OA production data were collected for 55 days. Response surface curves and cardinal values for aw and temperature were obtained using multiple regression analysis. The lag phase lasted from less than 1 to 10 days. Both isolates grew optimally at 30 to 35°C and 0.96 aw, but maximum OA production occurred under suboptimal growth conditions (15 to 20°C and 0.93 to 0.96 aw). Growth also was observed at 0.85 aw and 25°C, however at this same aw the fungus failed to produce mycelium at any other temperatures tested. The isolates produced OA at 15 to 30°C and 0.90 to 0.98 aw. Maximum OA production was detected after 25 days of incubation at 20°C and 0.96 aw and was 3.14 and 2.67 μgg−1, respectively, for the two strains. The isolated strains used in this study were more xerotolerant than others from the Mediterranean basin. These data will allow producers to identify and thus monitor critical environmental conditions effectively in wine grapes. These data also increase the knowledge base concerning the ability of A. carbonarius to grow and produce toxin under different ecological conditions and can contribute to the development of secondary models for the prediction and risk assessment of OA in wine production.


2014 ◽  
Vol 4 (3) ◽  
pp. 118-126
Author(s):  
Souad Zouhair ◽  
Souad Qjidaa Qjidaa ◽  
Atar Selouane ◽  
Driss Bouya ◽  
Cony Decock ◽  
...  

Five fungicides azoxystrobin (ortiva), benomyl (benlate), hexaconazole (hexa), pyrimethanil (scala) and thiabendazole (tectocal) were tested sepa-rately in vitro for their ability to inhibit the growth of two ochratoxigenic strains of A. niger and A. carbonarius previously isolated from grapes. All fungicides effectively reduced the growth rate of A. carbonarius and A. niger from 34 to 100% at the recommended dose (RD). Thiabendazole caused total inhibition of spore germination and growth of the two strains, regardless of the doses assayed. Benomyl completely inhibited growth of A. niger whereas for A. carbonarius, concentrations above 0.02xRD were required to prevent the growth. The inhibitory effect of hexaconazole, azoxystrobin and pyrime-thanil was dose-dependent. At sub-lethal concentrations of three fungicides, a dose-dependent increase in in ochratoxin A biosynthesis by two strains was observed. The use of fungicide should be checked for its ability to inhibit fungal growth as well as for their effect in terms of mycotoxins biosynthesis.


2010 ◽  
Vol 75 (2) ◽  
pp. M89-M97 ◽  
Author(s):  
Salma Lasram ◽  
Souheib Oueslati ◽  
Ana Valero ◽  
Sonia Marin ◽  
Abdelwahed Ghorbel ◽  
...  

Toxins ◽  
2019 ◽  
Vol 11 (12) ◽  
pp. 700 ◽  
Author(s):  
Randa Zeidan ◽  
Zahoor Ul-Hassan ◽  
Roda Al-Thani ◽  
Quirico Migheli ◽  
Samir Jaoua

Mycotoxins are secondary metabolites produced by certain filamentous fungi, causing human and animal health issues upon the ingestion of contaminated food and feed. Among the safest approaches to the control of mycotoxigenic fungi and mycotoxin detoxification is the application of microbial biocontrol agents. Burkholderia cepacia is known for producing metabolites active against a broad number of pathogenic fungi. In this study, the antifungal potential of a Qatari strain of Burkholderia cepacia (QBC03) was explored. QBC03 exhibited antifungal activity against a wide range of mycotoxigenic, as well as phytopathogenic, fungal genera and species. The QBC03 culture supernatant significantly inhibited the growth of Aspergillus carbonarius, Fusarium culmorum and Penicillium verrucosum in PDA medium, as well as A. carbonarius and P. verrucosum biomass in PDB medium. The QBC03 culture supernatant was found to dramatically reduce the synthesis of ochratoxin A (OTA) by A. carbonarius, in addition to inducing mycelia malformation. The antifungal activity of QBC03’s culture extract was retained following thermal treatment at 100 °C for 30 min. The findings of the present study advocate that QBC03 is a suitable biocontrol agent against toxigenic fungi, due to the inhibitory activity of its thermostable metabolites.


2020 ◽  
Vol 14 (1) ◽  
pp. 68-76
Author(s):  
Lok Bahadur Pun ◽  
Kamal Chhetri ◽  
Anju Pandey ◽  
Rajan Poudel

Alternaria leaf spot caused by Alternaria brassicicola is one of the destructive diseases of crucifers and causes considerable loss in the yield and quality of the produce. An experiment was conducted in in vitro to evaluate the efficacy of six botanical extracts at three concentrations i.e. 5%, 10% and 15%, six chemical fungicides at five different concentrations i.e. 50ppm, 100ppm, 250ppm, 500ppm and 1000ppm and Trichoderma harzianum against Alternaria brassicicola. The study was carried out using poisoned food technique for botanical extracts and chemical fungicides and dual culture technique for T. harzianum in Completely Randomized Design (CRD). Among botanical extracts, maximum inhibition (99.91%) of mycelial growth was observed in sweet flag at 15% concentration followed by 10% sweet flag (96.68%) and 5% sweet flag (93.64%) and minimum inhibition percent (5.61%) was observed in Lantana camara at 5% concentration. Hexaconazole proved to be the most effective chemical fungicide recording 100% growth inhibition at all the tested concentrations which was at par with1000 ppm metalaxyl + mancozeb (Kriloxyl Gold), 500 and 1000 ppm mancozeb and 1000 ppm carbendazim + mancozeb(SAAF)whereas, 50 ppm carbendazim was least effective in reducing fungal growth (7.16%). T. harzianum showed 65.02% inhibition of test fungus. The study indicated better performance of some chemical fungicides even at lower concentrations i.e. 100ppm and 250ppm. So, such effective fungicides could be used to minimize hazardous effect. Significant effect of some botanical extracts against pathogen growth suggests their application as potential control agent alternative to chemicals.


Polymers ◽  
2021 ◽  
Vol 13 (21) ◽  
pp. 3673
Author(s):  
Nasko Nachev ◽  
Mariya Spasova ◽  
Petya Tsekova ◽  
Nevena Manolova ◽  
Iliya Rashkov ◽  
...  

Nowadays, diseases in plants are a worldwide problem. Fungi represent the largest number of plant pathogens and are responsible for a range of serious plant diseases. Esca is a grapevine disease caused mainly by fungal pathogens Phaeomoniella chlamydospora (P. chlamydospora) and Phaeoacremonium aleophilum (P. aleophilum). The currently proposed methods to fight esca are not curative. In this study, polymer composites based on biodegradable polymer containing chemical fungicides with antifungal activity were successfully prepared by electrospinning. The obtained materials were hydrophobic with good mechanical properties. In vitro studies demonstrated that the fungicide release was higher from PLLA/K5N8Q fibrous mats (ca. 72% for 50 h) compared to the released drug amount from PLLA/5-Cl8Q materials (ca. 52% for 50 h), which is due to the better water-solubility of the salt. The antifungal activity of the fibrous materials against P. chlamydospora and P. aleophilum was studied as well. The incorporation of the fungicide in the biodegradable fibers resulted in the inhibition of fungal growth. The obtained materials are perspective candidates for the protection of vines from the penetration and growth of fungal pathogens.


2018 ◽  
Author(s):  
Ιλιάδα Λάππα

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


2015 ◽  
Vol 78 (2) ◽  
pp. 376-382 ◽  
Author(s):  
EFSTATHIA A. KOGKAKI ◽  
PANTELIS I. NATSKOULIS ◽  
GEORGE-JOHN E. NYCHAS ◽  
EFSTATHIOS Z. PANAGOU

The purpose of this work was to investigate the potential of two nontoxigenic Aspergillus section Nigri species (Aspergillus tubingensis and Aspergillus japonicus) to influence the in vitro ochratoxin A (OTA) production of three toxigenic Aspergillus carbonarius isolates (Ac-28, Ac-29, and Ac-33) from Greek vineyards of different geographical areas. OTA accumulation was evaluated by inoculation of 0:100, 25:75, 50:50, 75:25, and 100:0 ratios of mixed spore suspensions on a synthetic grape juice medium for up to 28 days at different temperatures (15, 20, and 25°C), water activity (aw) levels (0.95 and 0.98 aw) and incubation time (7, 14, 21, and 28 days). Results confirmed that environmental factors and fungal species had a significant effect on OTA production. Specifically, maximum OTA concentration for Ac-28 (3.21 μg g−1) and Ac-29 (7.69 μg g−1) was observed at 20°C/0.98 aw and for Ac-33 (9.13 μg g−1) at 15°C/0.95 aw, regardless of incubation time. Moreover, A. tubingensis had no significant influence on OTA concentration of all toxigenic isolates assayed, regardless of temperature, aw, and incubation time. On the other hand, the presence of A. japonicus slightly inhibited OTA production of Ac-29 and Ac-33, while for Ac-28, stimulation of OTA was observed in some cases. Overall, lower aw levels reduced OTA accumulation for Ac-28 and Ac-29, regardless of temperature, inoculum ratio, and time. On the contrary, for Ac-33, low aw increased OTA production, regardless of the investigated parameters. The importance of this study concerns the understanding of interspecific interactions on OTA diffusion by A. carbonarius in an attempt to find ways to prevent the presence of toxins in grapes and their derivatives.


Toxins ◽  
2019 ◽  
Vol 11 (10) ◽  
pp. 579 ◽  
Author(s):  
Mariana Paiva Rodrigues ◽  
Andrea Luciana Astoreca ◽  
Águida Aparecida de Oliveira ◽  
Lauranne Alves Salvato ◽  
Gabriela Lago Biscoto ◽  
...  

Aspergillus carbonarius is a saprobic filamentous fungus, food spoiling fungus and a producer of ochratoxin A (OTA) mycotoxin. In this study, the in vitro antifungal activity of neem oil (0.12% p/p of azadirachtin) was evaluated against the growth of six strains of A. carbonarius and the production of OTA. Four different concentrations of neem oil were tested in addition to three incubation times. Only the concentration of 0.3% of neem oil inhibited more than 95% of the strain’s growth (97.6% ± 0.5%), while the use of 0.5% and 1.0% of neem oil showed lower antifungal activity, 40.2% ± 3.1 and 64.7% ± 1.1, respectively. There was a complete inhibition of OTA production with 0.1% and 0.3% neem oil in the four strains isolated in the laboratory from grapes. The present study shows that neem essential oil can be further evaluated as an auxiliary method for the reduction of mycelial growth and OTA production.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document