Modelling of sprout suppression of Fusarium sp. and DON toxin in anaerobic hydrolysis

In recent years the rainfall and moisture conditions, the long term surface water cover and low temperature are resulted together favourable conditions for microbial fungi in Hungary. The species of Fusarium strain are hibernated on the soil and vegetation residues and next year their conidia attack different parts of the plants. Fusarium graminearum is the most important agricultural pathogens in Hungary. This fungi decreases cereal quality (for example maize), furthermore may cause yield loss. Due to its toxin production, the fungi could have dangerous animal and human pathogen effect. Mainly trichothecene type mycotoxins can be found in Hungary; especially the DON (deoxynivalenol) toxin has detected and appeared on cereals.

Further authors:
A. Nagy, B. Gálya, J. Borbély, J. Tamas - University of Debrecen

Fusarium sp. infected maize can be used as alternative biogas base material may be an efficient and environmentally friendly way of utilization of agricultural wastes. In the case of preliminary fermentation fungi wasn’t detected in the bioreactor after 30 days, although exponentially increasing growth of the DON toxin was measured during the fermentation period, in correspondence with. The mycotoxins are mainly produced if some kind of stress affects the fungi physiology. Therefore, not only the reproduction of the fungi, but the amount of mycotoxin increase exponentially parallel to the decrease of O2 level during the hydrolysis process in the case of the first phase of biogas fermentation.
According to studies, several factors influence the toxin production of the fungi for example the presence of water activity, pH, carbon and nitrogen sources in the log and lag phase of fungal growth. The reliability of the obtained data was tested by HPLC/UV-VIS method, but the toxin content of the fermented material has not been able to measure precisely by this technique. Therefore model experiments were set to evaluate the applicability of HPLC/UV-VIS technique for toxin detection in a biogas fermentation system. The experiments were set in mesophilic (38°C) and thermophilic (55°C) circumstances, furthermore both in aerobic and anaerobic conditions. The amount of DON toxin is analyzed in base material and in hydrolised product by ELISA and HPLC/UV-VIS. However, the microbes could cause also eco-toxicological hazard, so seed germination assays were also investigated in pot experiments by maize seeds to examine the effect of the fungi and the toxin found in the fermented biogas material.
The seed germination assay was carried out at 22±2°C, and soil moisture was kept on minimal water capacity, and the water was supplied with boiled deionized water. Germinations of each treatment were compared to controls (%). The root length of germs (mm) were measured and variance analyse of Tukey was applied to detect the significant differences between treatments in order to detect the ecotoxicological effect of mycotoxins.



Copyright: © European Compost Network ECN e.V.
Quelle: Orbit 2012 (Juni 2012)
Seiten: 4
Preis inkl. MwSt.: € 4,00
Autor: Györgyi Biró
Lili Mézes
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