Identification of atoxigenic Aspergillus flavus from stored grains in controlling aflatoxin contamination in maize
Deze studie identificeert en evalueert atoxische *Aspergillus flavus*-isolaten uit maïs in Bangladesh, waarbij wordt aangetoond dat hoewel de meeste de aflatoxineverontreiniging zowel in *in vitro* als in *in planta* settings significant verminderen, verdere genetische karakterisering vereist is om hun geschiktheid voor de ontwikkeling van biologische bestrijdingsmiddelen te bevestigen vanwege geobserveerde inconsistenties tussen de aanwezigheid van genen en de toxineproductie.
Oorspronkelijk artikel gelicentieerd onder CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dit is een AI-gegenereerde uitleg van een preprint die niet peer-reviewed is. Dit is geen medisch advies. Neem geen gezondheidsbeslissingen op basis van deze inhoud. Lees de volledige disclaimer
Maïs, de gouden graansoort die miljarden mensen voedt en vee van brandstof voorziet, wordt geconfronteerd met een stille, onzichtbare vijand. Verborgen binnen de korrels van opgeslagen maïs bevindt zich een familie van giftige stoffen genaamd aflatoxines. Deze toxines worden niet door de plant zelf gemaakt, maar worden uitgescheiden door een microscopische schimmel die bekend staat als Aspergillus flavus. Wanneer deze schimmel de korrel infecteert, produceert hij deze chemicaliën, die zo gevaarlijk zijn dat zelfs minuscule hoeveelheden ernstige ziekten en kanker kunnen veroorzaken bij mensen en dieren. Omdat de toxines kleurloos en geurloos zijn, is het onmogelijk om ze zonder gespecialiseerde apparatuur te detecteren, wat besmette maïs tot een verborgen gevaar maakt in voedselvoorraden over de hele wereld. Decennialang hebben wetenschappers gezocht naar een manier om deze schimmel te stoppen met het produceren van zijn gif, zoekend naar een oplossing die veilig, natuurlijk en effectief is.
In een recente studie hebben onderzoekers van de Landbouwuniversiteit van Bangladesh zich gericht op het vinden van een natuurlijke verdediging tegen deze dreiging. Ze richtten hun aandacht op een specifiek type van de schimmel dat, hoewel het er hetzelfde uitziet en zich hetzelfde gedraagt als de gevaarlijke variant, het vermogen heeft verloren om het gif te maken. Dit zijn atoxigene stammen. Het idee is eenvoudig maar krachtig: als je deze onschadelijke stammen introduceert in een maïsveld, kunnen ze de gevaarlijke, gifmakende stammen verdringen, waardoor de productie van het gif effectief wordt geblokkeerd voordat het de korrel bereikt. Het team verzamelde monsters uit vijftien verschillende regio's waar maïs wordt geteeld in Bangladesh, op zoek naar deze inheemse, onschadelijke versies van de schimmel. Ze isoleerden vierentwintig verschillende stammen en onderwierpen deze aan een reeks strenge tests om te zien of ze werkelijk als een schild voor het gewas konden dienen.
De wetenschappers moesten eerst bevestigen waarmee ze precies te maken hadden. Met behulp van een methode die de genetische code van de schimmel leest, verifieerden zij dat alle vierentwintig monsters inderdaad Aspergillus flavus waren. Vervolgens zochten ze naar de specifieke genetische instructies die de schimmel in staat stellen om aflatoxines te bouwen. Ze ontdekten dat dertendrieëndertig van de isolaten deze instructies geheel misten, wat bevestigde dat ze onschadelijk waren. Echter, elf isolaten bevatten nog steeds enkele van deze genetische instructies, wat suggereerde dat ze in staat zouden kunnen zijn om toxines te maken. Deze initiële genetische screening was slechts het begin; de echte test was om te zien hoe deze stammen zich zouden gedragen wanneer ze daadwerkelijk met maïs in contact kwamen.
De onderzoekers voerden twee soorten experimenten uit. Eerst plaatsten ze de schimmelstammen op maïskorrels in een gecontroleerde laboratoriumsetting. Hier observeerden ze een verrassende mix van resultaten. Sommige van de stammen die genetisch als onschadelijk waren bevestigd, deden een bewonderenswaardig werk door de hoeveelheid toxine in de korrel met wel tweeëndertig procent te verminderen. Anderen waren minder effectief. Het meest opvallend was dat een paar stammen die genetisch als onschadelijk waren bevestigd, de toxineniveaus verrassend genoeg licht lieten stijgen, terwijl sommige stammen die nog steeds de genetische instructies voor het maken van gif bevatten, de toxineniveaus verrassend genoeg juist verlaagden. Dit toonde aan dat het simpelweg bekijken van de genen niet voldoende was om te voorspellen hoe de schimmel zich in een echte scenario zou gedragen.
Het team nam hun onderzoek vervolgens mee naar een realistischer setting, waarbij ze maïs in potten kweekten en de ontwikkelende kolven inoculeerden met de schimmelstammen. In deze omgeving waren de resultaten veel consistenter en bemoedigender. Bijna elke stam, ongeacht of deze genetisch als onschadelijk werd bevestigd of niet, verminderde de hoeveelheid aflatoxine in de maïs aanzienlijk. Negentien van de isolaten verminderden de toxineniveaus met meer dan negentig procent, en twintig anderen verminderden ze met meer dan tachtig procent. Zelfs de stammen die in het laboratorium slecht presteerden, of die genetisch het potentieel hadden om gif te maken, bleken zeer effectief bij het stoppen van de toxine wanneer ze op de levende plant werkten. Eén stam in het bijzonder, die in het laboratorium de toxineniveaus had verhoogd, verminderde deze in het veld met meer dan negentig procent.
Deze bevindingen suggereren dat de inheemse schimmelstammen die in Bangladesh worden gevonden, sterke kandidaten zijn voor een biologisch bestrijdingsproduct. De studie benadrukt dat de omgeving een cruciale rol speelt; wat er in een petrischaal gebeurt, voorspelt niet altijd wat er op een groeiende plant gebeurt. De onderzoekers concludeerden dat hoewel de genetische tests een nuttig startpunt zijn, ze niet het laatste woord hebben. Om zeker te weten dat een stam veilig en effectief is voor wijdverbreid gebruik, is verdere analyse nodig om precies te begrijpen hoe deze schimmels met de korrel interageren en waarom sommige anders reageren in het laboratorium versus het veld. Het werk bevestigt dat de natuur al een potentiële oplossing heeft geboden, maar het ontsluiten van het volledige potentieel daarvan vereist een dieper begrip van de complexe relatie tussen de schimmel, de plant en de bodem.
Verdrinkt u in papers in uw vakgebied?
Ontvang dagelijkse digests van de nieuwste papers die bij uw onderzoekswoorden passen — met technische samenvattingen, in uw taal.