Svampe og mykotoksiner i ensilage

Transkript

1 Svampe og mykotoksiner i ensilage Ulf Thrane, DTU Systembiologi Ida ML Drejer Storm, DTU Systembiologi Rie Romme Rasmussen, DTU Fødevareinstituttet Jens Laurids Sørensen, DJF-Aarhus Universitet Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

2 Tak til DFFE projektdeltagere DTU DJF-AU Landscenteret, Dansk Kvæg & Planteavl Plantedirektoratet Alle jer der har sendt prøver m.m. Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

3 Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

4 Mycotoxin carry-over from maize silage via cattle into dairy products Photo: Shutterstock.com Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

5 Fusarium Kendte mykotoksiner Type A trichothecener (T-2 og HT-2 toxin) Type B trichothecener (DN og NIV) Zearalenon Fumonisiner Nye mykotoksiner Moniliformin Enniatiner og beauvericin >100 arter På majs: F. avenaceum F. graminearum F. culmorum F. equiseti F. sporotrichioides Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

6 Fusarium toksiner i majs ccurrence (ppb) of Fusarium mycotoxins in whole Danish maize at harvest (n=67) 2005 (n=66) 2006 (n=74) 2007 (n=32) (%) Mean Max (%) Mean Max (%) Mean Max (%) Mean Max DN NIV ZEA T HT FB FB Maximum tolerated levels in feed by EC: DN (8000 ppb); ZEA (2000 ppb); FB1+FB2 ( ppb) Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

7 Enniatiner og beauvericin i majs ppb A A1 B B1 BEA 2005 ppb A A1 B B1 BEA 2006 Mere enniatin og beauvericin i 2006 end i 2005 Enniatin B ( ppb) CH 3 H 3 C Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts H 3 C H 3 C R 1 R 3 CH 3 N N CH 3 CH 3 H 3 C N CH 3 R 2

8 Skimmelsvampe på majs Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

9 Alternaria infectoria Infectopyrone (38/38) 4Z-Infectopyrone (38/38) 100 Novae-zelandin A (19/38) Alternaria infectoria sp-grp Alternaria oregonensis Alternaria infectoria sp-grp Alternaria triticina Novae-zelandin B (29/38) Altertoxin derivater (31/38) Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

10 Phoma pomorum mau II I III IV mau V Isocoumarins Minutes (I) citreo-isocoumarinol nm (II) citreo-isocoumarin I II (III) diaportinic acid H H HH CH 3 H H H (IV) diaporthin (V) dichlorodiaporthin H 3 C III H H H H IV H CH 3 H 3 C H H H 3 C H V H Cl Cl Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

11 Marksvampe på majs o Fusarium F. avenaceum, F. equiseti, F. culmorum og F. graminearum Mange mykotoksiner normalt i lave koncentrationer o Phoma pomorum Danner isocoumarins (mest diaportinic acid) Diaportinic acid ikke detekteret i 10 majsprøver o Alternaria A. infectoria er den hyppigste Infectopyroner ikke detekteret i 10 majsprøver o o o o o Trichothecener o DN, NIV, T-2, HT-2 Zearalenon Fumonisiner (FB1 og FB2) Moniliformin Fundet i 15/28 prøver Lave nivaeuer (<10 ppb) Beauvericin og enniatiner Hyppig men i relativt lave niveauer o Konklusion Lave mykotoksin niveauer i majs = ikke skadeligt for kvæg Ensilagesvampe? Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

12 Ensilage Svampe Mykotoksiner Vækst betingelser Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

13 Mange analyser 20 stakke, 2 mdr intervaller, Jan Sept Boreprøver Mikrobielle data Skimmelsvampe (antal og art) Mælkesyre bakterier (antal) Gær (antal) Fysiske data Dato og tid Temperatur Kemiske data ph Flygtige fede syrer Alkoholer Glykose og laktat Hot-spots: Skimmelsvampe (art) Photo: Birgitte ML Raun Samarbejde: Niels B Kristensen Birgitte ML Raun (DJF Aarhus Universitet) Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

14 Årsvariation Bakterier Gær Skimmelsvampe Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

15 Skimmelsvampe Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

16 Skimmelsvampe i hot-spots Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

17 Mykotoksiner i hot-spots Svampe Monascus ruber Aspergillus fumigatus Byssochlamys nivea Penicillium roqueforti og Pen. paneum AND A CIC FUC B FUC C FUT C GLI MAC A MAC B MYCP RQ A RQ C x x 309 x x 282 x x x x x 1646 x x x x x 335 x x 407 x Koncentration i µg per kg X = fundet Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

18 God ensilage (n=10) Hot-spots (n=10) n pos max (µg kg -1 ) n pos max (µg kg -1 ) Kvantitativ NIV DN RQ C TEA GLI AH MPA AME ZEA AND A ENN B FUC A 0 1 RQ A 4 3 Kvalitativ MAC B 0 1 MAC A 1 3 CIC 5 5 Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

19 Enniatin B i majsesilage ppb 350,00 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 3 months 7 months 11 months 50,00 0,00 * * * * * * * AVG MED 10 ensilage stakke analyseret efter 3, 7 og 11 måneder Enniatin B i alle prøver Stabilt Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

20 100 prøver af friskhøstet og ensileret majs indsamlet i 2007, 2008 og 2009 Prøver Genmsnt. koncentration (µg/kg frisk vægt) Alternariol Monomethyl Ether 3 9 Andrastin A Alternariol 1 12 Citreoisocoumarin 3 * DN Enniatin B Marcfortine A 5 * Marcfortine B 1 * Mycophenolic acid Nivalenol Roquefortine A 5 * Roquefortine C Tenuazonic acid Zearalenone Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

21 Cytotoksicitet (akut)- agar og ensilage ekstrakter Ensilagesvampe Toksicitet Toksiner Penicillium paneum Penicillium roqueforti Aspergillus fumigatus Byssochlamys nivea Monascus ruber YES, PDA, CYA, majs ensilage 1 af 4 isolater YES, PDA, CYA, ensilage-agar, ensilage 3 af 4 isolater YES, PDA, CYA, ensilage 2 af 4 isolater YES, PDA, CYA, ensilage-agar, ensilage Alle isolater YES, PDA, CYA ensilage 1 af 4 isolater Patulin, roquefortine C, botryodiploidin, macfortines, Roquefortine C, (mycophenolic acid), PR-toxin, roquefortine A, Gliotoxin, Verrucologen, fumitremorgin A & B, fumitoxins, tryptoquivalins, Patulin, mycophenolic acid, byssochlamic acid, malformins, Citrinin, mevinolins, Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

22 Cytotoksicitet (akut) Marksvampe Toksicitet Toksiner Alternaria tenuissima Fusarium avenaceum Fusarium graminearum YES, PDA, CYA Alle isolater YES, PDA, CYA, CYA 2 af 4 isolater YES, PDA, CYA Alle isolater Tenuazonic acid, altertoxins, alternariols, Antibiotic Y, aurofusarin, enniatins, fusarin C, moniliformin, beauvericin, Zearalenone, deoxynivalenol, Aurofusarin, culmorin fusarin C, culmorin, butenolide, nivalenol, Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

23 Afrunding Skimmelsvampe: Udbredt i majsensilage, men marksvampe kan ikke vokse i ensilagen Penicillium roqueforti, Pen. paneum,, Aspergillus fumigatus, Mucor sp. Varierer hen over sæsonen Heterogen udbredelse Ingen korrelation mellem mikrobiel status og fysisk-kemiske data Mykotoksiner: Mange mykotoxiner detekteret i både majs og majsensilage Generelt i lave niveauer kan være høje niveauer i hot-spots Skimmelsvampene udviser et akut toksisk respons i celle-modeller, dette varierer dog med vækstbetingelser og isolater Hold stakkene lukkede og tætte så længe som muligt indtrængende luft (ilt) kan forværre skimmelsvampevæksten Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts

24 Afrunding Skimmelsvampe: Udbredt i majsensilage, men marksvampe kan ikke vokse i ensilagen Penicillium roqueforti, Pen. paneum,, Aspergillus fumigatus, Mucor sp. Varierer hen over sæsonen Heterogen udbredelse Ingen korrelation mellem mikrobiel status og fysisk-kemiske data Mykotoksiner: Mykotoksiner alene er ikke årsag til problemerne i besætningerne men kan måske samvirke med andre stressende Mange mykotoxiner detekteret i både majs og majsensilage Generelt i lave niveauer kan være høje niveauer i hot-spots Skimmelsvampene udviser et akut toksisk respons i celle-modeller, dette faktorer varierer dog med vækstbetingelser og isolater Hold stakkene lukkede og tætte så længe som muligt indtrængende luft (ilt) kan forværre skimmelsvampevæksten Ulf Thrane, CMB/DTU Systembiologi 25 marts