Incidencia de Aspergillus spp. y sus micotoxinas en maíz almacenado del norte de Tamaulipas

Abstract

RESUMEN: En México el maíz es el cereal más importante en la alimentación humana, por lo que es de vital importancia optimizar su aprovechamiento y reducir pérdidas causadas por factores abióticos (sequía, humedad relativa, suelos pobres en minerales, etc.) y bióticos, como son las enfermedades causadas por hongos de los géneros Aspergillus, Penicillium y Fusarium por su producción de micotoxinas las cuales son responsables de diferentes trastornos como son efectos carcinogénicos, teratogénicos o mutagénicos hasta la producción de desórdenes hormonales o inmunosupresores en humanos y en animales. El objetivo de esta investigación fue identificar los diferentes géneros de hongos presentes en muestras de maíz comercial evaluado al momento de la reciba en las bodegas y después de seis meses de almacenamiento con énfasis en Aspergillus. La identificación de las especies de Aspergillus se hizo utilizando técnicas moleculares basadas en la PCR, así como HPLC para la medición de aflatoxinas en el maíz y se midieron características de los granos como dureza, color, proteína y los aminoácidos triptófano y lisina. Fusarium fue el único hongo que mostró diferencia altamente significativa (P≤0.1), por efecto de fecha de reciba, en tanto que Penicillium lo fue por efecto de almacén y Aspergillus tuvo una diferencia significativa (P< 0.05) en la interacción de los dos factores investigados. Los maíces híbridos del 2011 fueron de grano pequeño y endospermo suave, resultando más susceptibles a la contaminación por hongos. En 2012 fueron de grano con suavidad intermedia y contaminados con Penicillium y Fusarium en reciba y después del almacenamiento, la incidencia de Aspergillus fue menor en las dos fechas. La prueba de comparación de medias indica que Fusarium fue el único hongo que estadísticamente se vio afectado por la fecha de reciba. El resumen del análisis de aflatoxinas realizados al grano de maíz procedente del norte del estado de Tamaulipas mostró que el 13.18% (12 de 91) de las muestras observaron niveles detectables de la aflatoxina B1, con valores que oscilaron desde 3.48 a 81.33 ppb, y con un promedio de 15.09 ppb. Respecto al análisis de DNA genómico el análisis de las secuencias permitió identificar a los 60 aislamientos como Aspergillus flavus NRRL3357. Se observó en todos los aislados la presencia del gen del factor de transcripción aflR, que es el encargado de iniciar la transcripción para la producción de aflatoxinas. Se observó que la presencia de los genes aflD y aflQ no tienen un patrón establecido, o que se relacionen a temperaturas, bodegas, año de cosecha, tiempo de almacenamiento, color de grano. Se encontró un 45% el gen aflD y un 41.66% del gen aflQ. Sin embargo se encontró que la muestra 111 mostró la ausencia del factor de transcripción aflR y aflQ, es decir, es probable que dicho aislado no sea capaz de producir aflatoxinas debido a que los genes implicados en la producción de dichas moléculas pueden estar deletados o mutados en su maquinaria de transcripción, aunque este hecho deberá ser confirmado por técnicas de expresión utilizando RNA. ABSTRACT: In Mexico, maize is the most important cereal for human consumption, so it is vitally important to optimize their use and reduce losses caused by abiotic factors (drought, humidity, poor soil minerals, etc.) and biotic, such as diseases caused by fungi of the genus Aspergillus , Penicillium and Fusarium by the mycotoxins production which are responsible for different disorders such as carcinogenic, mutagenic or teratogenic to the production of immunosuppressant or hormonal disorders in humans and animals. The objective of this research was to identify the different genus of fungi in commercial maize samples evaluated at the time of receipt in the warehouses and after six months of storage with emphasis on Aspergillus. The identification of Aspergillus species was made using molecular techniques based on PCR, and HPLC for measurement of aflatoxins in maize and grain characteristics such as hardness, color, protein and amino acids lysine and tryptophan were measured. Fusarium was the only fungus that showed highly significant difference (P ≤ 0.1) by the effect of date received, Penicillium was by the effect of warehouse and Aspergillus had a significant difference (P < 0.05) in the interaction of the two factors investigated. In 2011 the maize hybrids were small grain and soft endosperm, being more susceptible to fungal contamination. In 2012 were intermediate softness and grain contaminated with Fusarium and Penicillium in the received and after storage, the incidence of Aspergillus was lower in the two dates. The test for comparison of means indicates that Fusarium fungus that was the only statistically affected by the date received. The summary of the analysis of aflatoxins carried to maize grain from the northern state of Tamaulipas showed that 13.18 % (12 of 91) of the samples observed detectable levels of aflatoxin B1, with values ranging from 3.48 to 81.33 ppb, and with an average of 15.09 ppb. Respect the analysis of the genomic DNA sequence analysis allowed the identification of 60 isolates as Aspergillus flavus NRRL3357. The presence of the transcription factor aflR gene was found in all isolates, which is responsible for initiating the transcription gene aflatoxin production. It was observed that the presence of the aflD and aflQ genes doesn´t have a set pattern, or related to temperatures, warehouse, crop year, time of storage, grain color. The 45% found the aflD gene and 41.66 % of aflQ gene. However it was found that Sample 111 showed the absence of the transcription factor aflR and aflQ gene, it is presumable that these isolates may not be able to produce aflatoxin because the genes involved in the production of such molecules may be erased or mutated in the transcription machinery, although this should be confirmed by using RNA expression techniques.