Fusarien und Mykotoxine in Mais und Getreide – Bedeutung und Befalls-Faktoren

• Forschungsstelle: ART
• Projektnummer: 12.32.04.08
• Projekttitel Englisch: Fusaria and Mycotoxins in Maize and Cereals – Impact and Infection Factors
• Kurztitel: Fusarien und Mykotoxine in Mais und Getreide

Schlüsselwörter (Englisch)

Fusarium, food and feed safety, mycotoxins, maize, wheat, pathogenicity, chemotypes

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Mais und Maisprodukte weisen häufig einen starken Fusarium-Befall und Mykotoxin-Belastungen auf. Im Europäischen Raum liegen wenige repräsentative Untersuchungen über die Bedeutung von Fusarien bei Mais und den Einfluss von Anbaufaktoren vor. Empfehlungen zur Risikobegrenzung werden jedoch von der Getreidebranche massiv gefordert. Für Körnermais (KM) hat die FG 32.4 im AP08-12 Methoden zur Probenahme, zur visuellen Beurteilung von Kolben- und Stängelbefall und zur Diagnose der Fusarium-Arten entwickelt. Es konnte gezeigt werden, dass bei Mais im Vergleich zu Weizen ein deutlich komplexeres Fusarium-Artenspektrum vorliegt und damit andere, zum Teil krebserregende, Toxine auftreten. Seit 2008 läuft ein schweizweites KM-Monitoring von Praxisproben mit den Zielen, ein Inventar der in der Schweiz wichtigsten Arten zu erstellen und um befallsbeeinflussende Faktoren zu erkennen. Im Gegensatz zu Weizen war es bei KM aber noch nicht möglich, wirksame Massnahmen zur Vermeidung von Fusarienbefall im KM zu entwickeln. Bezüglich Silomais (SM) wurden kürzlich Methoden zur Diagnose von Fusarien entwickelt. Repräsentative Untersuchungen über Belastungen von des wichtigen Futtermittels SM mit Fusarien und Toxinen fehlen aber noch. Dies ist insbesondere von bedeutung, da SM direkt ab Hof verfüttert wird und daher – im Gegensatz zu anderen Futtermitteln – keine Kontrollen stattfinden. Zwischen 2007 und 2010 wurde eine schweizweite Erhebung von Praxis-Weizenproben bezüglich Fusarienbefall und Mykotoxinbelastung (Deoxynivalenol-DON) und dem potentiellen Einfluss von Anbaufaktoren durchgeführt. Für die am häufigsten vertretene Art, Fusarium graminearum (FG), sind die befallsbeeinflussenden Faktoren weitgehend bekannt. Die zweithäufigste Art, F. poae (FP), produziert unter anderem Nivalenol (NIV), das im Vergleich zu DON eine deutlich höhere akute Toxizität aufweist. Im Gegensatz zu FG, war es bisher nicht möglich, Anbaufaktoren zu ermitteln, die den Befall von Weizen durch FP und andere NIV-produzierende Arten beeinflussen. Zudem liegen noch keine Studien zur genetischen Diversität verschiedener NIV-Bildner, potentiellen Chemotypen und möglichen Korrelationen zur Pathogenität auf Weizen vor.
Zur Prognose von FG-Befall und DON-Kontamination in Weizen wurde im Rahmen des AP04-07 das Internet-Prognosesystem FusaProg entwickelt und der quantitative Einfluss der agronomischen Faktoren validiert. Im Rahmen des AP08-11 wurden kürzlich neue Module zur Vorernte-Risikoberechnung entwickelt. Diese müssen jedoch noch mit neuen Daten aus der Schweiz und mit Daten aus dem Ausland validiert und möglicherweise durch weitere Faktoren ergänzt werden. 2010 wurde ein neues Modell zur Prognose von FG-Infektionstagen aufgrund des Sporenflugs entwickelt. Eine Validierung dieses Modells ist noch nötig. Für die anderen drei wichtigen Fusarium-Arten liegen noch keine umfassenden Untersuchungen zur Epidemiologie vor.

Projektziele (Deutsch)

Unser Ziel ist eine wissenschaftlich fundierte Erhebung zur Bedeutung verschiedener Fusarium-Arten bei Körner- und Silomais sowie die Beurteilung einer potentiellen Belastung von Getreide durch bisher kaum untersuchte NIV-produzierenden Arten. Das Hauptaugenmerk liegt auf der Ermittlung beeinflussender Anbaufaktoren.
Mais:
1. Methodenvalidierung zur Untersuchung von Fusarium-Befall und Toxinkontamination bei Silomais 2. Etablierung eines Inventars der wichtigsten Fusarium-Arten auf Silomais in der Schweiz und Ermittlung der wichtigsten Befallsfaktoren bei Silo- und Körnermais
Fusarium poae (FP) bei Weizen, Epidemiologie von FG, FP, FA (F. avenaceum) & FCr (F. crookwellense) und FusaProg
1. Ermittlung der genetischen Diversität von FP, Überprüfung der Toxinprofile und Pathogenität auf Weizen
2. Untersuchungen zur Sporenverbreitung der wichtigsten vier Fusarium-Arten bei Weizen
3. Weitere Optimierung des Prognosesystems FusaProg mit Einbezug der 3-Tages-Wetterprognose sowie dem Einbau des FG-Sporenflugmodells zur Vorhersage von FG-Befallsperioden. Optimierung und Validierung und der Vorernte-Risikoberechnung des DON-Gehalts unter Einbezug von Anbau-, Befalls- und Mykotoxindaten aus Deutschland.

Kunden/Berichterstattung (Deutsch)

Produzenten, landwirtschaftliche Berater, verarbeitende Industrie, Handel und Konsumenten
Durch wissenschaftliche und praxisorientierte Publikationen, Berichte an Geldgeber, nationale/internationale Vorträge

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Publikationen