A fusarium graminearum-mal szemben, amelynek deoxynivalenol és zearalenon toxinjai már lassan ismertté váltak, a Fusarium moniliforme, újabban inkább F. verticillioides néven emlegetik még, a vetőmagtermesztésben sem okozott az előbbivel összevethető problémákat, hiszen az e gombával fertőzött szemek túlnyomó többsége csíraképes maradt és megfelelő csávással a problémát kezelni tudták. Természetesen a kukorica csövét vagy 15 fusarium faj támadja meg, igen eltérő toxinprofillal. Száraz években inkább a F. verticillioides a domináns faj, akár 70%-ot is elérhet aránya a Fusarium fajokon belül, nedvesebben a F. poae, F. sporotrichioides, F. avenaceum és egyéb fajok lépnek előtérbe a F. verticillioides rovására. A F. graminearum arány a két év országos felvételezéseinél stabil, 20% körüli értékkel. Bár azóta újabb felmérések alig készültek, a szántóföldi kép alapján a F. verticillioides ma is a leggyakoribb száraz évjáratokban előforduló gombafaj. Nem egy hibridre jellemző az 1. ábrán bemutatott kép, a cső különböző részein, egymástól független fertőzések alakulnak ki, szóródásos fertőződésnek is hívjuk a szakzsargonban. A fertőzés a bibeszálakon keresztül éri el a szemet, és terjed át a szomszédos szemekre. Enyhe fertőződés esetében csak fehér, radiális csíkoltság mutatkozik, ami azután erősebb fertőzésnél már a micéliumtömeg megjelenésében is megnyilvánul. Ez a szóródásos kép hibridfüggő, azaz genetikailag rögzített. Azt gondoljuk, jobb ezekkel szemben legalább három lépés távolságot tartani.
A 2. ábrán már egy súlyosabb fertőzés látható, a hiányosan termékenyült csutkán már erős micéliumtömeg van, a szemeket már a fertőzés csaknem teljesen beborítja. Itt már látható a csírázás megindulása is, ami a beteg szemek nagyobb víztartalmának, s a gomba által termelt hormonszerû anyagoknak (gibberellinek) is köszönhető. A 3. ábra már a cső jelentős felületére kiterjedő súlyos fertőzést mutat.
Csak a differenciálódás miatt mutatok be F. culmorum által fertőzött csöveket (4. ábra), amely megjelenését tekintve jelentősen eltér, sokkal súlyosabb fertőzést okoz, mint a F. verticillioides. Ez a tünet azonban ritkább, kisebb kárt azonban nem okoz. Mindkét fő gombafaj látens fertőzést is okozhat, amikor a cső felszínén már a vízvesztés miatt már alig tud nőni, de a 15–20%-kal nedvesebb csutka felszínén még gyorsan terjed. Az ilyen fertőzött csutkarész szürkésebb az egészséges részhez képest, a csírák gyakran már elhaltak, és természetesen a fertőzött szemek toxintartalma is igen magas lehet.
A fertőzés több úton jöhet létre. A kukoricacső bibeszálai is közvetíthetik lefelé a fertőzést. A szár felől is lehetséges fertőzés kialakulása, de ez igen ritka. Nagyon fontos a rovarrágás által nyitott kapu, a fuzáriumfertőzött csövek jelentős, akár nagyobb hányada is tartozhat ebbe a kategóriába. A csapadékos augusztus/szeptember inkább a F. graminearum fertőzésnek kedvez, a szárazabb feltételek inkább a F. verticillioidesnek kedveznek. Tehát ideális időjárás minden fusarium fajjal szemben nem nagyon van. A fertőzés elsődleges oka azonban a fogékony hibridek jelenléte a köztermesztésben, nem ritka, hogy a kiváló termőképességû hibridek közé nagyon fogékony is bekerül, egyszerûen azért, mert a csőfuzárium rezisztenciát nagyon komolyan senki sem vette.
Új helyzetet teremtett az EU által bevezetett toxinhatárértékek ténye, amely humán felhasználásra szigorúan, kötelező érvénnyel szabályozta a maximálisan megengedett toxintartalmat. Ez a DON esetében 1.25, zearalenonnál 0.2, míg fumonizinnél 2 ppm, azaz két milliomodrész, azaz ennyi g/tonna. Az állattenyésztésben nem kötelező, hanem ajánlott értékek vannak. Az állattenyésztés is sokkal tudatosabb, mint korábban van, a takarmánykeverők ma már rendszerint toxinmérés után vásárolnak fel. Sokan gondolták, hogy a fertőzött termény majd jó lesz bioetanolnak. Kanadai vizsgálatok szerint azonban rosszabb az alkoholkinyerés hatásfoka, a toxinok a mikrobák tevékenységét is gátolják, a toxikus végtermék toxinmentesítése megint költséges. Vagyis minden felhasználónak hibátlan, egészséges termény kell. Talán egyedül az égetés látszik jó megoldásnak.
A F. verticillioides főként toxinjai, jelesül a fumonizinek miatt vált hírhedtté. A mikotoxinok viszonylag új csoportját képviselik, ugyanis az elsőt, a fumonizin-B1-et 1988-ban írták le. A toxincsoport tagjai nagy gyakorisággal és jelentős koncentrációban is megjelenhetnek a szemesterményekben, leggyakrabban kukoricában és az abból készült termékekben is. Ennek oka, hogy a toxinokat termelő – a fusarium nemzetség Liesola-szekciójába tartozó, leggyakrabban a F. verticillioides – gombafajok általánosan elterjedtek a mérsékeltövi amerikai, európai és ázsiai területeken termelt gabonafélékben. A fumonizinek hasonlóan más mikotoxinokhoz igen kis mennyiségben is már kifejtik mérgező hatásukat, tehát jelentős a kis dózisú, hosszan tartó ún. krónikus toxinhatás veszélye. A sertéseknél mellvízkórt és tüdővizenyőt, patkányokon májrákot, lovaknál az agylágyulásos leucoencephalomalacia-t írták le a toxikózis kórképeként. Humán hatásként a nyelőcsőrák kialakulásában játszott szerepét igazolták, valamint feltételezhetően terhességi toxikózist is okozhat, és már jelen lehet magában az anyatejben is. Sejtszintû hatása, hogy a szfingolipid anyagcsere gátlásával módosul a sejtmembrán összetétele, és ezáltal annak átjárhatósága más, a normális sejtszintû mûködésben résztvevő anyagok számára.
A fumonizinek kémiai természetüket tekintve egymással szoros rokonságban álló poláris jellegû vegyületek. Alap szerkezeti egységük egy 19–20 tagú szénláncból álló molekulagerinc, melyhez észterkötéssel különböző gyökök kapcsolódhatnak. E csoportok száma és elhelyezkedése határozza meg az egyes alfabetikusan jelölt típusokon belüli számmal jelölt csoportokat. Az egyes típusok elkülönítése pedig a kettes számú szénatomon található gyökök alapján történik (5. ábra): A- (acetil-amino-, metil-csoport), B- (amin-, metil-csoport), C- (metil-csoport) és P-típus (3-hidroxi-piridin, metil-csoport). Elterjedt a kevesebb propán-1,2,3-trikarbonsavat tartalmazó hidroxilált származékok elnevezésére az eredeti vegyület neve elé tett PH (részlegesen hidrolizált) jelölés is.
Az EU-ban a határérték az élelmiszerekben előforduló B1, B2 toxinok összesített mennyiségére a 2007 október 1-től hatályba lépett 2006/583/EK számú rendelet szerint feldolgozatlan kukoricára 2 mg/kg, kukoricadarára, kukoricakorpára és kukoricalisztre 1 mg/kg, egyéb kukorica alapú élelmiszerekre 0,4 mg/kg, valamint 0,2 mg/kg feldolgozott kukorica alapú, csecsemők és kisgyermekek részére szánt élelmiszerek és bébiételek esetében. Az uniós szabályozás kitér a takarmányok megengedhető B1, B2 mikotoxin szennyezettségére is ((2006/576/EK), ami kukoricafélék és kukoricakészítmények takarmány alapanyagként való alkalmazásakor 60 mg/kg, kiegészítő és teljes értékû takarmányok esetén ez valamivel kevesebb és az etetett állatfajta függvénye (5–50 mg/kg). Igaz az USA-ban a két legnagyobb mennyiségben termelt toxinon kívül B3-ra is van határérték, az EU ide vonatkozó szabályozása szerint azonban nem kell tartani a B3 hirtelen expozíciójától, ugyanis az eddigi vizsgálatok szerint a mennyisége elmarad a B1 és B2 mennyiségétől és e kettőhöz viszonyított aránya az állandó, ezáltal a két fő fumonizin mennyisége előre jelzi a B3 mennyiségét is.
A Gabonatermesztési Kutató Kht. Analitikai Laboratóriumában az elmúlt években 60 Magyarországon izolált F. verticillioides törzs fumonizin termelő képességének vizsgálatában vettünk részt, ahol a gombák a toxinokat előre beállított, laboratóriumi körülmények között, szilárd fázisú fermentáció során termelték. A toxinok analitikai vizsgálatát folyadékkromatográffal kapcsolt tömegspektrométerrel végeztük és kezdetben a mintaelőkészítés után kapott extraktumokból a B1, B2, B3 és a B4-típusú fumonizinek kvalitatív és kvantitatív analízisére szorítkoztunk, ugyanis a meghatározáshoz elengedhetetlen tiszta anyag (ún. standard) csak e vegyületek esetén állt rendelkezésre. A vizsgálatok közben azt tapasztaltuk azonban, hogy számos más fumonizin jellegû vegyület is található a mintában, melyek tömegspektrumai azt sugallták, hogy új, eddig nem azonosított mikotoxinokról lehet szó! Kutatásaink során ezért e vegyületek szerkezetének felderítésére összpontosítottunk, és nemzetközi fórumokon 37 eddig még le nem írt fumonizinről számoltunk be (6. ábra), melyek szerkezetét tömegspektrometriás szinten meg is határoztuk. A felfedezett mikotoxinok között találtunk új A-típusú, B-típusú és új C-típusú fumonizineket, továbbá leírtunk egy új típust, az FD-t, mely csoport tagjai valószínûleg rövidebb szénlánccal rendelkeznek, mint a korábban azonosított fumonizinek. Fény derült arra is, hogy a molekulagerincet nem csak propán-1,2,3-trikarbonsav észteresítheti, hanem más szerves savak is, úgymint cisz-akonitsav (-AA), oxál-fumársav (-OFA) vagy oxál-borostyánkősav (-OSA) (5. ábra). Meg kell jegyeznünk továbbá, hogy a különböző gombatörzsek termelt fumonizin profilját vizsgálva számos esetben találtunk eltérést az irodalmi adatoktól a két EU-ban mérendő toxin és a B3 toxin mennyiségi arányait tekintve.
Az említett kutatási eredmények tükrében felmerülhet bennünk a kérdés, hogy mennyire biztonságosak azok az asztalunkra kerülő kukorica-alapú élelmiszerek, melyben a jelen szabályozás szerint a fumonizinek szintje nem lépi át a megengedett határértéket. Biztosak lehetünk-e abban, hogy ez az élelmiszer a B3 toxint csak a még nem toxikus szintben tartalmazza? A kutatások még folyamatban vannak, de úgy tûnik, hogy erre a kérdésre sajnos nemleges választ kell adnunk. További eddig fel nem mért élelmiszerbiztonsági kockázatot jelentenek még az általunk azonosított új fumonizin vegyületek, melyek toxikológiai hatásáról egyelőre még nem áll rendelkezésre egyetlen vizsgálati adat sem. Igaz relatív mennyiségük viszonylag kicsi a nagy mennyiségben termelődő B1 és B2 toxinokhoz képest, toxicitásuk azonban akár sokszorosa is lehet azokénak.
A fumonizinek szerkezetének, toxicitásának vizsgálatát természetesen a jövőben is folytatni kívánjuk, hiszen ez a téma nem csak egy egyszerû kutatási kihívást jelent, hanem kiemelkedő élelmiszer-egészségügyi jelentőséggel is bír.
Kérdés, mi lehet a megoldás. Két éve kezdtünk el egy rezisztenciakutatási programot, felélesztve azt egy csaknem 20 éves szünet után. A kérdés az volt, hogy a betegség-ellenállóság és a toxintartalom hogyan függ össze egymással. A vizsgálatokat egy-egy F. graminearum-mal, F. culmorum-mal, és két F. verticillioides izolátummal végeztük. Az adatok arra utalnak, hogy a különböző fajokkal szembeni közös rezisztencia nem zárható ki, az összefüggések r = 0.60 felett vannak. Természetesen megmértük a toxintartalmat is. A hibrideket az OMMI által végzett megfigyelések szerint választottuk ki azzal a bevallott céllal, hogy megfelelő eredmények esetében a fajtaminősítés számára is javasolni fogjuk. Az adatokat az 1. táblázat mutatja be. A jó összefüggések miatt a négy gomba izolátum átlagfertőzöttsége szerepel a táblázatban, a csőfelület százalékában.
Pénzügyi okok miatt a 30-ból csak 12 hibrid toxinanalízisét végeztük el. Az adatok azt mutatják, hogy a toxinadatok egyértelmûen rezisztenciafüggőek. Van ugyan 1–2 kivétel, de annak nem csak genetikai oka lehet. Az látszik, hogy a legellenállóbb hibridekben képződik a legkevesebb toxin, nagyjából huszad része annak, mint ami a legfogékonyabbakban jön létre. Ez egyébként hasonlít a búzáéhoz. Van még egy igen fontos üzenet. Itt nem csak a FB1-et, hanem az AB2-4 toxinok mennyiségét is mértük. Kiderült az átlagok alapján, hogy a FB1 aránya csak 50% körül van a korábban vélelmezett 70–80% helyett. Ha ehhez az újonnan felfedezetteket is hozzáadjuk, akkor már csak 40% körüli értéket kapunk. Az is látszik, hogy az FB1 arány a különböző hibrideknél nem változatlan. Pl. a Galgánál 60% körül van, addig az Eurostar esetében csak egyharmad, a Relaxnál viszont meghaladja a 70%-ot. Fontos, hogy az FB3 és FB4 összege nagyon közel áll az FB2 értékéhez.
A 2007-es kísérletek során a 2006-os értékekhez hasonlót kaptunk, csak nagyobb fertőzöttséggel (öntözött tenyészkert). A 2006-os harminc mellett további 27 hibridet is megvizsgáltunk, többek között a szegedi szortiment fontosabb tagjait is. Kiváló teljesítményt nyújtott a Csanád és a Kenéz, ezeken a 4. ábrán mutatotthoz képest alig volt fertőzés (7. ábra). E kettőn kívül átlag feletti volt a szegedi sorból a Sarolta és a Szegedi SC 349 is. Természetesen ezek F. verticillioides fertőzöttsége is minimális volt.
Összefoglalás. A fumonizinek a Fusarium nemzetség Liseola fajcsoportjának toxinjai, leginkább a F. verticillioides terjedt el közülük. Nem csak egy, hanem igen nagyszámú toxin szintézisére képesek, és ezt a gazdanövény is jelentősen befolyásolja. Összmennyiségük elsősorban rezisztenciafüggő, az ellenállóbbakban sokkal kevesebb halmozódik fel. Az is látszik, hogy a jelenlegi hibrid szortimentben igen nagy különbségek vannak, ezért takarmánybiztonság tekintetében sokkal jobb a helyzet, mint a búzában, viszonylag egyszerû vizsgálatokkal az ellenállóságot tesztelni lehet. Cél egyrészt az, hogy fogékony hibrid ne kerülhessen az elismerendő fajták közé, másrészt a már köztermesztésben lévő fajtasor átvizsgálásával az eddigi arányok mellett biztosan lehet a 400 közeli hibridből 40–50 olyat kiválasztani, ahol a termőképesség és élelmiszerbiztonság között nem kell kényszerû kompromisszumot kötni. Ezt a munkát pályázati finanszírozással szeretnénk elvégezni.
Mesterházy Ákos–Toldiné Tóth Éva
–Szekeres András–Bartók Tibor
Gabonatermesztési Kutató Kht, Szeged
