An effective aflatoxin B1 reduction in wheat grain contaminated by Aspergillus flavus via combining the biological degradation of the toxin with inhibition of its biosynthesis | Повышение эффективности деконтаминации зерна пшеницы, загрязненного афлатоксином В1, посредством cовместного использования агентов биодеградации токсина и ингибитора его биосинтеза

Russian. Деконтаминация загрязненного микотоксинами фуражного зерна - одна из актуальных задач обеспечения безопасности с.-х. кормов. Цель работы - оценка эффективности снижения содержания микотоксина в зерне пшеницы, искусственно контаминированном афлатоксином В1, после обработки актинобактериями рода Rhodococcus или ингибитором афлатоксигенеза (компактином), а также при сочетании этих методов. Способность к деструкции АФВ1 была протестирована у четырех штаммов: Rhodococcus sp. AC-1260, R. erythropolus AC-1269 и АС-884, R. ruber AC-1801. С помощью количественного анализа АФВ1 методом высокоэффективной жидкостной хроматографии обнаружено, что наиболее активная деградация микотоксина происходила в освобожденном от бактериальных клеток супернатанте культуральной жидкости (КЖ) штамма АС-884. После инкубации АФВ1 (0,2 мкг/мл) в КЖ АС-884 при нейтральном рН в течение 48 ч при 30 град. С были обнаружены лишь следовые количества микотоксина, в то время как в супернатантах КЖ других штаммов при тех же условиях сохранялось от 15 до 50% внесенного АФВ1. Обработка КЖ АС-884 зерна пшеницы (Triticum aestivum L.) сорта Дарья, искусственно загрязненного препаратом АФВ1 (1,0-5,0 мкг/г зерна), через 3 сут приводила к удалению 60% добавленного токсина, а после использования супернатантов КЖ или клеточных суспензий штаммов AC-1260, AC-1801 или AC-1269 количество АФВ1 оставалось таким же, как в контроле. Обработка зерна супернатантом КЖ штамма АС-884 давала лучший результат, чем обработка аналогичным супернатантом другого биодеструктора - Phoma glomerata PG-41. Через 7 сут после использования компактина (0,05 мг/г) количество токсина в зараженном Aspergillus flavus А11 зерне пшеницы уменьшалось вдвое по сравнению с контролем. Через 1 сут после обработки КЖ АС-884 (0,25 мл/г) образцов зерна, на котором гриб развивался в течение 6 сут, содержание АФВ1 сокращалось почти в 3 раза.

English. Decontamination of forage grain polluted with mycotoxins is one of the relevant problems of the forage safety provision. The aim of the work is to evaluate the effectiveness of reducing the content of mycotoxin in wheat grain artificially contaminated with aflatoxin B1 after treatment with actinobacteria of the genus Rhodococcus or an inhibitor of aflatoxygenesis, the compactin, as well as a combination of these methods. The present study reports the results of investigation of the AFB1 destruction capability in strains Rhodococcus sp., AC-1260, R. erythropolus AC-1269 and АС-884, and R. ruber AC-1801. Quantitative analysis of AFB1 by high performance liquid chromatography revealed that the most active mycotoxin degradation occurred in the cell-free cultural broth supernatant of АС-884 (СBS-884). Only trace amounts of AFB1 added in CBS-17 to a final concentration of 0.2 mcg/ml were detected in this supernatant after 48-h incubation at 30 deg. C, whereas cultural broth supernatants of other studied strains contained from 15 to 50% of the added AFB1 after its incubation under the same conditions. A 72-h treatment of wheat grain artificially contaminated with AFB1 with CBS-884 removed 60% of the toxin, while the use of cultural broth supernatants or cell suspensions of AC-1260, AC-1269 or AC-1801 strains did not result in any changes in the AFB1 content comparing to the control. Using a consecutive treatment of grain infected with a toxigenic Aspergillus flavus strain by compactin, inhibiting the AFB1 production in this fungus, and then by CBS-884, we demonstrated that the approach based on application of AFB1 biosynthesis inhibitors followed by the toxin biodegradation allowed an efficient decontamination of grain. Grain treatment of with the supernatant of AC-884 was more effective than the treatment with a similarly obtained supernatant of another АFB1-destroiyng agent, Phoma glomerata PG-41.