Control of Fusarium graminearum in Wheat With Mustard-Based Botanicals: From in vitro to in planta
Type de document
journalArticle
Langue source
Anglais
Titre français
Lutte contre Fusarium graminearum dans le blé avec des plantes à base de moutarde: de l'in vitro à in planta
Titre anglais
Control of Fusarium graminearum in Wheat With Mustard-Based Botanicals: From in vitro to in planta
Auteur(s)
- DRAKOPOULOS Dimitrios
- MECA Giuseppe
- TORRIJOS Raquel
- MARTY Anja
- KÄGI Andreas
- JENNY Eveline
- FORRER Hans-Rudolf
- SIX Johan
- VOGELGSANG Susanne
Editeur(s)
Autre(s)
Id
AQMIHX24
Version
2152
Date ajout
28 octobre 2020 12:25
Date modification
3 novembre 2020 17:45
Résumé français
Fusarium graminearum est un champignon phytopathogène qui cause la brûlure de l'épi par Fusarium dans les céréales à petits grains, comme le blé, avec des réductions de rendement significatives. De plus, il contamine les céréales avec des mycotoxines dangereuses pour la santé, telles que le désoxynivalénol (DON), mettant en péril la sécurité des denrées alimentaires et des aliments pour animaux. Les biopesticides à base de plantes, c'est-à-dire les plantes, ont récemment suscité un intérêt accru pour la protection des cultures en tant qu'alternatives aux produits chimiques de synthèse. L'objectif principal de cette étude était de tester l'efficacité de contrôle des plantes à base de farines de graines de moutarde blanche ou indienne / orientale (Tillecur - Ti, Pure Yellow Mustard - PYM, Pure Oriental Mustard - POM, Oriental Mustard Bran - OMB) sur F. graminearum et accumulation de mycotoxines dans le grain de blé. Les plantes médicinales à une concentration de 2% ont montré une efficacité plus élevée pour inhiber la croissance du mycélium in vitro par rapport à un fongicide prothioconazole (F). Dans l'expérience en chambre de croissance dans des conditions contrôlées, les agents de pulvérisation ont réduit la teneur en DON dans le grain dans l'ordre suivant: F = Ti = PYM> POM> OMB. L'activité antifongique des plantes peut être attribuée à leurs matrices bioactives contenant des isothiocyanates (ITC) et des acides phénoliques. L'allyl ITC a été détecté dans POM et OMB à 8,38 et 4,48 mg g-1, tandis que le p-hydroxybenzyl ITC a été trouvé dans Ti et PYM à 2,56 et 2,44 mg g-1, respectivement. Des quantités considérables de divers acides phénoliques ont été détectées dans toutes les plantes. Dans les conditions de terrain, seule l'utilisation de F a réduit significativement l'infection à F. graminearum et la teneur en DON dans le grain. Une autre découverte importante de cette étude est que le contrôle de la maladie était plus difficile lorsque l'infection était faite avec des ascospores que des conidies, ce qui pourrait avoir plusieurs implications potentielles étant donné que les ascospores sont plus importantes dans les épidémies de fusariose de l'épi. Nos résultats suggèrent que les plantes à base de moutarde sont des biopesticides prometteurs pour le contrôle de la fusariose de l'épi dans les céréales à petits grains, mais pour les applications au champ, une formulation appropriée est nécessaire pour stabiliser et prolonger l'activité antifongique, en particulier contre les ascospores.
Résumé anglais
Fusarium graminearum is a phytopathogenic fungus that causes Fusarium head blight in small-grain cereals, such as wheat, with significant yield reductions. Moreover, it contaminates the cereal grains with health-threatening mycotoxins, such as deoxynivalenol (DON), jeopardizing food and feed safety. Plant-based biopesticides, i.e. botanicals, have recently gained increased interest in crop protection as alternatives to synthetic chemical products. The main objective of this study was to test the control efficacy of botanicals based on white or Indian/oriental mustard seed flours (Tillecur - Ti, Pure Yellow Mustard - PYM, Pure Oriental Mustard - POM, Oriental Mustard Bran - OMB) on F. graminearum infection and mycotoxin accumulation in wheat grain. Botanicals at 2 % concentration showed a higher efficacy in inhibiting mycelium growth in vitro compared with a prothioconazole fungicide (F). In the growth chamber experiment under controlled conditions, the spraying agents reduced DON content in grain in the following order: F = Ti = PYM > POM > OMB. The antifungal activity of the botanicals may be attributed to their bioactive matrices containing isothiocyanates (ITCs) and phenolic acids. Allyl ITC was detected in POM and OMB at 8.38 and 4.48 mg g-1, while p-hydroxybenzyl ITC was found in Ti and PYM at 2.56 and 2.44 mg g-1, respectively. Considerable amounts of various phenolic acids were detected in all botanicals. Under field conditions, only the use of F significantly decreased F. graminearum infection and DON content in grain. An additional important finding of this study is that disease control was more difficult when infection was done with ascospores than conidia, which might have several potential implications considering that ascospores are more important in Fusarium head blight epidemics. Our results suggest that mustard-based botanicals are promising biopesticides for the control of Fusarium head blight in small-grain cereals, but for field applications, an appropriate formulation is necessary to stabilize and prolong the antifungal activity, especially against ascospores.
Note
None
CRAW tags
- AB - Utile à l'AB
- FREDO lutte
- fusarium head blight
- PRODUIT wheat
- SPECIES blé
- biocontrôle
WEB tags
- ascospores
- isothiocyanate
- antifungal botanical
- conidia
- mycotoxin
- phenolic acid
Titre de la publication
Frontiers in Microbiology
Volume
11
Date caractères
2020
Date publication
1 janvier 2020
Doi
10.3389/fmicb.2020.01595
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Issn
1664-302X
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