Scanning electron microscopy of Fusarium culmorum-infected kernels of ancient wheat species

• Autorzy: Packa D. , Kulik T. , Hoscik M.

Warianty tytułu

PL

Badania z użyciem skaningowego mikroskopu elektronowego ziarniaków dawnych pszenic porażonych przez Fusarium culmorum

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Kernels of ancient hulled wheat species, Triticum monococcum, T. dicoccon, T. spelta, and threshable wheat species, T. polonicum, T. turanicum ('Kamut®'), were studied. Fusarium culmorum-infected kernels, classified as FDKs (Fusarium damaged kernels), were smaller, shrunken, wrinkled and lighter in colour than healthy kernels. The seed coats of the former were usually damaged, and white or pinkish-white mycelium formed on their surface. FDKs showed different fungal infection levels. Characteristic structural changes were noted in endosperm cells, including loosely arranged starch granules, a partial or even complete absence of the protein matrix enveloping starch granules, the disappearance of small starch granules and the presence of damaged large starch granules. The lowest degree of damage was observed in emmer and spelt kernels.

PL

Badano ziarniaki dawnych pszenic oplewionych: Triticum monococcum, T. dicoccon, T. spelta i wymłacalnych: T. polonicum, T. turanicum ('Kamut®')- Ziarniaki porażone przez Fusarium culmorum kwalifikowane jako FDK (Fusarium damaged kernels) były mniejsze, drobniejsze, pomarszczone, jaśniejszej barwy niż ziarniaki zdrowe, zwykle z uszkodzoną okrywą owocowo-nasienną i białą lub biało-różową grzybnią na powierzchni. Poszczególne ziarniaki w obrębie frakcji FDK wykazywały zróżnicowany stopień inwazji grzybowej. W komórkach bielma obserwowano charakterystyczne zmiany strukturalne, jak: luźny układ ziaren skrobiowych, częściowy lub całkowity brak białkowej matrycy spajającej ziarna skrobi, zanik małych ziaren skrobi oraz uszkodzenia dużych ziaren skrobi. Najmniejsze uszkodzenia komórek bielma obserwowano w ziarniakach pszenicy płaskurki i orkiszu.

Słowa kluczowe

EN

scanning electron microscopy; Fusarium culmorum; Triticum; infected kernel; ancient species; wheat; plant species; fungal infection

• Wydawca: -
• Czasopismo: Phytopathologia
• Rocznik: 2012
• Tom: 63
• Opis fizyczny: p.7-19,fig.,ref.

Twórcy

autor

Packa D.

• Department of Plant Breeding and Seed Production, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, pl.Lodzki 3, 10-724 Olsztyn, Poland

autor

Kulik T.

• Department of Diagnostics and Plant Pathophysiology, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, pl.Lodzki 3, 10-724 Olsztyn, Poland

autor

Hoscik M.

• Department of Plant Breeding and Seed Production, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, pl.Lodzki 3, 10-724 Olsztyn, Poland

Bibliografia

• Chełkowski J., Cierniewska A., Wakuliński W., 1990: Mycotoxins in cereal grain: Part 14. Histochemical examination of Fusarium-damaged wheat kernels. Die Nahrung 34, 4: 357-361.
• Hościk M., Graban Ł., Lajszner W., Packa D., 2010: a-amylase activity in the kernels of diploid, tetraploid and heksaploid spring wheat after head inoculation with Fusarium culmorum (W.G. Smith) Sacc. In: 11th European Fusarium Seminar, Radzików, September 20-23, 2010. Eds. E. Arseniuk, E. Czembor, T. Góral. Plant Breeding and Acclimatization Institute - NRI, Radzików: 275-276.
• Jackowiak H., Packa D., Wiwart M., Perkowski J., 2005: Scanning electron microscopy of Fusarium damaged kernels of spring wheat. Int. J. Food Microbiol. 98: 113-123.
• Kang Z., Buchenauer H., 2000: Ultrastructural and cytological studies on cellulose, xylan and pectin degradation in wheat spikes infected by Fusarium culmorum. J. Phytopathol. 148: 263-275.
• Koczowska I., Packa D., 1993: Susceptibility of some winter triticale cultivars to Fusarium culmorum (W. G. Smith) and Fusarium avenaceum (Corda ex Fr.) infection. Plant Breed. Seed Sci. 37,5/6:29-36.
• Meyer D., Weipert D., Mielke H., 1986: Effects of Fusarium culmorum infection on wheat quality. Getreide Mehl Brot 40: 35-39.
• Nightingale M.J., Marchylo B.A., Clear R.M., Dexter J.E., Perston K.R., 1999: Fusarium head blight: effect of fungal proteases on wheat storage proteins. Cereal Chem. 76, 1: 150-158.
• Packa D., 2005: Fitotoksyczna aktywność patogenów nekrotroficznych z rodzaju Fusarium. Rozpr. Monogr. UW-M 106.
• Packa D., Jackowiak H., Góral Т., Wiwart M., Perkowski J., 2008: Scanning electron microscopy of Fusarium-infected kernels of winter triticale (x Triticosecale Wittmack). Seed Sei. Biotechnol. 2, 1: 27-31.
• Parry D.W., Jenkinson P., McLeod L., 1995: Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals - a review. Plant Pathol. 44: 207-238.
• Schwarz P.B., 2003: Impact of Fusarium head blight on malting and brewing quality of barley. In: Fusarium head blight of wheat and barley. Eds. K.J. Leonard, W.R. Bushnell. APS Press, St. Paul, MN: 395-419.
• Srobar S., Srobarova A., 1978: Mikroskopické pozorovanie obiliek ozimnej pšenice infikovaných hubou Fusarium culmorum (W.G. Sm.) Sacc. Biologia (Bratisl.) 33, 7: 583-589.
• Srobarova A., 1987: Vývoj huby, Fusarium culmorum (W.G. Smith) Sacc. na pšenice. Ochr. Rostl. 23: 179-187.
• Suchowilska E., Kandler W., Sulyok M., Wiwart M., Krska R., 2010: Mycotoxin profiles in the grain of Triticum monococcum, Triticum dicoccum and Triticum spelta after head infection with Fusarium culmorum. J. Sei. Food Agric. 90: 556-565.
• Wiwart M., Perkowski J., Budzyński W., Suchowilska E., Buśko M., Matysiak A., 2011: Concentrations of ergosterol and trichothecenes in the grains of three Triticum species. Czech J. Food Sci. 29, 4: 430-440.