A benign fungus that lives inside corn may yield new clues to protecting the crop from contamination by the molds Aspergillus flavus and Fusarium verticillioides, according to Agricultural Research Service (ARS) microbiologist Don Wicklow (photo).

Wicklow teamed up with University of Iowa scientist Jim Gloer to discover that the fungus endophyte Acremonium zeae produces substances called pyrrocidines that disrupt the Aspergillus and Fusarium molds’ ability to infect ripening corn kernels. Wicklow works at ARS’ National Center for Agricultural Utilization Research in Peoria, Ill.

Besides causing diseases in the corn crop, the molds can contaminate it with natural carcinogens called mycotoxins that can be harmful to both humans and livestock. Mycotoxin-related losses, such as devalued markets, rejected harvests and testing fees, cost the U.S. corn industry hundreds of millions of dollars annually.

According to Wicklow, A. zeae’s production of pyrrocidines challenges decades-old scientific thinking that the endophyte is an inert player in the world of corn-fungal interactions, neither harming nor benefiting its host. Now, it appears the endophyte “pays” for its room and board in corn by fending off the molds. The finding warrants taking a closer look at the field conditions under which this rivalry occurs and exploiting it, perhaps using cultural methods that favor the endophyte. Further research may reveal another possible approach: inoculating corn seed with the endophyte as a kind of living barrier against A. flavus and F. verticillioides.

So far, Wicklow and Gloer have isolated the pyrrocidines from 13 different cultures of the endophyte. Wicklow also conducted field studies to make sure their lab-based observations of A. zeae's antifungal activity weren’t the result of a natural corn defense or the byproduct of human error. According to Wicklow, at the ARS center’s Mycotoxin Research Unit, the pyrrocidines also stymie certain bacteria, and are the first-known natural products to be isolated from the endophyte.

Read more about the research in the December issue of Agricultural Research magazine at http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/dec04/fungus1204.htm

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Un hongo benigno puede proteger el maíz contra los hongos dañosos

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés)
Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés)
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jsuszkiw@ars.usda.gov
9 de diciembre 2004


Un hongo benigno que vive dentro del maíz podría proveer indicios nuevos sobre métodos para proteger la cosecha contra contaminación por los hongos dañosos Aspergillus flavus y Fusarium verticillioides, según el microbiólogo Don Wicklow del Servicio de Investigación Agrícola (ARS).

Wicklow colaboró con el científico Jim Gloer de la Universidad de Iowa para descubrir que el endófito fungal llamado Acremonium zeae produce sustancias llamadas 'pyrrocidines' que trastocan la capacidad de los hongos Aspergillus y Fusarium de infectar los granos de maíz durante su maduración. Wicklow trabaja en el Centro Nacional de Investigación de Utilización Agrícola (NCAUR por sus siglas en inglés), mantenido por ARS en Peoria, Illinois.

Además de causar enfermedades en la cosecha de maíz, los hongos dañosos pueden contaminar el maíz con carcinógenos llamados micotoxinas que pueden ser dañosos tanto para los seres humanos como para el ganado. Las pérdidas relacionadas a los micotoxinas--tales como cosechas de menos valor, cosechas rechazadas y costos de ensayos--le cuestan al sector estadounidense de maíz cientos de millones de dólares anualmente.

Según Wicklow, la producción de pyrrocidines por A. zeae pone en duda décadas de opinión científica que el endófito es un participante inerte en el mundo de interacciones entre el maíz y los hongos, ni dañando ni beneficiando a su huésped. Ahora parece que el endófito "paga" por su hogar en el maíz rechazando los hongos dañosos. Este hallazgo justifica más investigaciones sobre las condiciones de campo en que esta rivalidad ocurre y explotándola, quizás con la utilización de prácticas de cultivación que favorece el endófito. Investigaciones adicionales podrían revelar otro enfoque: la inoculación de la semilla de maíz con el endófito como una barrera viva contra A. flavus y F. verticillioides.

Hasta ahora, Wicklow y Gloer han aislado los pyrrocidines de 13 cultivos diferentes del endófito. Wicklow también condujo ensayos de campo para asegurar que las observaciones de la actividad anti-fungal de A. zeae en el laboratorio no fueron el resultado de una defensa natural del maíz o el subproducto de error humano. Según Wicklow, en la Unidad de Investigación de Micotoxinas del NCAUR, los pyrrocidines también impiden ciertas bacterias, y son los primeros productos naturales aislados del endófito.

Se puede leer más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de diciembre:
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/dec04/fungus1204.htm

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.