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Healthy
wheat head (left) contrasts with one having severe
symptoms of Fusarium head blight disease. |
ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630,
jsuszkiw@ars.usda.gov
May 16, 2005
Identifying fungi that cause Fusarium head blight in cereal
grains has become much easier, thanks to a new DNA-based test
developed by Agricultural Research Service (ARS) scientists in
Peoria, Ill.
At least 16 species of Fusarium can cause head blight, a disease
that can reduce yields and contaminate cereals with toxins that
can make grain unsafe for food or feed. From 1998 to 2000, these
pathogens accounted for $2.7 billion in losses to U.S.
agriculture.
The test was developed by molecular geneticists Todd Ward, Dave
Starkey, Kerry O'Donnell and Brent Page at the ARS National
Center for Agricultural Utilization Research in Peoria.
The test makes it possible for the first time to simultaneously
identify all of the major head blight pathogens and predict
their toxin profiles. Ward and O'Donnell envision using the test
to understand the distribution of these pathogens worldwide, as
well as to determine if individual pathogen species prefer
certain crops or environments. This information is critical to
the development of effective disease control strategies,
including the production of cereal cultivars with broad
resistance to Fusarium head blight pathogens.
Visual inspection is now used to spot these pathogens, but it
cannot be used to identify which of the species is present in a
field. To improve detection and epidemiology, the Peoria
scientists devised a test that pinpoints nucleotide variations
that genetically distinguish one head blight species from
another.
The test relies on DNA "probes" designed by Ward and colleagues.
When a probe matches the DNA in a head blight sample, the DNA is
fluorescently labeled and detected using a special camera and a
high-power laser, providing unambiguous identification of the
head blight pathogen and its toxin potential. In addition, the
test has been designed to identify new head blight species,
according to Ward, who is in the Peoria center's Microbial
Genomics and Bioprocessing Research Unit.
ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific
research agency.
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Although
the pathogens in the above cultures may look alike, DNA
data indicate they represent distinctly different
species within the Fusarium graminearum complex. |
Prueba de ADN desarrollada para estudiar y
combatir la fusariosis de la espiga en el trigo
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
16 de mayo 2005
Identificar el hongo que causa la fusariosis de la espiga en los
granos de cereal ahora es mucho más fácil debido a una nueva
prueba basada en ADN. La prueba fue desarrollada por científicos
del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Peoria,
Illinois.
Por lo menos 16 especies del hongo Fusarium pueden causar la
fusariosis de la espiga, la cual es una enfermedad que puede
reducir rendimientos y contaminar cosechas de cereal con toxinas
que pueden hacer los granos peligrosos para comida o pienso.
Entre los años 1998 y 2000, estos patógenos causaron 2,7 mil
millones de dólares en pérdidas a la agricultura estadounidense.
La prueba fue desarrollada por los genetistas moleculares Todd
Ward, Dave Starkey, Kerry O'Donnell y Brent Page en el Centro
Nacional para la Investigación de Utilización Agrícola mantenido
por ARS en Peoria.
La prueba lo hace posible, por primera vez, identificar
simultáneamente todos los patógenos importantes que causan la
fusariosis de la espiga y predecir las toxinas que ellos podrán
producir. Ward y O'Donnell imaginan que la prueba puede ser
usada para comprender la distribución de estos patógenos
mundialmente así como para determinar si una especie individual
del patógeno prefiere ciertas cosechas o ambientes. Esta
información es esencial para el desarrollo de estrategias
eficaces para controlar las enfermedades, incluyendo la
producción de cultivos de cereal con una resistencia amplia a
los patógenos de la familia Fusarium que causan la fusariosis de
la espiga.
Ahora se usa una inspección visual para identificar estos
patógenos, pero esta inspección no puede identificar cual de las
especies está presente en un campo. Para mejorar la detección y
epidemiología, los científicos en Peoria han desarrollado una
prueba que determina con precisión las variaciones de
nucleótidos que genéticamente distinguen entre una especie de
patógeno y otra.
La prueba depende de "sondas" de ADN diseñadas por Ward y sus
colegas. Cuando una sonda corresponde al ADN en una muestra de
la fusariosis, el ADN de la fusariosis es marcado
fluorescentemente y detectado usando una cámara especial y un
láser de poder alto. Esto provee una identificación sin
ambigüedad del patógeno de la fusariosis y su potencial toxina.
Adicionalmente, la prueba ha sido diseñada para identificar
nuevas especies de la fusariosis, según Ward, de la Unidad de
Investigación de Genómica Microbiana y Bioprocesamiento del
centro de Peoria.
ARS es la agencia principal de investigaciones científicas
del Departamento de Agricultura de EE.UU. |
