ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Jan Suszkiw, (301) 504-1630, jan.suszkiw@ars.usda.gov

Using the tools of molecular genetics, Agricultural Research Service (ARS) scientists are deconstructing the toxin-making machinery of the fungus Fusarium verticillioides to find clues to its contamination of corn.

Contamination of corn by fumonisin, a mycotoxin produced by the fungus, can diminish the quality and value of the kernels or render them unsafe to eat, according to David Kendra. He is a microbiologist at the ARS National Center for Agricultural Utilization Research (NCAUR) in Peoria, Ill.

There, Kendra and ARS research colleagues Daren Brown, Robert Butchko, Ronald Plattner and Robert Proctor are searching for genes that enable F. verticillioides to produce the mycotoxin, as well as to rot the ears and stalks of susceptible corn. Clues emerging from an examination of such genes and how they work in concert may reveal a chink in the fungus’ armor worth exploiting. One possibility is to formulate sprays that disrupt the fungus’ toxin synthesis, or perhaps its formation of critical spore pigments, according to Kendra, who oversees NCAUR’s Mycotoxin Research Unit.

First, though, Kendra’s team, together with collaborators from five other research institutions, must finish compiling the equivalent of “genetic snapshots” of the fungus. They want to capture them during particular fungal stages, such as while it’s germinating, spreading through the plant’s vascular system, or making fumonisin.

One high-tech tool used to do this is the microarray. It enables the detection of genetic activity in tiny snippets of ribonucleic acid material taken from the fungus. The work, begun in 2001, has led to the identification of nucleic acid sequences for 80 percent of F. verticillioides genes, Kendra reports.

Some early findings include microarray evidence that many of the same genes the fungus uses to infect field corn are also active during its attacks on sweet corn varieties. The scientists also identified a new fumonisin gene, FUM20, plus nine others that may regulate its synthesis, according to a more detailed story in the October 2006 issue of Agricultural Research magazine, available online at:
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/oct06/fungi1006.htm

That issue highlights agency food safety research.

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

Científicos buscan pistas genéticas en un hongo

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

Con el uso de herramientas de la genética molecular, científicos del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) están analizando el mecanismo que produce toxinas del hongo Fusarium verticillioides para descubrir indicios sobre su capacidad de contaminar el maíz.

La contaminación del maíz por la fumonisina, la cual es una micotoxina producida por el hongo, puede disminuir la calidad y el valor de las semillas o hacerlas inseguras para el consumo, según David Kendra. Él es un microbiólogo supervisor con el Centro Nacional para la Investigación de Utilización Agrícola (NCAUR por sus siglas en inglés), mantenido por el ARS en Peoria, Illinois.

Allí, Kendra y sus colegas Daren Brown, Robert Butchko, Ronald Plattner y Robert Proctor están buscando los genes que permiten F. verticillioides a producir la micotoxina, así como pudrir las espigas y los tallos del maíz susceptible. Los indicios que emergen de un examen de tales genes y cómo ellos funcionan juntos podrían revelar un punto débil en el hongo que vale la pena explotar. Una posibilidad es formular rociadas que interrumpen la síntesis de la toxina del hongo, o posiblemente su formación de pigmentos esenciales de esporas, según Kendra, quien dirige la Unidad de Investigación de Micotoxinas, parte de NCAUR.

Primero, sin embargo, el grupo de Kendra, junto con colaboradores de cinco otras instituciones de investigación, necesitan terminar de recopilar lo equivalente de "fotos instantáneas genéticas" del hongo. Ellos quieren captúrarlas durante etapas particulares de la vida del hongo, tales como cuando está germinando, transmitiéndose por el sistema vascular de la planta, o produciendo fumonisina.

Una herramienta de alta tecnología usada para estos estudios se llama el "microarray". Esta herramienta permite la detección de actividad genética en fragmentos minúsculos de la materia del ARN extraído del hongo. Este trabajo, comenzado en 2001, ha conducido a la identificación de secuencias de ácido nucleico para el 80 por ciento de los genes de F. verticillioides, reporta Kendra.

Algunos hallazgos previos incluyen evidencia de microarray de que muchos de los mismos genes del hongo usados para infectar el maíz del campo también son activos durante sus ataques en las variedades dulces de maíz. Los científicos también identificaron un nuevo gen llamado FUM20 que tiene un papel en la producción de fumonisina, así como nueve otros genes que podrían tener un papel en regular el síntesis de fumonisina, según un artículo más detallado en la revista 'Agricultural Research' de octubre 2006. Esta edición de la revista destaca las investigaciones del ARS sobre la seguridad alimentaria.
http://www.ars.usda.gov/is/AR/archive/oct06/fungi1006.htm

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