Ergot in Canadian cereals – relevance, occurrence, and current status

Walkowiak, Sean; Taylor, Dale; Fu, Bin Xiao; Drul, Dainna; Pleskach, Kerri; Tittlemier, Sheryl A.

doi:10.1080/07060661.2022.2077451

Cited by 14 publications

(19 citation statements)

References 35 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Наблюдения за 25-летней динамикой чувствительности к спорынье у основных сельскохозяйственных культур на территории Канады показали, что сильнее всего поражается спорыньей рожь, далее следуют хлебная и твердая пшеницы, затем ячмень и овес (212). Интересным оказался тот факт, что заболеваемость и тяжесть вспышек ежегодно менялись, причем со временем инфекция все более распространялась, но ее вредоносность и степень поражения не изменялись (212).…”

Section: рис 2 искусственно воспроизведенный оптимальный путь биосинт...unclassified

ERGOT Claviceps purpurea (Fries) Tulasne ALKALOID DIVERSITY AND VIRULENCE: EVOLUTION, GENETIC DIVERSIFICATION, AND METABOLIC ENGINEERING (review)

Volnin¹

2022

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

Спорынья Claviceps purpurea (Fries) Tulasne имеет важнейшее хозяйтвенное значение: это продуцент большого количества биологически активных соединений -алкалоидов, уникальная модель системы паразит-хозяин, а также патоген, наносящий значительный экономический ущерб сельскому хозяйству. Место происхождения спорыньи -Южная Америка (в палеоцене), возраст Claviceps оценивается в 20,4 млн лет (K. Píchová с соавт., 2018). Внутривидовое разнообразие и дивергенция генов кластера синтеза индольных алкалоидов у спорыньи происходили согласно эволюционной модели «песочных часов» (M. Liu с соавт., 2021). Выделены и охарактеризованы основные эргоалкалоиды C. purpurea -эргометрин, эргозин, эрготамин, -эргокриптин, эргокорнин, эргокристин и их 8-S(-инин-) эпимеры (они составляли не менее 50 % от общего извлеченного метаболома алкалоидов) (S. Uhlig с соавт., 2021). Показано разное число генов алкалоидного кластера у Claviceps, наличие двух-трех копий генов dmaW, easE, easF, а также факты частых приобретений и потерь генов (M. Liu с соавт., 2021). Различия в метаболомных профилях алкалоидов C. purpurea коррелировали с различиями в гене lpsA: разнообразие алкалоидов спорыньи обусловлено вариабельностью последовательностей в тандемно дублированной области easH/lpsA (C. Hicks с соавт., 2021). Гены lpsA1 и lpsA2 были результатом события рекомбинации (S. Wyka с соавт., 2022). Предполагается, что гены lpsA подвергаются рекомбинационному перетасовыванию (C. Hicks с соавт., 2021). Для C. purpurea показаны высокие скорости рекомбинации (ρ = 0,044), относительно большой акцессорный геном (38 %) и транспозон-опосредованная дупликация генов (S. Wyka с соавт., 2022). Разработана трансгенная линия дрожжей, синтезирующая энантиочистую D-лизергиновую кислоту до титра 1,7 мг/л (G. Wong с соавт., 2022). Генно-инженерные культуры Metarhizium brunneum дают относительный процент выхода D-лизергиновой кислоты 86,9 % и дигидролизиргиновой кислоты 72,8 % (K. Davis с соавт., 2020). Экспрессия генов trpE, а также dmaW количественно связана с интенсивностью синтеза алкалоидов у сапрофитных культур спорыньи (M. Králová с соавт., 2021). Пектин служит основной мишенью CAZymes белков, ответственных за деградацию клеточной стенки при инфицировании растения C. purpurea и C. paspali (B. Oeser с соавт., 2017; H. Oberti с соавт., 2021). Значительный вклад в вирулентность спорыньи вносят полигалактуроназа, MAP-киназа, фактор регуляции транскрипции CPTF1 (ген Cptf1), малая GTP-аза (ген Cdc42) (B. Oeser с соавт., 2017; E. Tente с соавт., 2021). Спорынья влияет на гормональные пути растения с участием ауксина, этилена и цитокинина (эффект дифференцирован относительно типа ткани и времени после заражения) (E. Tente, 2020, Tente с соавт., 2021). У пшеницы устойчивость к спорынье связана с мутациями в белках DELLA (E. Tente, 2020; A. Gordon с соавт., 2020), у ржи -с активностью пектинэстеразы и метаболическими процессами модификации клеточной стенки и роста пыльцевых трубок (COBRA-подобный белок и ингибитор пектинэстеразы) (K. Mahmood с соавт., 2020).

show abstract

Section: рис 2 искусственно воспроизведенный оптимальный путь биосинт...unclassified

ERGOT Claviceps purpurea (Fries) Tulasne ALKALOID DIVERSITY AND VIRULENCE: EVOLUTION, GENETIC DIVERSIFICATION, AND METABOLIC ENGINEERING (review)

Volnin¹

2022

S-h. biol.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Ergot alkaloids are formed as secondary metabolites by fungi of the Claviceps genus, with Claviceps purpurea being the most widely occurring species in Europe and Northern America [8,9]. Sclerotia-the wintering body of the fungus, containing the toxic alkaloidsgrow on infested grasses, e.g., rye, wheat or barley.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Molecules 2023, 28, x FOR PEER REVIEW 2 of 14 America [8,9]. Sclerotia-the wintering body of the fungus, containing the toxic alkaloids-grow on infested grasses, e.g., rye, wheat or barley.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Quantification of Ergot Alkaloids via Lysergic Acid Hydrazide—Development and Comparison of a Sum Parameter Screening Method

et al. 2023

View full text Add to dashboard Cite

Ergot alkaloids are a group of mycotoxins occurring in products derived from various grasses (e.g., rye) and have been regulated in the EU recently. The new maximum levels refer to the sum of the six most common ergot alkaloids in their two stereoisomeric forms in different food matrices. Typically, these twelve compounds are individually quantified via HPLC-MS/MS or -FLD and subsequently summed up to evaluate food safety in a time-consuming process. Since all these structures share the same ergoline backbone, we developed a novel sum parameter method (SPM) targeting all ergot alkaloids simultaneously via lysergic acid hydrazide. After extraction and clean-up, in analogy to the current European standard method EN 17425 (ESM) for ergot alkaloid quantitation, the samples were derivatized by an optimized hydrazinolysis protocol, which allowed quantitative conversion after 20 min at 100 °C. The new SPM was evaluated against another established HPLC-FLD-based method (LFGB) and the HPLC-MS/MS-based ESM using six naturally contaminated rye and wheat matrix reference materials. While the SPM provided comparable values to the ESM, LFGB showed deviating results. Determined recovery rates, limits of detection and quantification of all three employed methods confirm that the new SPM is a promising alternative to the classical approaches for ergot alkaloid screening in food.

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…Fungi, from the Claviceps genus, infect cereal crops or grasses [1] , [2] intended for food or feed for humans or animals [3] . A fungal mass, known as ergot sclerotia, develop on the spike of the plant [2] , [4] . Ergot alkaloids are toxic secondary metabolites that are produced by the fungus and located in the sclerotia.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%