MYKOTOKSINER – EN USYNLIG SKYGGESIDE AF KLIMAFORANDRINGER

Udgivet: 04-11-2021

Klimaforandringer forventes af have en alvorlig indvirkning på udviklingen af mykotoksiner i afgrøder med negative konsekvenser for husdyrs sundhed og ydelse. Landmænd har brug for nye værktøjer for at overvinde de udfordringer, der findes i dyrefoder

Klimaforandringer udgør en enorm trussel for landbrug over hele verden. Stigende temperaturer, ekstremt vejr og unormale variationer i regnmængde er dårligt nyt for afgrøder og husdyr. Under disse forhold har toksigene svampe fremragende muligheder for at vokse. Hertil kommer mykotoksiner, der er et af de mest farlige forurenende stoffer i dyrefoder. Hvis mykotoksinforgiftning ikke bliver behandlet, har det alvorlige konsekvenser for husdyrs reproduktion og andre aspekter af husdyrs ydelse.

Mykotoksiner er sekundære stofskifteprodukter af patogene plantesvampe. De er vanskelige at opspore og opdages ofte ikke; de udvikler sig hyppigt i landbrugsartikler og udgør en fare for mennesker og dyrs sundhed. En række miljøfaktorer skaber de optimale betingelser for vækst før eller efter høst og under opbevaring.

Faktorer uden for kontrol

Vores manglende evne til at kontrollere den vigtigste miljøfaktor – vejret – er årsag til, at mykotoksiner oftest akkumuleres før høst. Interaktion mellem svampe, værtsplanten og vejret afgør omfanget af mykotoksinforureningen. Det lokale klima spiller også en vigtig rolle, idet det påvirker plantevækst og fænologi, som for eksempel blomstringstid. Udvikling af mykotoksin påvirkes indirekte af tilstedeværelsen eller fraværet af insekter, skadedyr og plantestress på grund af tørke.
I takt med at klimaforandringerne udvikler sig, forventes mykotoksiner at blive endnu mere udbredte i forbrugsartikler i landbruget. Tiltagende ustadigt vejr kan skabe gunstige forhold for opbygningen af mykotoksiner i kritiske perioder for plantevækst. Tørke kan f.eks. forøge risikoen for aflatoksiner (AFLA), og regn efter blomstring kan føre til en højere produktion af deoxynivalenol (DON). Over hele verden vil stigende temperaturer sandsynligvis ændre risikokortet over forekomsten af specifikke svampe og de mykotoksiner, de danner.

Forudsigelsers kompleksitet

Klimaforandringernes sande natur er fuld af ubekendte. Men selv hvis vi havde en klar idé om, hvad der venter os, ville det langt fra være ligetil at forudsige ændringer i forekomsten af mykotoksin. Årsagen er, at interaktionen mellem patogener, værtsplanter og vejret er kompleks. 
Forskellige mykotoksinproducerende svampe inficerer forskellige planter. Blandt disse svampearter finder et næsten uopdaget konkurrencemæssigt samspil sted. I dag arbejder forskere over hele verden hårdt på at forstå dette samspil. Deres ambition er at udarbejde modeller, der kan forudsige ændringer i mykotoksinforekomst på grund af varmere temperatur, kortere dyrkningsperioder for afgrøder, tidligere blomstring og et stigende niveau af CO2, for eksempel. Sådanne modeller kunne spille en rolle i at forberede foderløsninger, der beskytter dyresundhed og ydelse.
Data indsamlet i løbet af de sidste ti år antyder en mulig tendens i mykotoksinforekomst i Europa (figur 1). I hvedeafgrøder viser data fra 2013 til 2021 en tendens hen imod stigende fumonisinniveauer i det sydlige og nordlige Europa og Centraleuropa. En lignende tendens er blevet identificeret for aflatoksiner i Centraleuropa og det nordlige Europa. På den anden side er aflatoksinforekomsten i det sydlige Europa faldet inden for dette tidsrum.

Skrevet af:
Kristina Sørensen
Produktchef, Grise
+45 8887 5200
krso@vilomix.dk

Forudsigelsers kompleksitet

Klimaforandringernes sande natur er fuld af ubekendte. Men selv hvis vi havde en klar idé om, hvad der venter os, ville det langt fra være ligetil at forudsige ændringer i forekomsten af mykotoksin. Årsagen er, at interaktionen mellem patogener, værtsplanter og vejret er kompleks. 
Forskellige mykotoksinproducerende svampe inficerer forskellige planter. Blandt disse svampearter finder et næsten uopdaget konkurrencemæssigt samspil sted. I dag arbejder forskere over hele verden hårdt på at forstå dette samspil. Deres ambition er at udarbejde modeller, der kan forudsige ændringer i mykotoksinforekomst på grund af varmere temperatur, kortere dyrkningsperioder for afgrøder, tidligere blomstring og et stigende niveau af CO2, for eksempel. Sådanne modeller kunne spille en rolle i at forberede foderløsninger, der beskytter dyresundhed og ydelse.
Data indsamlet i løbet af de sidste ti år antyder en mulig tendens i mykotoksinforekomst i Europa (figur 1). I hvedeafgrøder viser data fra 2013 til 2021 en tendens hen imod stigende fumonisinniveauer i det sydlige og nordlige Europa og Centraleuropa. En lignende tendens er blevet identificeret for aflatoksiner i Centraleuropa og det nordlige Europa. På den anden side er aflatoksinforekomsten i det sydlige Europa faldet inden for dette tidsrum.

Figur 1. Forekomst af aflatoksiner og fumonisiner i hvede i Europa 2013-2021. Kilde BIOMIN Mycotoxin Survey

  • Hvede, nordlige Europa
  • Hvede, Centraleuropa
  • Hvede, sydlige Europa
  • Hvede, Nordeuropa
  • Aflatoksiner

Alvorlig indvirkning på dyresundheden

Mykotoksinforurening af foder er årsag til væsentlige sundhedsproblemer hos fjerkræ, grise og drøvtyggere. Selv hvis foderet kun indeholder lave koncentrationer, ophober mykotoksiner sig over tid og kan skade forskellige organer og systemer. Deres indvirkning på immunitet og tarmsundhed gør også husdyr mere sårbare over for infektioner og patogene bakterier. Manglende appetit, faldende reproduktion og vækst samt andre tegn på negativ påvirkning af dyrenes velbefindende er klassiske symptomer på mykotoksikose.
I modsætning til fjerkræ og grise har man ment, at mikroorganismerne i vommen på drøvtyggere fungerer som naturlige afgiftere. Men selvom drøvtyggere kan klare et vist niveau af mykotoksiner, er der klare tegn på en negativ indvirkning på sundheden, selv ved mykotoksinniveauer under sporingsgrænsen. 
På tværs af dyrearter giver tendensen mod forøget udnyttelse af genetisk potentiale for at optimere produktionen kun begrænset plads til, at dyrene selv kan håndtere eksterne udfordringer som mykotoksiner.  

Forebyggelsesstrategier

Mange landmænd gør allerede noget ved problemet ved at bruge kommercielt tilgængelige mykotoksinbindere eller deaktiverende stoffer i dyrefoder. Disse viser sig på mange måder at være en effektiv strategi til at forhindre og behandle mykotoksikose.
Klimaforandringerne giver fortsat forøget risiko for forekomsten af mykotoksin, og dermed vil landmænd have brug for mere komplekse værktøjer af denne art i fremtiden. Ny viden om mykotoksiner og hvordan de interagerer med foderafgrøder og miljøet vil skabe grundlag for at udvikle mere komplekse og effektive foderløsninger til sunde og højtydende dyr.

Fuldstændig referenceliste tilgængelig på forespørgsel.

Mykotoksiner og deres oprindelse

Mere end 700 sekundære metabolitter er beskrevet og klassificeret som mykotoksiner. De bedst kendte er: Aflatoksin (AFLA), der dannes af Aspergillus-svampe; ochratoksiner (OTA), der dannes af arter af Aspergillus og Penicillium; og deoxynivalenol (DON), T-2 toksin, fumonisiner (FUM) og zearalenon (ZEN), der dannes af forskellige arter af Fusarium. Afhængigt af miljøforholdene kan enkelte svampeisolater danne en varietet af mykotoksiner før eller efter høst og under opbevaring. 

Modtag vores nyhedsbreve

Hold dig opdateret når vores faglige rådgivere deler deres erfaring omkring optimal ernæring af grise og kvæg.

Referencer

  • Perrone G, Ferrara M, Medina A, Pascale M, Magan N. Toxigenic Fungi and Mycotoxins in a Climate Change Scenario: Ecology, Genomics, Distribution, Prediction and Prevention of the Risk. Microorganisms. 2020; 8(10):1496. https://doi.org/10.3390/microorganisms8101496
     
  • Liu, C.; Van der Fels-Klerx, H.J. Quantitative Modeling of Climate Change Impacts on Mycotoxins in Cereals: A Review. Toxins 2021, 13, 276. https://doi.org/10.3390/toxins13040276
     
  • H.J. van der Fels-Klerx , J.E. Olesen , M.S. Madsen & P.W. Goedhart (2012) Climate change increases deoxynivalenol contamination of wheat in north-western Europe, Food Additives & Contaminants: Part A, 29:10, 1593-1604. http://dx.doi.org/10.1080/19440049.2012.691555
     
  • Battilani, P., Toscano, P., Van der Fels-Klerx, H. et al. Aflatoxin B1 contamination in maize in Europe increases due to climate change. Sci Rep 6, 24328 (2016). https://doi.org/10.1038/srep24328
     
  • Fels-Klerx, H. J. et al. “Modelling climate change impacts on mycotoxin contamination.” World Mycotoxin Journal 9 (2016): 717-726.
     
  • Angel Medina, Asya Akbar, Alaa Baazeem, Alicia Rodriguez, Naresh Magan, Climate change, food security and mycotoxins: Do we know enough?, Fungal Biology Reviews, Volume 31, Issue 3, 2017, Pages 143-154, https://doi.org/10.1016/j.fbr.2017.04.002.
     
  • Ángel Medina, Jesús M González-Jartín, María J Sainz, Impact of global warming on mycotoxins, Current Opinion in Food Science, Volume 18, 2017, Pages 76-81, https://doi.org/10.1016/j.cofs.2017.11.009.
     
  • Madgwick, J.W.;West, J.S.; White, R.P.; Semenov, M.A.; Townsend, J.A.; Turner, J.A.; Fitt, B.D.L. Impacts of climate change on wheat anthesis and fusarium ear blight in the UK. Eur. J. Plant Pathol. 2011, 130, 117–131.
     
  • Vaughan MM, Huffaker A, Schmelz EA, Dafoe NJ, Christensen S, Sims J, Martins VF, Swerbilow J, Romero M, Alborn HT et al.: Effects of elevated [CO2] on maize defence against mycotoxigenic Fusarium verticillioides. Plant Cell Environ 2014, 37:2691-2706.
     
  • Medina A, Rodriguez A, Sultan Y, Magan N: Climate change factors and Aspergillus flavus: effects on gene expression, growth and aflatoxin production. World Mycotoxin J 2015, 8:171-179.
     
  • Medina A, Gilbert MK, Mack BM, OBrian GR, Rodriguez A, Bhatnagar D, Payne G, Magan N: Interactions between water activity and temperature on the Aspergillus flavus transcriptome and aflatoxin B1 production. Int J Food Microbiol 2017, 256:36-44.
     
  • Salvacion AR, Pangga IB, Cumagun CJ. Assessment of mycotoxin risk on corn in the Philippines under current and future climate change conditions. Rev Environ Health. 2015;30(3):135-42. doi: 10.1515/reveh-2015-0019
     
  • Joo, Y.; Ok, H.E.; Kim, J.; Lee, S.Y.; Jang, S.K.; Park, K.H.; Chun, H.S. A statistical model for determining zearalenone contamination in rice (Oryza sativa L.) at harvest and its prediction under different climate change scenarios in South Korea. Appl. Biol. Chem. 2019, 62, 38.

Relaterede artikler