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Persistencia de aspergillus flavus toxigénico en cultivos de maíz en aguascalientes durante ciclos agroecológicos consecutivos

Publicado: 18 de diciembre de 2023
Por: Lilia Paulina Silva Serna (Autora de la Tesis), Dr. Arturo Gerardo Valdivia Flores (Tutor), Dra. Alma Lilián Guerrero Barrera y Dra. Elsa Marcela Ramírez López (Comité Tutoral). Universidad Autónoma de Aguascalientes. México. Junio de 2023
Resumen

Se analizó la presencia de hongos toxigénicos durante dos ciclos agroecológicos consecutivos muestreados bajo lineamientos normativos mexicanos (técnica “M”) en unidades de producción lechera (UPL) del estado de Aguascalientes, Méx. El procesamiento de las muestras se realizó en el Laboratorio de Investigación de la Posta Zootécnica del Centro de Ciencias Agropecuarias de la Universidad Autónoma de Aguascalientes, México. Se analizaron 40 muestras en total, 10 tomadas en octubre 2021 de suelo agrícola, 10 en enero 2021 de ensilaje de maíz, 20 restantes en marzo 2022 también de ensilaje almacenado (tres meses). Para conocer la concentración de aflatoxinas y otras micotoxinas, se cuantificaron con competitivo directo, su siembra e incubación se hizo en Agar Rosa de Bengala con técnica vaciado en placa por diluciones, se hizo conteo de Unidades Formadoras de Colonias (UFC/g) concluyendo con la identificación taxonómica y morfológica de las colonias fúngicas donde el 100% de las muestras de los ciclos presentaron crecimiento fúngico, las muestra de suelo agrícola a finales del 2021 presentaron un total de 134 colonias fúngicas de diferentes géneros, los cuales fueron: Penicillium (58.2%), Aspergillus (35.1%), Trichoderma (3.7%), Rhizopus (2.2%) y Mucor (0.7%), las muestras de suelo agrícola a inicio de ciclo 2022 tuvieron un total de 182 colonias; Penicillium (66.5%), Aspergillus (18.7%), Eurotium (7.7%), Rhizopus (3.3%), Cladosporium (2.7%) y Trichoderma (1.1%). El 50% de muestras de ensilaje de maíz del ciclo 2021 y primer mes del 2022 presentaron un; 50% (Penicillium), 25% (Fusarium), 12.5% (Aspergillus) y 12.5% (Rhizopus) y las muestras de ensilaje del mismo periodo con almacén de 3 meses registraron crecimiento en el 80% de ellas, correspondiendo a; 81.8% (Aspergillus), 6.8% (Penicillium), 4.5% (Rhizopus), 4.5% (Candida) y 2.3% (Mucor). Por chi cuadrada se demostró diferencia significativa con la frecuencia de géneros fúngicos con relación al tiempo de almacenamiento y otros factores ambientales.

Palabras clave: micotoxinas, suelo agrícola, ensilaje de maíz, Aguascalientes


 

Los hongos, término que incluye a los mohos y las levaduras, son de los organismos más abundantes y comunes en la naturaleza, pudiéndolos encontrar en diferentes medios como en el suelo, en el agua y en el aire, aunque los hongos patógenos en cuestiones de temperatura, pH y nutrientes son más específicos para su supervivencia (Martínez, 2005; Navarro Reyes, 2013)

Los hongos cumplen un rol importante en la dinámica de los ecosistemas desempeñando papeles para la conservación del equilibrio, como el ciclo de la materia y de la energía, se han llegado a utilizar en programas de control y participan en la producción de humus del suelo, pero su presencia también llega a ser un problema indeseable (Arenas Guzmán y Torres Guerrero, 2019; Cepero, 2012).

Dentro de la agricultura los hongos fitopatógenos son responsables de enfermedades en los cultivos de hortalizas, cereales y frutas, ocasionando pérdidas económicas y alteraciones en el ciclo biológico de la planta, además de que uno de los efectos más importantes de la descomposición, tanto de los frutos como de las semillas, radica enla inducción de enfermedades en animales y humanos que consumen alimentos contaminados, ocasionando micotoxicosis, la cual se da a causa de algunos metabolitos secundarios tóxicos de los hongos (Agrios, 2005; Cepero, 2012; Juárez-Becerra et al., 2010)

Los cuales son compuestos no esenciales para el crecimiento del hongo, en donde se pueden encontrar los antibióticos y las micotoxinas, estas últimas pueden presentar una alta toxicidad tanto para el humano como para animales, tal es el caso de las aflatoxinas (AF) (Robledo et al., 2001; Soriano del Castillo, 2015; Yu et al., 2005). Las aflatoxinas son producidas por Aspergillus flavus, A. parasiticus y Penicillum puberulum, estas micotoxinas tienen una mayor presencia en climas tropicales y subtropicales afectando principalmente a cultivos de sorgo, maíz, algodón y cacahuate, aunque también se han asilado en arroz, soja, girasol, sésamo, olivo, nueces, almendras, avellanas, legumbres, café, leche, pescado y en derivados de los alimentos antes mencionados, además de que es considerada como la micotoxina más potente y cancerígena que se produce de manera natural, estas pueden actuar suprimiendo la fagocitosis, evitando la apoptosis de los macrófagos o produciendo Acetil 9 coenzima A como factor de invasión (Arenas Guzmán y Torres Guerrero, 2019; Navarro Reyes, 2013; Yu et al., 2005; Yunus et al., 2011).

Dentro de las aflatoxinas se han descrito diferentes tipos de acuerdo con su estructura, siendo las principales la B1, B2, G1, G2,M1 yM2, en donde la B1 es considerada la más tóxica entre ellas, ya que se trata de un potente carcinogénico, iniciando tumores principalmente en el hígado, pero también en riñón, pulmón y colon (Amaike y Keller, 2011; Shan yWilliams, 2014). Mientras que la M1 se trata de un metabolito producto de la B1 que suele excretarse a través de la leche y de la orina de los humanos y animales que ingirieron alimentos contaminados (Yu et al., 2005).

Aunado a lo anterior y considerando que en México el cultivo de maíz (Zea mays L.) tiene una gran importancia económica, social y cultural, con un consumo anual promedio per cápita de 196.4 kg de maíz blanco (Secretaría de Agricultura Ganadería Desarrollo Rural, Pesca y Alimentos, 2017) además de que también forma parte fundamental del alimento que se destina para el sector ganadero ya que se estima quese produce más de 16 millones de toneladas al año para este sector (Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural, 2021), esto debido a que una parte se destina para la elaboración de ensilado de maíz para alimentar al ganado (Secretaría de Agricultura y Desarrollo Rural, 2020)

Considerando que la producción de aflatoxinas se ve beneficiada por las condiciones del sustrato, factores bioquímicos, biológicos y condiciones ambientales (Carvajal, 2013) además de que el maíz es cultivado en una gran variedad de suelos por cuestiones de cada productor, con condiciones particulares y específicas de cada uno (Bautista et al., 2009) se vuelve necesario conocer cada uno de los factores que intervienen en la producción de aflatoxinas para así lograr mitigar los efectos negativos tanto económicos como de salud que estas representan.
HIPÓTESIS
La presencia de Aspergillus flavus persiste durante los ciclos agroecológicos consecutivos del maíz a pesar de los factores agrícolas y ambientales, lo que permite su establecimiento y producción de aflatoxinas.

OBJETIVO GENERAL
Evaluar la influencia de los factores biológicos y ambientales en la permanencia de Aspergillus flavus en el Estado de Aguascalientes.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Muestreo de suelo y ensilaje de maíz: Realizar un muestreo de suelo y ensilaje de maíz durante dos ciclos agrícolas consecutivos en unidades de producción lechera en el valle de Aguascalientes y caracterizar sus rasgos agrícolas y ambientales.
Aislamiento e identificación de hongos toxigénicos: Aislar e identificar hongos toxigénicos presentes en suelos empleados para cultivos de maíz en el Estado de Aguascalientes y en el ensilado de maíz obtenido de esos sitios.
Identificación y cuantificación de micotoxinas: Identificar y cuantificar toxinas producidas por los hongos presentes en suelos y en el ensilado de maíz.
Evaluación de factores participantes: Evaluar la asociación de los factores físicos, biológicos y ambientales que participan en los suelos empleados para el cultivo de maíz.
CONCLUSIONES
La presencia de los hongos del género Aspergillus persiste a través de los ciclos agroecológicos a pesar de las interacciones bióticas y abióticas que ocurren dentro de las UPL. Se encontraron en las muestras de suelo agrícola y de ensilaje de maíz hongos toxigénicos de los Aspergillus, Fusarium y Penicillium, y sus respectivas micotoxinas en las muestras de ensilaje de maíz, cuya contaminación incrementó en aquellas muestras que tuvieron un mayor tiempo de almacenaje.
Es importante recalcar que se detectó que existe una problemática entorno a la contaminación no solo de las AF, sino también con DON, OTA y ZEA, ya que se encontraron UPL que mantuvieron en promedio por arriba de los LMP establecidas por las directivas de la UE.
En cuestión de los factores que intervienen en el establecimiento y producción de las AF, se determinó las condiciones de temperatura y HR presentes durante la época de siembra primavera-verano son propicias para la contaminación en el maíz aunado a una praxis para el almacenamiento del ensilaje, por lo que se puede afirmar que la hipótesis se cumplió al determinar que los factores ambientales permiten el establecimiento del hongo y la producción de sus micotoxinas a lo largo de los ciclos agroecológicos del maíz.

Resumen del trabajo de tesis para obtener el grado de Maestra en Ciencias, Área de Toxicología de la Universidad Autónoma de Aguascalientes (México) titulado: PERSISTENCIA DE Aspergillus flavus TOXIGÉNICO EN CULTIVOS DE MAÍZ EN AGUASCALIENTES DURANTE CICLOS AGROECOLÓGICOS CONSECUTIVOS y cuya autora es Lilia Paulina Silva Serna
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Se encontraron en las muestras de suelo agrícola y de ensilaje de maíz hongos toxigénicos de los Aspergillus, Fusarium y Penicillium, y sus respectivas micotoxinas en las muestras de ensilaje de maíz.
Los factores ambientales permiten el establecimiento del hongo y la producción de sus micotoxinas a lo largo de los ciclos agroecológicos del maíz.
Autores:
Arturo Gerardo Valdivia
Universidad Autónoma de Aguascalientes
Alma Lilian Guerrero Barrera
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