Genética e toxicidade de Fusarium verticillioides em grãos de milho (Zea mays L.) sob plantio direto e convencional

O milho (Zea mays L) é um dos grãos mais produzidos no Estado do Paraná ? Brasil, que é o maior produtor nacional deste cereal. Matéria-prima básica de rações animais e na alimentação humana. Sua composição nutricional rica também desencadeia o crescimento de fungos micotoxigênicos, com destaque a Fusarium verticilloides Sacc. Nirenberg (=Fusarium moniliforme Sheldon), fitopatógeno primário de milho, cuja produção de fumonisinas tem sido motivo preocupante na micotoxicologia. Considerando que a garantia na segurança alimentar deva envolver desde cuidados no campo, monitorou-se o perfil de contaminação fúngica e fumonisinas em milho submetido a diferentes manejos em três safras consecutivas (2001, 2002 e 2003), comparando a variação no sistema de cultivo (plantio direto x convencional e rotação de cultura suplementados com N2, K+ e Ca++). Estes dados foram relacionados com os fatores intrínsecos do milho (umidade, atividade de água e composição bromatológica), assim como avaliou-se a variabilidade genética em populações de F. verticillioides isoladas de milho submetido a tratamentos agronômicos distintos (plantio direto x convencional, rotação de cultura x pousio e adição de N2, K+ e Ca2+), tendo como base, o efeito paralelo no nível de contaminação natural de fumonisinas na colheita nos anos consecutivos de plantio. Fusarium spp., Penicillium spp. e Aspergillus spp. predominaram na micoflora, sendo detectadas em 100, 66 e 20% das amostras, respectivamente. O teor de umidade variou de 10,1 a 16,7% e a atividade de água de 0,75 a 0,80 para o milho recém colhido. A composição bromatológica variou de 5,3 a 7,4% (lipídios), 0,79 a 1,40% (cinzas) e de 7,5 a 10,3% (proteínas). Das 72 amostras analisadas, 70 (97,2%) apresentaram-se contaminadas por fumonisinas, em níveis de 0,73 a 10,64 mg/g para FB1 e de 0,08 a 5,87 mg/g para FB2. O milho submetido ao plantio direto apresentou nível de fumonisinas (10,64 mg/g), superior ao plantio convencional (0,04 mg/g). O perfil de genótipo molecular das 23 cepas de F. verticillioides isoladas de milho (11 cepas de plantios convencional e 12 de plantio direto) foi investigado perante variabilidade por polimorfismo de DNA amplificado ao acaso, utilizando 16 primers RAPD (Kit Operon X e W). A metodologia permitiu diferenciar 105 locos, sendo que 75 (71,5%) destes apresentaram-se polimórficos. O índice de similaridade de Jaccard demonstrou uma alta variabilidade genética entre os isolados de F. verticillioides. Não obstante, não houve diferença significativa entre os sistemas de semeadura (plantio direto e convencional) (p< 0,05). A análise de agrupamento (UPGMA) não demonstrou associação entre grupos de RAPD e tipos de plantio. A estratégia de plantio da cultura do milho não interferiu na composição genética de populações de F. verticillioides isoladas das safras 2002 e 2003.The corn (Zea mays L) is one of the main grain produced in the State of Paraná Brazil, which classifies this State as the major national producer. This cereal constitutes the basic crude material for human, as well as animal feeding. However its rich nutritional composition also has been the motive of mycotoxigenic fungi growth, with special interest on the primary corn phytopathogen Fusarium verticilloides Sacc. Nirenberg (=Fusarium moniliforme Sheldon), whose production of fumonisins has been the major concern in the mycotoxicology. Taking into account that food safety should involve particular care from field crop production, the profile of fungal and fumonisins contamination was monitored in corn submitted to different management in three serial crops (2001, 2002 and 2003), comparing the variation in the cultivation system (direct x conventional plantation, rotation of culture and N2, K+ and/or Ca2+ supplementation). These data were related with the intrinsic factors of corn kernels (humidity, water activity and bromatological composition). The genetic variability was also evaluated in F. verticillioides populations isolated from corn submitted to different agronomic treatments (direct x conventional plantation, rotation x pousio of culture, and N2, K+ and Ca2+ supplementation), accounting as the basis, the parallel effect in the level of natural contamination of fumonisins in corn produced by serial years of plantation. Fusarium spp., Penicillium spp. and Aspergillus spp. prevailed in the mycoflora, which were detected in 100, 66 and 20% of samples, respectively. The humidty content ranged from 10.1 to 16.7%, and the water activity from 0.75 to 0.80 in the fresh harvested corn. The bromatological composition ranged from 5.3 to 7.4% (fat), 0.79 to 1.40% (ashes), and of 7.9 to 10.2% (proteins). Out of 72 samples, 70 (97.2%) were contaminated with fumonisins at 0.73 to 10.64 mg/g range for FB1, and from 0.08 to 5.87mg/g range for FB2. The corn produced by direct plantation showed fumonisin level (10.64 mg/g) higher than the conventional plantation (0.04 mg/g). The molecular genotype profile of 23 F. verticillioides strains isolated from corn (11 strains from conventional plantations and 12 from direct plantation) was investigated for variability by random amplified polymorphic DNA using 16 RAPD primers (Kit Operon X and W). The methodology allowed the differentiation of 105 loci, from which 75 (71,5%) were polymorphic. The Jaccard similarity index indicated high genetic variability among F. verticillioides strains. Nevertheless, there was any significant difference between plantation systems (direct and conventional plantation) (p