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Co-Cultivation of Fusarium, Alternaria, and Pseudomonas on Wheat-Ears Affects Microbial Growth and Mycotoxin Production

  • Mycotoxigenic fungal pathogens Fusarium and Alternaria are a leading cause of loss in cereal production. On wheat-ears, they are confronted by bacterial antagonists such as pseudomonads. Studies on these groups’ interactions often neglect the infection process’s temporal aspects and the associated priority effects. In the present study, the focus was on how the first colonizer affects the subsequent ones. In a climate chamber experiment, wheat-ears were successively inoculated with two different strains (Alternaria enuissima At625, Fusarium graminearum Fg23, or Pseudomonas simiae Ps9). Over three weeks, microbial abundances and mycotoxin concentrations were analyzed and visualized via Self Organizing Maps with Sammon Mapping (SOM-SM). All three strains revealed different characteristics and strategies to deal with co-inoculation: Fg23, as the first colonizer, suppressed the establishment of At625 and Ps9. Nevertheless, primary inoculation of At625 reduced all of the Fusarium toxinsMycotoxigenic fungal pathogens Fusarium and Alternaria are a leading cause of loss in cereal production. On wheat-ears, they are confronted by bacterial antagonists such as pseudomonads. Studies on these groups’ interactions often neglect the infection process’s temporal aspects and the associated priority effects. In the present study, the focus was on how the first colonizer affects the subsequent ones. In a climate chamber experiment, wheat-ears were successively inoculated with two different strains (Alternaria enuissima At625, Fusarium graminearum Fg23, or Pseudomonas simiae Ps9). Over three weeks, microbial abundances and mycotoxin concentrations were analyzed and visualized via Self Organizing Maps with Sammon Mapping (SOM-SM). All three strains revealed different characteristics and strategies to deal with co-inoculation: Fg23, as the first colonizer, suppressed the establishment of At625 and Ps9. Nevertheless, primary inoculation of At625 reduced all of the Fusarium toxins and stopped Ps9 from establishing. Ps9 showed priority effects in delaying and blocking the production of the fungal mycotoxins. The SOM-SM analysis visualized the competitive strengths: Fg23 ranked first, At625 second, Ps9 third. Our findings of species-specific priority effects in a natural environment and the role of the mycotoxins involved are relevant for developing biocontrol strategies.zeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:A. Hoffmann, G. Lischeid, Matthias KochORCiD, P. Lentzsch, Thomas Sommerfeld, M.H. Müller
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Microorganisms
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien
1 Analytische Chemie; Referenzmaterialien / 1.7 Organische Spuren- und Lebensmittelanalytik
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Jahrgang/Band:9
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:443
DDC-Klassifikation:Naturwissenschaften und Mathematik / Chemie / Analytische Chemie
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Sanitär- und Kommunaltechnik; Umwelttechnik
Freie Schlagwörter:Antagonists; Microbe interactions; Mycotoxins; Priority effect; SOM-SM
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Chemie und Prozesstechnik
Chemie und Prozesstechnik / Chemische Charakterisierung und Spurenanalytik
Umwelt
DOI:10.3390/microorganisms9020443
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-521554
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:24.02.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:15.03.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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