Monitoraggio delle popolazioni di Fusarium verticillioides in campo per la valutazione del rischio fumonisine nella granella di mais

Mycotoxins, toxic secondary metabolites produced by plant pathogenic fungi, represent a major threat to food safety and public health. The accumulation of mycotoxins in plant products intended for human, animal, and food use can cause very serious diseases. It is therefore crucial to be aware of the risk of infection early in order to implement preventative strategies to control and monitor fungal populations. With respect to toxicity and presence in kernels, the main mycotoxins are: aflatoxins produced by Aspergillus spp.; fumonisins, trichothecenes, zearalenone, T2 and HT2 produced by Fusarium spp.; and ochratoxins produced by various species of Aspergillus and Penicillium. Fumonisins, produced primarily by fungi of the Fusarium genus, frequently contaminate corn (Zea mays L.), a very important crop at the national level, especially for DOP and IGP quality products. This thesis, through a review of the scientific literature, analyzes the various aspects of fumonisin contamination, with particular attention to the role of fungal populations present in the field, the environmental and agronomic factors that influence their biosynthesis, and toxicological and regulatory aspects. The infection mechanisms, the life cycle of Fusarium verticillioides, and the modes of grain contamination are also analyzed. Considerable attention is given to predictive models for assessing contamination risk, including laboratory models and molecular monitoring techniques. These assessments highlight the importance of dynamic monitoring of fungal populations in the field, preventive agronomic strategies, and advanced technological tools that represent an effective and sustainable approach to managing fumonisin risk in the corn supply chain. The thesis concludes by highlighting the need for a multidisciplinary and integrated approach between scientific research, technological innovation, and regulations for more efficient control of mycotoxin contamination.

Le micotossine, metaboliti secondari tossici prodotti dai funghi fitopatogeni, rappresentano una delle principali minacce per la sicurezza alimentare e la salute pubblica. L’accumulo di micotossine nei prodotti vegetali destinati ad uso alimentare, umano e zootecnico, può essere motivo di induzione di patologie molto gravi. Risulta per questo di fondamentale importanza essere a conoscenza del rischio fin da subito del rischio di infezioni, per poter mettere in atto strategie preventive atte al controllo e al monitoraggio delle popolazioni fungine. In relazione a tossicità e presenza nelle cariossidi, le principali micotossine sono: aflatossine prodotte da Aspergillus spp.; fumonisine, tricoteceni, zearalenone, T2 e HT2 prodotte da Fusarium spp., e ocratossine prodotte da varie specie di Aspergillus e Penicillium. Le fumonisine, prodotte prevalentemente da funghi del genere Fusarium, contaminano frequentemente la granella di mais (Zea mays L.), coltura molto importante a livello nazionale soprattutto per i prodotti di qualità DOP e IGP. Questa tesi, attraverso una revisione della letteratura scientifica analizza i diversi aspetti della contaminazione da fumonisine, con particolare attenzione al ruolo delle popolazioni fungine presenti in campo, ai fattori ambientali ed agronomici che ne influenzano la biosintesi e agli aspetti tossicologici e normativi. Vengono anche analizzati i meccanismi d’infezione, il ciclo biologico di Fusarium verticillioides e le modalità di contaminazione della granella. Ampio spazio è dedicato ai modelli previsionali atti alla valutazione del rischio di contaminazione, tra cui i modelli di laboratorio e le tecniche di monitoraggio molecolare. Da queste valutazioni viene risaltata l’importanza del monitoraggio dinamico delle popolazioni fungine in campo, delle strategie agronomiche preventive e degli strumenti tecnologici avanzati che rappresentano un approccio efficace e sostenibile per la gestione del rischio da fumonisine nella filiera del mais. La tesi conclude evidenziando la necessità di un approccio multidisciplinare e integrato tra ricerca scientifica, innovazione tecnologica e normative per un controllo più efficiente della contaminazione da micotossine.