Badano dwa różne aspekty aktywności Fusarium spp. w odniesieniu do roślin uprawnych: (1) fitotoksyczność toksyn trichotecenowych produkowanych przez różne patogeniczne gatunki Fusarium oraz (2) fitotoksyczność Fusarium spp. podczas kolonizacji ziarniaków owsa. W 1. przypadku materiał roślinny stanowiły korzenie zarodkowe bobiku - Vicia faba var. minor 2n = 12 cv. Nadwiślański. Przygotowanie nasion obejmowało: 24 h pęcznienia w wodzie; wyłożenie spęczniałych, zdrowych, nie uszkodzonych nasion na kilka warstw wilgotnej bibuły; kiełkowanie nasion przez 3 doby w temp. 22°?1°C w termostacie. Tak przygotowane siewki z korzeniami zarodkowymi długości 1-1,5 cm poddawano inkubacji w roztworach czystych toksyn trichotecenowych: DAS, DON, FUS-X o stężeniu 10 ug/ml (20 ug/ml) i ich mieszanin: MIX-I (DAS+DON), MIX-II (DAS+FUS-X), MIX-III (DON+FUS-X) w stosunku objętościowym 1 : 1. Korzenie siewek traktowanych wymienionymi roztworami i kontrolnych wykorzystano w badaniach cytogenetycznych, badaniach struktury i ultrastruktury komórek oraz w analizie DNA. Czas inkubacji w roztworach toksyn i ich mieszanin był zróżnicowany i wynosił: 3 h, 6 h, 12 h, 24 h, 24 h + 24 h pi oraz dodatkowo 48 h i 72 h. W badaniach cytogenetycznych określono: indeks mitotyczny, indeksy fazowe oraz zaburzenia w poszczególnych fazach mitozy i w interfazie, po wybarwieniu jąder i chromosomów metodą Feulgena. Łącznie badania mikroskopowe obejmowały 45 kombinacji traktowanych toksynami i odpowiadające im kombinacje kontrolne. Przebieg mitozy i morfologię komórek interfazowych analizowano z użyciem mikroskopu świetlnego Jenamed 2 i programu MultiScanBase v.11.06. Badania struktury i ultrastruktury dotyczyły komórek korzeni inkubowanych 24 h w roztworach czystych toksyn DAS, DON i FUS-X. W analizie DNA wykorzystano korzenie inkubowane w roztworze DAS o stężeniu 20 ug/ml. Wykazano, że czyste toksyny trichotecenowe: DAS, DON, FUS-X oraz ich mieszaniny powodowały zahamowanie podziałów komórkowych, zaburzenia w przebiegu podziałów komórkowych oraz inicjowały zamieranie komórek na drodze nekrozy, apoptozy i autofagii. Zahamowanie podziałów komórkowych odbywało się w dwojaki sposób: (1) przez ?zatrzymanie podziałów w mitozie" przy wysokiej wartości indeksu mitotycznego (DAS, DAS+DON, DAS+FUS-X); (2) przez zakończenie podziałów i zmniejszenie wartości indeksu mitotycznego (DON i DON+FUS-X). Zarówno czyste toksyny, jak i ich mieszaniny powodowały nadmierną kondensację chromosomów zauważalną już po 3 h inkubacji, postępującą akumulację metafaz i wzrost liczebności aberracji ana- i telofazowych w miarę przedłużania czasu inkubacji. DAS oraz mieszaniny z jego udzialem, DAS+DON i DAS+FUS-X, były najbardziej aktywne w indukowaniu aberracji ana- i telofazowych, odpowiednio do 97,4%, 96,2% i 88,4% po 24 h inkubacji. Obecność komórek o podwójnej liczbie chromosomów (DAS, DAS+FUS-X) oraz jąder restytucyjnych (DON, DON+FUS-X, DAS+DON) potwierdziła zdolność toksyn trichotecenowych do poliploidyzacji. Toksyny trichotecenowe mogą indukować zamieranie komórek w postaci apoptozy, co potwierdzono w przypadku DAS. Badania z udzialem TEM potwierdziły zmiany w ultrastrukturze komórek poddanych działaniu toksyn trichotecenowych oraz wykazały, że jest zróżnicowany stopień uszkodzenia poszczególnych organelli komórkowych, a także istnieje możliwość eliminacji uszkodzonych organelli komórkowych na drodze autofagii. 
Ziarniaki owsa nagoziarnistego z frakcji FDK (Fusarium damaged kernels), BG (black gmin) oraz ziarniaki zdrowe bez zewnętrznych oznak porażenia badano z użyciem mikroskopu świetlnego (Jenamed 2), mikroskopu fluorescencyjnego (FM - Labophot Nikon) i skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM - LEO 435 VP). Do badań pod mikroskopem świetlnym z ziarniaków sporządzono trwale preparaty, wybarwione 1% roztworem safraniny 0 (Safranin 0) i 0,1% roztworem zieleni trwalej (Fast Green FCF). Fotografie przekrojów wykonano z użyciem kamery CCD i programu MultiScanBase v.11.06. Preparaty do badań w SEM przygotowano wg metody Jackowiak i in. (2005). Ziarniaki porażone z frakcji FDK miały nieregularny, w różnym stopniu zdeformowany kształt, a obecność strzępek grzybni stwierdzono we wszystkich tkankach ziarniaka. Miejscem częstej lokalizacji grzybni była bruzda na brzusznej stronie ziarniaka, gdzie stwierdzono obecność zarodników konidialnych Fusarium sp. Ziarniaki z frakcji BG wykazywały podobne zróżnicowanie i podobny stopień uszkodzeń w porównaniu z ziarniakami FDK. Bardzo silnie porażone ziarniaki z obu frakcji miały całkowicie zdegenerowany zarodek, a na miejscu komórek warstwy aleuronowej znajdował się gruby pokład grzybni, skąd strzępki penetrowały głębsze pokłady bielma skrobiowego. Pod mikroskopem skaningowym i fluorescencyjnym potwierdzono rozpad złożonych ziaren skrobi owsa w silnie porażonych ziarniakach z frakcji FDK, natomiast nie obserwowano uszkodzeń w pojedynczych ziarnach skrobiowych. 
 
Spis treści:

Objaśnienia skrótów 
 
1. WSTĘP I CEL PRACY 
 
2. PRZEGLĄD PIŚMIENNICTWA 
2.1. Budowa i funkcje toksyn fuzaryjnych z grupy trichotecenów 
2.2. Naturalne źródło trichotecenów 
2.3. Fitotoksyczność trichotecenów 
2.4. Bezpieczeństwo żywności 
2.5. Biosynteza i inaktywacja trichotecenów 
2.6. Rola metabolitów wtórnych wytwarzanych przez grzyby 
2.7. Fuzarioza wiech i ziarna owsa siewnego (Avena sativa L.) 
 
3. MATERIAŁ I METODY BADAŃ 
3.1. Przygotowanie siewek bobiku 
3.2. Przygotowanie preparatów do badań cytogenetycznych 
3.3. Przygotowanie preparatów parafinowych 
3.4. Przygotowanie preparatów do TEM 
3.5. Izolacja i analiza DNA 
3.6. Przygotowanie ziarniaków owsa nagoziarnistego do badań mikroskopowych 
3.7. Analiza statystyczna 
 
4. WYNIKI BADAŃ 
4.1. Podziały mitotyczne w komórkach merystematycznych bobiku w obecności czystych toksyn trichotecenowych i ich mieszanin 
4.2. Zmiany morfologiczne i strukturalne siewek bobiku 
4.3. Zmiany w ultrastrukturze komórek merystematycznych bobiku 
4.4. PCD w komórkach merystematycznych bobiku 
4.5. Zasiedlenie ziarna owsa nagoziarnistego przez grzyby 
4.6. Powierzchnia ziarniaków owsa nagoziarnistego z frakcji FDK i BG 
4.7. Struktura wewnętrzna ziarniaków owsa nagoziarnistego z frakcji FDK 
4.8. Struktura wewnętrzna ziarniaków owsa nagoziarnistego z frakcji BG 
 
5. DYSKUSJA 
Reakcje roślin na toksyny trichotecenowe 
Grzyby z rodzaju Fusarium zagrożeniem dla ziarna owsa siewnego 
 
6. WNIOSKI 
 
PIŚMIENNICTWO 
STRESZCZENIE