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Projet H2020 MycoKey : Actions clés intégrées et innovantes pour la gestion des mycotoxines dans la chaîne alimentaire et animale

  • Taper Projet
  • État Rempli
  • Exécution 2016 -2020
  • Budget alloué 4.953.160,00 €
  • Portée Europeo
  • Principale source de financement H2020
  • Site Web du projet Proyecto MycoKey
Description

MycoKey développe de nouvelles approches de gestion des mycotoxines en intégrant les résultats issus de l'harmonisation des connaissances mondiales sur des sujets clés et du développement de données de recherche. Cette intégration alimente une nouvelle application MycoKey intelligente et facile à utiliser, un système qui représente un pas en avant dans la fourniture de conseils scientifiques pratiques aux producteurs, aux parties prenantes et aux chercheurs. Le projet contribue à renforcer les compétences des jeunes chercheurs et à sensibiliser aux risques des mycotoxines sur la santé humaine et animale. En outre, MycoKey renforce le dialogue entre l’UE et la Chine en engageant le consortium chinois dans des activités de recherche connexes. Les alliances/accords scientifiques avec d’autres projets financés par l’UE renforcent la coopération internationale, en particulier avec le projet H2020 MyToolBox. De nouvelles solutions intégrées ont été développées pour la surveillance sur site et par TIC des champignons toxigènes et des mycotoxines tout au long de la chaîne alimentaire. Des modèles de prédiction intégrés ont été développés pour une gestion efficace des cultures et une utilisation par les parties prenantes.

L'approche repose sur :

  • Combinaison de modèles de risques et de systèmes de contrôle sur site.
  • Développement de nouvelles méthodes de criblage in situ de (multi)mycotoxines pour l'analyse in situ et en ligne de multiples mycotoxines.
  • Technologies de détection pour une utilisation personnalisée dans un environnement open source.

De nouvelles méthodologies de détection validées et des avancées dans les connaissances sur les formes modifiées de mycotoxines seront disponibles pour la législation future. Le projet a augmenté le potentiel de lutte biologique contre la contamination par les aflatoxines du maïs et des arachides, en l’appliquant aux zones émergentes à haut risque en Europe (Italie, Serbie et Roumanie) et en Chine. Des stratégies de contrôle durable basées sur des composés naturels et des agents de contrôle biologique ont été étudiées en vue d’une application commerciale.

Du matériel génétique de blé et de maïs moins sensible au Fusarium a été sélectionné. De nouveaux fongicides, moins toxiques et plus efficaces, ont été testés. De nouvelles solutions écologiques post-récolte, des techniques d’assainissement et des équipements de nettoyage pour réduire les mycotoxines dans les produits alimentaires sont prêts pour les industries. Nous disposons de nouveaux additifs alimentaires à base d'agents détoxifiants multi-mycotoxines et de critères et protocoles validés et standardisés, conformément aux réglementations de l'UE et aux directives de l'EFSA.

Des solutions d’utilisation sûre conduiront à des méthodes biologiques efficaces pour la détoxification des mycotoxines et à une production rentable de biocarburants à partir de biomasse contaminée par les mycotoxines. Au final, 75 manuscrits ont été publiés dans des revues à comité de lecture. Enfin, 75 publications issues de la recherche MycoKey ont été publiées dans des revues à comité de lecture.

Description des activités

Les travaux réalisés au cours des 4 années ont porté sur les domaines suivants (résultats) :

  1. CONNAISSANCES GLOBALES SUR LES MYCOTOXINES : revue des mises à jour scientifiques, connaissances pour les parties prenantes, messages courts à inclure dans la demande pour les agriculteurs, guides de bonnes pratiques et messages intelligents pour les utilisateurs finaux (16 résumés simples). Le site de la lettre Mycotox est disponible. Les modèles prédictifs constituent un outil utile pour prédire le niveau de risque de contamination par les mycotoxines, aidant ainsi les parties prenantes et les décideurs politiques. Quatre tables rondes et quatre groupes de travail ont renforcé le solide réseau scientifique multidisciplinaire mondial.
  2. SURVEILLANCE DES CHAMPIGNONS TOXIGÈNES : Un modèle prédictif pour AFLA et FUM dans le maïs pour les agriculteurs. Un modèle pour la prédiction du DON et du ZEA dans le maïs ; données de séquence pour les bases de données publiques en ligne pour l'identification des espèces fongiques. Essai LAMP in situ évalué lors des ateliers MycoKey. Séquençage du génome entier, informations sur les nouveaux génotypes et distribution des groupes de gènes de mycotoxines. Utilisation de capteurs environnementaux in situ.
  3. SURVEILLANCE DES MYCOTOXINES : Méthode et dispositif alternatifs pour l'échantillonnage des poussières de grains de maïs, SOP (note d'orientation) pour l'industrie sur l'analyse des poussières et les tests sur site ; données soumises à la DG SANTE pour soutenir la politique d'échantillonnage de l'UE. Nouveaux tests : test de jauge multiplex UNISENSOR « 3 Myco » DON/ZEA/FUM ; Tests rapides de dépistage des mycotoxines à base d'aptamères multiplex ; tests de détection rapide basés sur l'immunoessai par polarisation de fluorescence (FPIA) ; Système de profilage électrochimique en temps réel (REP) pour le dépistage rapide des mycotoxines. Les tests ont été exploités dans des environnements industriels, sur site et de formation. De nouvelles données toxicocinétiques sur les formes modifiées de DON, ZEA et AFB1 ont été discutées avec l'EFSA en tant que contribution à la réglementation.
  4. PRÉVENTION SUR LE TERRAIN : Nouveaux biopesticides commercialisables : AflaSafe II homologué au Ghana (réduction de 98 % de l'AFLA) ; un nouveau fongicide en cours d'homologation en Chine. Les expériences de cultures intercalaires et de cultures de couverture ont réduit la contamination du blé (DON et ZEA jusqu'à 75 %) ; Variétés hautement tolérantes qui réduisent le risque de DON et de ZEA dans le blé.
  5. STRATÉGIES D’INTERVENTION pour atténuer l’infection fongique des cultures sur le terrain, pendant le stockage ou la transformation : les souches de C. rosea ont réduit la gravité de la maladie et la teneur en DON jusqu’à 100 % ; nouveaux composés fongicides développés contre la FHB ; Traitement EOW dans les essais sur le terrain de la vigne contre A. carbonarius ; Système plasma non thermique et traitement UV-C contre la croissance fongique du café vert, des noix, du maïs et des arachides.
  6. DÉPOLLUTION : Technologies de nettoyage combinées pour la réduction des mycotoxines dans le maïs à l'échelle industrielle (AFLA : 60-90 %, FUM : 22-65 %*, DON : 36-55 %*, ZEA : 75-100 %) ; Développement de nouveaux additifs alimentaires (entre 60 et 100%). Il a été démontré que de nouvelles enzymes/micro-organismes et enzymes laccases de Pleurotus sont efficaces jusqu'à 93 % contre différentes mycotoxines. SOLUTIONS TIC : L'application MycoKey est liée à une plateforme d'informations géoréférencées pour soutenir l'agriculture de précision et la gestion des mycotoxines basée sur les données, permettant une surveillance complète du DON dans le blé et de l'AFB1 et du FUM dans le maïs.
  7. COMMUNICATION, DIFFUSION, EXPLOITATION : 75 articles en libre accès. Mission de courte durée confiée à des doctorants et jeunes chercheurs internationaux. 3 conférences internationales MycoKey organisées avec succès (Belgique, Chine, en ligne). Des ateliers technologiques en Finlande, en Roumanie et en Suisse, ainsi que des cours de formation en Italie et en Chine, ont permis de transférer les solutions MycoKey aux utilisateurs, industries et fabricants potentiels.
Description contextuelle

Un problème croissant pour la sécurité alimentaire en Europe et dans le monde est la propagation des mycotoxines dans les cultures, principalement liée au changement climatique, avec des implications potentiellement graves pour la santé humaine et animale, la sécurité alimentaire et le commerce international.

Le projet MycoKey a contribué à atténuer la contamination par les mycotoxines dans les chaînes alimentaires et fourragères en développant des solutions efficaces pour améliorer leur compétitivité et leur durabilité. Il a étudié les cultures de maïs, de blé et d'orge, leurs champignons toxigènes associés et les mycotoxines apparentées (aflatoxines, déoxynivalénol, zéaralénone, ochratoxine A, fumonisines, toxines T-2 et HT-2) en Europe et en Chine. L’objectif général était d’intégrer des informations clés et des solutions pratiques dans un outil TIC intelligent (MycoKey App) et de fournir des réponses aux parties prenantes. Le projet a innové dans la gestion des mycotoxines grâce à :

  • Le développement de solutions basées sur les TIC, la fourniture d’informations à la législation et l’amélioration des connaissances et des réseaux.
  • Sélectionner et améliorer une série d’outils de surveillance des champignons toxigènes et des mycotoxines.
  • Évaluer l’utilisation de solutions techniques et de gestion fiables et rentables, de composites durables et de technologies vertes pour la prévention, l’intervention et la remédiation sur le terrain, pendant le stockage, la transformation et le transport au sein des principales chaînes alimentaires et fourragères.
  • Des moyens alternatifs et sûrs d’utiliser les lots contaminés.

Le consortium multidisciplinaire était composé de partenaires scientifiques, industriels et associatifs (31), dont 11 institutions chinoises.

Objectifs

MycoKey vise à générer des solutions innovantes et intégrées qui soutiennent les parties prenantes dans la gestion efficace et durable des mycotoxines tout au long des chaînes alimentaires et animales. Le projet contribuera à réduire la contamination par les mycotoxines principalement en Europe et en Chine, où la contamination des cultures par les mycotoxines est courante et grave, et où le commerce international de produits et de lots contaminés est en augmentation. MycoKey s'attaquera aux principales cultures concernées : le maïs, le blé et l'orge, leurs champignons toxigènes associés et les mycotoxines apparentées (aflatoxines, déoxynivalénol, zéaralénone, ochratoxine A, fumonisines).

Le projet intégrera des informations clés et des solutions pratiques pour la gestion des mycotoxines dans un outil TIC intelligent (application MycoKey), fournissant aux parties prenantes des réponses nécessitant des prévisions rapides et personnalisées, des informations descriptives sur les risques/niveaux de contamination, une aide à la décision et des suggestions pratiques et économiquement judicieuses pour l'intervention. Les outils et méthodologies seront stratégiquement ciblés pour une application rentable sur le terrain et pendant le stockage, le traitement et le transport. Des moyens alternatifs et sûrs d’utiliser les lots contaminés seront également proposés.

L'objectif de Mycokey sera :

  1. Innover dans les communications sur la gestion des mycotoxines grâce à l’application des TIC, en fournissant des informations pour la législation et en améliorant les connaissances et les réseaux.
  2. Sélectionner et améliorer une variété d’outils pour la surveillance des mycotoxines.
  3. Évaluer l’utilisation de solutions fiables, de composés durables/technologies vertes dans la prévention, l’intervention et la remédiation.

Le consortium multidisciplinaire, composé de partenaires scientifiques, industriels et associatifs (32), comprend 11 institutions chinoises et réalisera le programme de 4 ans dans le cadre de réseaux internationaux.

Résultats

Les mycotoxines, composés produits par des champignons microscopiques, sont nocives pour les humains et les animaux, provoquant des maladies allant de l’intoxication aiguë à l’immunodéficience et à certains types de cancer. Ils peuvent infecter les plantes tout au long du cycle de croissance et contaminer les cultures pendant le stockage. Par le biais d’aliments contaminés, les mycotoxines peuvent également contaminer les produits animaux tels que le lait, les œufs et la viande.

Une étude récente a confirmé l’estimation de l’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture (FAO) de 1985 selon laquelle la contamination par les mycotoxines était présente dans 25 % des cultures vivrières dans le monde. Des méthodes d’analyse améliorées suggèrent que l’occurrence a probablement été sous-estimée en dessous des niveaux détectables. Le projet MycoKey, financé par l'UE, s'est appuyé sur le projet MYCORED précédent et a développé de nouvelles procédures et de nouveaux outils pour réduire la contamination par les mycotoxines dans les champs, les aliments pour animaux et les chaînes d'approvisionnement après récolte. « Parce que l'introduction de cultures plus sûres plus tôt dans la chaîne alimentaire réduit les risques pour la santé, nous avons donné la priorité à une prévention plus respectueuse de l'environnement et à une détection plus rapide de la contamination par les mycotoxines sur le terrain », explique Antonio F. Logrieco, coordinateur du projet MycoKey et directeur de l'Institut des sciences de la production alimentaire du Conseil national de la recherche italien. « Nous développons également des solutions pour faire progresser davantage le processus de production d’aliments pour animaux et de denrées alimentaires. » De nouvelles solutions pour la chaîne d'approvisionnement MycoKey a sélectionné principalement des céréales pour l'étude, telles que l'orge, le maïs et le blé, ainsi que des fruits secs et des raisins. Le projet s'est concentré sur les mycotoxines présentant un intérêt particulier pour les autorités réglementaires : les aflatoxines, le déoxynivalénol, les fumonisines, les toxines T-2 et HT-2, la zéaralénone et l'ochratoxine A. L'équipe a testé avec succès des stratégies de lutte biologique utilisant des micro-organismes non toxigènes introduits dans les chaînes de blé et de maïs dans l'UE et en Chine. Ces agents de lutte biologique ont réussi à réduire l’accumulation de déoxynivalénol dans le blé de 69 % à 85 % et, dans le cas du maïs, à réduire l’aflatoxine de 98 % à 100 %.

L’équipe a également créé un prototype de système d’aide à la décision, disponible via une application open source, pour prédire l’apparition de mycotoxines dans certaines cultures. Ces résultats ont été étayés par des outils de surveillance, notamment la détection rapide de multiples mycotoxines dans la poussière de céréales. Les échantillons de cet appareil peuvent être analysés sur place à l’aide de tests sur bandelettes ou envoyés à un laboratoire pour évaluation par spectrométrie de masse. Dans le cas de cultures contaminées, des technologies de nettoyage améliorées ont été développées pour être utilisées dans les machines de tri. Le nettoyage à l’échelle industrielle utilisé dans le séparateur mécanique Grain Plus a réduit l’aflatoxine dans le maïs jusqu’à 100 %. De plus, l’équipe a développé un procédé de fermentation à base de levure pour produire du biogaz et du bioéthanol à partir de lots contaminés.

Dans le cas d'aliments contaminés, les bentonites ont été testées comme agents détoxifiants avec les partenaires industriels Laviosa et Lesaffre. Les bentonites mélangées aux aliments absorbent les mycotoxines, réduisant ainsi leur biodisponibilité. « En utilisant ces agents, traitements et outils de biocontrôle, les agriculteurs disposent de solutions durables conformes à la stratégie De la ferme à la fourchette », explique Logrieco. Réglementation sur la sécurité alimentaire Bien que de bonnes pratiques agricoles telles que le travail du sol, les variétés de plantes résistantes et les fongicides puissent atténuer la contamination par les mycotoxines, le changement climatique a donné naissance à davantage de champignons toxigènes qui peuvent surmonter la résistance des plantes et des fongicides. MycoKey soutient le Green Deal européen en adaptant les pratiques agricoles pour réduire l'utilisation de produits chimiques agricoles.

Le projet a également établi des liens avec des groupes scientifiques travaillant sur les mycotoxines en Chine, qui constituent une source de préoccupation croissante pour les autorités européennes compte tenu de l’importation de cultures chinoises. « MycoKey a fourni de nouvelles informations, par exemple sur la toxicocinétique et les formes modifiées du déoxynivalénol, de la zéaralénone et de l'aflatoxine, qui peuvent aider les régulateurs de la sécurité alimentaire de l'UE et aider l'industrie à adapter ses processus alimentaires », ajoute Logrieco. Les résultats de MycoKey seront désormais également utilisés dans d'autres projets de sécurité alimentaire, par exemple comme contribution aux exercices de cartographie du projet FoodSafety4EU financé par l'UE et comme contribution à la formation MycoTWIN.

Coordonnateurs
  • CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE (CNR)