Ergot in Canadian cereals – relevance, occurrence, and current status

Abstract

Ergot is a fungal disease that occurs on cereals and grasses, including rye, oat, wheat, and barley. The ergot pathogen, Claviceps purpurea, infects the floret, and as infection progresses, it replaces individual kernels, appearing on the head as darkly coloured fungal bodies called sclerotia. Ergot is a grain-grading factor in Canada and can affect grain quality and value, as well as safety due to production of ergot alkaloids. Testing of durum fortified with ergot sclerotia showed that the presence of sclerotia resulted in black specks in semolina and pasta, but had no impact on milling performance or end-product quality. Surveillance performed as part of the Canadian Grain Commission’s annual Harvest Sample and Cargo Monitoring Programs provided insights into ergot incidence and severity in different grains, growing locations, and years, as well as the presence of ergot alkaloids. Analysis of more than 230 000 Harvest Sample Program grain samples from western Canada across 25 years showed the highest ergot incidence and severity occurred in rye, followed by bread and durum wheat, and then barley and oats. Ergot incidence and severity varied annually, but only incidence increased over time. Analyses of bulk grain shipments indicated that the presence of ergot alkaloids reflected the disease incidence observed in the harvest samples (median ergot alkaloid concentrations in wheat and durum > oats and barley). Data on ergot alkaloids from the Cargo Monitoring Program also showed that the Canadian bulk grain-handling system mitigated the variability in annual ergot incidence and severity observed in harvest samples.

Résumé

L’ergot est une maladie fongique qui s’attaque aux céréales et aux graminées, y compris le seigle, l’avoine, le blé et l’orge. L’agent pathogène, Claviceps purpurea, infecte la florule et, à mesure que l’infection progresse, il remplace chaque grain qui se forme sur l’épi par des organes fongiques foncés appelés sclérotes. Au Canada, l’ergot est un facteur de classement des grains et peut influencer leur qualité et leur valeur. Il constitue également un risque pour la santé à cause des alcaloïdes qu’il produit. Des tests effectués sur du blé dur enrichi de sclérotes d’ergot ont montré que ces derniers se sont retrouvés dans la semoule et les pâtes sous forme de mouchetures noires, mais qu’ils n’avaient aucun effet sur le rendement de la mouture ni sur la qualité des produits finis. La surveillance découlant du Programme d’échantillons de récolte de la Commission canadienne des grains et du Programme de surveillance de la qualité des cargaisons a fourni des indications sur l’incidence et la gravité de l’ergot chez différents grains, dans diverses régions de production et au fil des années, de même que sur la teneur en alcaloïdes de l’ergot. L’analyse, menée sur 25 années, de plus de 230 000 échantillons de grains de l’Ouest canadien issus du Programme d’échantillons de récolte a démontré que l’incidence et la gravité les plus élevées d’ergot se produisaient sur le seigle, suivi des blés tendre et dur, puis de l’orge et de l’avoine. L’incidence et la gravité de l’ergot ont varié annuellement, mais seule l’incidence s’est accrue au fil du temps. Les analyses des expéditions en vrac de céréales ont indiqué que la présence de l’ergot reflétait l’incidence de la maladie observée dans les échantillons de récolte (concentrations moyennes d’alcaloïdes d’ergot dans les blés tendre et dur > avoine et orge). Les données sur les alcaloïdes de l’ergot issues du Programme de surveillance de la qualité des cargaisons ont également montré que le système canadien de manutention des grains en vrac a réduit la variabilité de l’incidence et de la gravité annuelles de l’ergot observée dans les échantillons de récolte.

Keywords:

• cereals
• Claviceps purpurea
• ergot
• geographical distribution
• prairies

Mots clés:

• Claviceps purpurea
• céréales
• ergot
• répartition géographique
• prairies

Acknowledgements

We would like to acknowledge the Industry Services Division of the Canadian Grain Commission for the inspection services and rating of ergot in samples from the Harvest Sample Program. We would also like to acknowledge former researchers and program managers from the Grain Research Laboratory of the Canadian Grain Commission for data collection and curation, namely Randy Clear, Tom Gräfenhan, Twylla McKendry, and Cherianne McClure.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).