Diagnostic fragmentation filtering for the global LC-HRMS/MS analysis of ergot alkaloids and indole–diterpenoids in Norwegian and Canadian Claviceps species

Abstract

The understanding of the cereal disease caused by ergot (C. purpurea) is important with reference to wildlife and agriculture as ergot produces toxins. The sample set used in this study consisted of 66 Claviceps sclerotia from five distinct geographical locations: Eidsvoll, Larvik, Maridalen, Telemark (all in Norway) and Saskatchewan in Canada. Genotyping of the sclerotia revealed that the samples comprised of three Claviceps species: G1 (C. purpurea sensu lato), G2 (C. humidiphila) and G2a (C. arundinis). For screening and recognition of already classified and potentially novel toxins, diagnostic fragmentation filtering was applied for the extraction of the entire ergot alkaloid and indole-diterpenoid metabolome from the high-resolution mass spectrometry data. Principal component analysis and partial least squares revealed species-specific alkaloid patterns. G2a was found to be host specific.

Kunnskap om kornsykdommen som forårsakes av meldrøye, Claviceps purpurea (C. purpurea) er viktig med tanke på dyreliv og jordbruk ettersom meldrøyen produserer toksiner. Dataene består av 66 forskjellige prøver fra fem ulike geografiske lokasjoner: Eidsvoll, Larvik, Maridalen og Telemark (alle i Norge) og Saskatchewan i Canada. Genotype profelering av sklerotiene besto av 3 Claviceps arter: G1 (C. purpurea sensu lato), G2 (C. humidiphila) and G2a (C. arundinis). For skanning og gjenkjenning av allerede klassifiserte alkaloider og potensielt nye toksiner ble det brukt en diagnostic fragmentation filtering modul av ergot alkaloider og indole-diterpenoid på hele metabolomiske data fra høyt oppløsende masse spektrometrisk data. Principal component analysis og partial least squares avslørte art spesifikke alkaloid mønster. G2a ble funnet til å være vertsspesifikk.