Journal of Phytopathology

Homothallic Fusarium graminearum (teleomorph Gibberella zeae) and anamorphic F. culmorum are destructive pathogens causing Fusarium head blight (FHB) of small‐grain cereals worldwide, while heterothallic F. pseudograminearum (G. coronicola) seems to be restricted to Australia as a FHB pathogen. In a comprehensive treatise of pathogen population genetics, this review summarizes global knowledge of genetic diversity among isolates sampled at various spatial and temporal scales, examines the mechanisms that generate this diversity and explores the implications of pathogen diversity and plasticity to resistance breeding. Despite their different modes of reproduction, there is large variation among isolates of all three species originating from different countries and continents. With a few exceptions, haplotype diversity ranges from 60 to 100% even within populations from individual fields. In F. graminearum, over 90% of the variation is found within populations, even when samples are collected from areas as small as 0.25 m². Variation among populations is low (4–8%) with negligible population subdivision. This indicates a high level of gene flow (N_m = 8–71) with linkage equilibrium for the majority of selectively neutral molecular marker loci analysed. These findings for F. graminearum point to large random mating populations driven by occasional outcrossing, high gene flow across large geographical distances and a relatively low host‐mediated directional selection. Similar conclusions can be drawn for the Canadian population of F. pseudograminearum, but not for populations from Australia, where different pathogen ecology may have reduced the frequency of sexual recombination. Phylogenetic analyses indicate delineation of lineages in F. graminearum, often along geographically separated lines, while the related F. pseudograminearum is a single recombining species with limited or no lineage development. The anamorphic F. culmorum shows no obvious clonal structure in its population as might have been expected. High levels of diversity within fields may have been caused by balancing selection from frequent alternation between saprophytic and parasitical life cycle and/or a hidden or recently extinct teleomorph. Other mechanisms including parasexual cycles or active transposable elements may also be involved but these have not been investigated as yet. Crosses between and among F. graminearum lineages have shown a rather simple, additive inheritance of pathogenicity and aggressiveness with frequent transgressive segregation in crosses among isolates with moderate aggressiveness. This raises the spectre of highly aggressive and/or toxigenic isolates evolving if a limited range of quantitative trait locus for FHB resistance is deployed on a large scale. Combining more than one genetically distinct sources of resistance, possibly with different modes of action against the pathogen, will be necessary to avoid severe FHB outbreaks in the future.

Các phép đo liên quan đến trao đổi khí và phát thải huỳnh quang diệp lục đã được thực hiện trên lá đậu khỏe mạnh và bị bệnh với các triệu chứng gỉ sét, đốm lá góc và thối đen trong suốt quá trình phát triển tổn thương của từng bệnh. Các thí nghiệm được thực hiện ở các nhiệt độ ủ cây khác nhau, sử dụng hai giống đậu khác nhau. Ảnh hưởng chính của nhiệt độ ủ cây là đối với sự phát triển của bệnh. Không có sự khác biệt đáng kể giữa các giống liên quan đến sự phát triển của bệnh và về độ lớn của các biến đổi sinh lý khi mức độ nghiêm trọng của bệnh giống nhau cho mỗi giống. Các bệnh này làm giảm tỷ lệ quang hợp ròng và tăng hô hấp tối của lá bị nhiễm sau khi xuất hiện triệu chứng rõ ràng và sự khác biệt giữa lá khỏe mạnh và lá bị bệnh gia tăng theo sự phát triển của bệnh. Tỷ lệ thoát hơi nước và độ dẫn khí khép kín ổn định trong suốt chu kỳ đơn của bệnh gỉ sét, tuy nhiên, hai biến này đã giảm ở lá có đốm lá góc và bệnh thối đen bắt đầu với sự xuất hiện triệu chứng và tiếp tục cho đến khi quá trình phát triển tổn thương hoàn tất. Khả năng chống lại quá trình carboxylation có thể là yếu tố chính liên quan đến sự giảm tỷ lệ quang hợp của vùng lá rõ ràng khỏe mạnh có gỉ sét và đốm lá góc. Sự giảm nồng độ CO₂ trong tế bào, do độ kháng khí khép kín cao hơn, có thể là yếu tố chính đối với lá có bệnh thối đen. Đánh giá huỳnh quang diệp lục gợi ý rằng không có sự thay đổi nào trong khả năng vận chuyển electron và sinh ATP và NADPH ở các vùng dường như khỏe mạnh của lá bị bệnh, nhưng sự giảm phát thải huỳnh quang diệp lục xảy ra ở các vùng tổn thương rõ ràng cho tất cả các bệnh. Huỳnh quang tối thiểu đã bị giảm đáng kể ở lá có đốm lá góc. Huỳnh quang tối đa và hiệu suất lượng tử tối ưu của hệ thống quang hợp II của lá bị giảm cho cả ba loại bệnh. Bệnh gỉ sét trên đậu, do một tác nhân sinh trưởng sinh học gây ra, đã gây ra thiệt hại ít hơn cho các cơ chế điều chỉnh của các quá trình sinh lý của vùng xanh còn lại của lá bị bệnh hơn là bệnh đốm lá góc hoặc bệnh thối đen, do các tác nhân sinh trưởng bán sinh lý gây ra. Độ lớn của sự giảm quang hợp có thể được liên kết với mối quan hệ dinh dưỡng giữa vật chủ và tác nhân gây bệnh.

The susceptibility of 257 monocotyledon species belonging to 139 genera and 27 families, has been tested and the literature on this subject reviewed. In contrast with dicotyledons and gymnosperms, monocotyledons are much less susceptible to Agrobacterium tumefaciens: only 3 % of the species of monocotyledons tested were host plants, whereas 60 % of the dicotyledons and gymnosperms were susceptible. Only the closely related monocotyledon orders Liliales (6 families) and Arales (1 family) contained species that were susceptible. These results are consistent with a proposed taxonomic relationship between the Liliales and the dicotyledons. A correlation between host biochemical capabilities and susceptibility to crown gall is suggested.

A trypsin inhibitor from wheat kernel (WTI) was found to have a strong antifungal activity against a number of pathogenic fungi and to inhibit fungal trypsin‐like activity. WTI inhibited in vitro spore germination and hyphal growth of pathogens, with protein concentration required for 50% growth inhibition (IC₅₀) values ranging from 111.7 to above 500 μg/ml. As observed by electron microscopy, WTI determined morphological alterations represented by hyphal growth inhibition and branching. One of the fungal species tested, Botrytis cinerea produced a trypsin‐like protease, which was inhibited by the trypsin inhibitor. WTI, as well as other seed defence proteins, appear to be an important resistance factor in wheat kernels during rest and early germination when plants are particularly exposed to attack by potential soil‐borne pathogens.

Một cuộc khảo sát đã được thực hiện trên 47 nhà kính trồng cây rau ở miền đông nam Tây Ban Nha vào đầu dịch bệnh (tháng 1 năm 2000) để so sánh độ nhạy cảm của các quần thể Botrytis cinerea đối với pyrimethanil (một loại thuốc trừ nấm anilinopyrimidine) sau 4 năm điều trị với một quần thể chưa tiếp xúc từ bộ sưu tập năm 1992. Một phương pháp chuẩn để kiểm tra độ nhạy cảm của B. cinerea đối với pyrimethanil trong một môi trường tối thiểu xác định (1.75 g/l KH₂PO₄, 0.75 g/l MgSO₄, 4 g/l glucose và 4 g/l gelatin) đã được sử dụng để thiết lập các phân phối tần suất về độ nhạy cảm với pyrimethanil ở cả hai quần thể. Hai phân phối khác nhau cho các biến thể nhạy cảm và kháng đã được thu nhận. ED₅₀ của các biến thể nhạy cảm vào năm 1992 nằm trong khoảng từ 0.05 đến 0.5 mg a.i./l (trung bình ± SE, 0.23 ± 0.02), và từ 0.04 đến 0.4 mg a.i./l vào năm 2000 (0.11 ± 0.01). ED₅₀ cho các biến thể kháng nằm trong khoảng từ 1 đến 10 mg a.i./l trong cả hai cuộc khảo sát (5 ± 2.64 và 4.25 ± 2.14, vào năm 1992 và 2000, tương ứng). Không có sự gia tăng khả năng kháng pyrimethanil nào được phát triển trong các quần thể B. cinerea sau 4 năm tiếp xúc với thuốc trừ nấm này. Một quy trình theo dõi in vitro đã được phát triển dựa trên việc kiểm tra một liều phân biệt duy nhất của pyrimethanil (được thiết lập ở mức 0.7 mg a.i./l). Các biến thể kháng pyrimethanil trong thử nghiệm in vitro đã gây ra tổn thương rõ rệt trên các đĩa lá dưa chuột được xử lý bằng thuốc trừ nấm. Không có sự khác biệt đáng kể nào về độ thích nghi (tăng trưởng hoặc tạo bào tử) giữa các biến thể kháng và nhạy cảm. 307 biến thể được thu thập vào tháng 1 năm 2000 đã được kiểm tra in vitro bằng cách sử dụng các liều phân biệt để ước tính tỷ lệ kháng của B. cinerea đối với benzimidazoles (carbendazim), dicarboximides (procymidone), N-phenylcarbamates (diethofencarb), và anilinopyrimidines (pyrimethanil). Trong số 307 biến thể thu thập, 90% kháng lại benzimidazoles, 77% kháng dicarboximides, 23% kháng N-phenylcarbamates và 12% kháng anilinopyrimidines (trong số 165 biến thể này). Các biến thể kháng chéo giữa dicarboximides và benzimidazoles đã được phát hiện ở mỗi nhà kính được khảo sát và chiếm 65,8%. Mười bốn phần trăm dân số kháng lại dicarboximides, benzimidazoles và N-phenylcarbamates, và 3% cũng kháng lại anilinopyrimidines.

Kính hiển vi điện tử quét cho thấy các khoang phụ khí khổng trên lá anh đào ngọt là "các vị trí được bảo vệ" mà nơi trú ngụ của quần thể vi khuẩn Pseudomonas syringae pv. morsprunorum. Vi khuẩn xâm nhập vào khí khổng, phát triển trong các khoang và xuất hiện thành một khối vào ngày thứ 6 sau khi nhiễm. Không có triệu chứng rõ rệt, cho thấy rằng tác nhân gây bệnh đã thuộc địa hóa ký chủ với số lượng "trong lâm sàng" thấp để tạo ra những quần thể sau đó được phát tán ra bề mặt lá trong các điều kiện thích hợp.

The effects of freeze drying, spray drying, and fluid bed drying on the viability of Penicillium oxalicum conidia were compared. Conidia of P. oxalicum can be dried by fluid bed drying and freeze drying maintaining 100% viability after both processes, but protective additives must be added for obtaining this viability in the case of freeze drying. The best viabilities were obtained after freeze drying with non‐fat skim milk (NFSM) + Tween 20, NFSM + peptone and NFSM + sucrose. However, NFSM + glycerol had only a 0.5% viability after freeze drying. Freeze‐dried P. oxalicum conidia with or without additives did not maintain viability over time at room temperature, while conidia dried in a fluidized bed drier had a 40–50% viability after 180 days of storage in these conditions. Penicillium oxalicum conidial viability after spray‐drying was lower than 20%. Penicillium oxalicum conidia dried by fluid bed drying were effective in reducing the incidence of Fusarium wilt of tomato under glasshouse and field conditions.

Các cuống lá của mận, cà phê và quýt đã được khảo sát bằng kính hiển vi điện tử quét (SEM). Sự hiện diện của Xylella fastidiosa trong các mẫu đã được xác nhận bằng phản ứng chuỗi polymerase và điện di gel. Số lượng vô mạch bị xâm chiếm bởi X. fastidiosa đã được xác định bằng SEM tại các khu vực cuống lá được cắt ngang dưới nitơ lỏng. Tỷ lệ các vô mạch bị xâm chiếm ở cuống lá của cà phê cao hơn so với cuống lá của mận và quýt, bất kể cây thể hiện triệu chứng nhẹ (MS) hay triệu chứng nặng (SS). Tỷ lệ các vô mạch bị xâm chiếm biến đổi từ 10.9 (MS) đến 38.0% (SS), từ 26 (MS) đến 51.6% (SS), và từ 8 (MS) đến 11.8% (SS) cho mận, cà phê và quýt, tương ứng, và không có sự thay đổi theo vị trí trong cuống lá. Mức độ triệu chứng liên tục phản ánh tỷ lệ cao hơn của các vô mạch bị xâm chiếm ở cà phê và mận, nhưng không có ở quýt.