Comparison of inoculation methods for field studies on varietal response to verticillium wilt of potatoes

Verticillium albo-atrum, cultured on potato dextrose agar plates or on sterilized wheat kernels, was used to incite disease in field studies. Immediately prior to planting, seed potatoes were dipped in a spore/mycelium suspension that was prepared from agar plate cultures. A second inoculation treatment involved placing infested wheat kernels under the potato seed at planting time. Both inoculation methods resulted in verticillium wilt development. However, the inoculum suspension dip method resulted in slightly greater incidences of verticillium wilt than did the infested wheat method. Inoculation by means of a suspension dip immediately after cutting the seed resulted in more wilted plants than when seed was inoculated 24 hours or 7 days after cutting. The spore/mycelium suspension dip method is now routinely used for field studies on disease susceptibility or resistance in potato cultivars.     

Associative effects of leaf roll and ring rot on disease expression and yield of potatoes

Netted Gem potato plants infected with either the ring rot bacterium (Corynebacterium sepedonicum) or the potato leaf roll virus alone exhibited typical symptoms of the respective diseases. Plants infected with both the bacterium and the virus exhibited severe leaf roll. Typical ring rot symptoms were masked in dual infections, thereby increasing the difficulty in detection of the bacterial disease. The combined yield-reducing effect of the two pathogens was greater than that of the potato leaf roll virus and was similar to that caused by ring rot alone.     

Effect of temperature and latent viruses on atypical ring rot symptoms of Russet Burbank potatoes

The ring rot bacterium,Corynebacterium sepedonicum (Spieck. and Kotth.) Skapt. and Burkh. [Clavibacter michiganense subsp.sepedonicum (Spieck et Kotth.) Davis et al.], and latent potato viruses (potato virus S and potato virus X) were investigated for their effect on atypical (ATYP) ring rot symptom development on Russet Burbank potato plants at different temperatures. Plants grown at 21 C from stem cuttings root-inoculated withC. sepedonicum developed typical wilting and chlorotic symptoms of ring rot that were equally severe on virus-free (VF) and virus-infected (VI) plants. All VF and VI plants grown at 15 C from inoculated stem cuttings exhibited ATYP symptoms that included extreme stunting, resetting, and chlorotic symptoms of ring rot. More severe ATYP symptoms developed on VI than on VF plants. Up to 5 wk after inoculation withC. sepedonicum, ATYP symptom severity ratings of both VF and VI plants increased and declined thereafter. The ATYP severity ratings were highly correlated with fresh weight of plants with high severity ratings being associated with low fresh weights. These results emphasize the need to determine the role of temperature and viral pathogens on ring rot symptomology in existing and newly developed potato cultivars and thereby enable better field detection of bacterial ring rot.     

Comparison of methods for measuring dormancy of potatoes

Comparisons were made of different methods of measuring length of the dormant period of Russet Burbank potato tubers as affected by time of planting and harvest. The study resulted in the following conclusions: 1) when measured from planting or tuber initiation to sprouting, the dormant period of tubers harvested on the same date was longer from an early planted crop than from a late planted crop. 2) When measured from harvest to sprouting, the dormant period was shorter for tubers from an early compared to a late planting. 3) With the same planting date and different harvest dates, when measured from planting or tuber initiation to sprouting, the dormant period was shorter for tubers from an early compared to a late harvest. 4) On the other hand, with the same planting date, when measured from time of harvest to sprouting, the dormant period was longer for tubers from an early compared to a late harvest. Planting date to sprouting was considered the best practical field measure of dormancy since it closely correlated with tuber initiation to sprouting, a method which was more accurate but difficult to determine. Both methods were much better than harvest date to sprouting which is commonly used. In addition, larger tubers from earlier planting had shorter dormancy than smaller tubers regardless of method of measurement due to a probable earlier set. From later plantings, tuber size had no relationship to length of dormancy. Moisture stress significantly reduced dormancy of Lemhi, Russet Burbank, and Nooksack but the Butte cultivar was only slightly affected.     

Bacterial ring rot disease development in resistant and susceptible cultivars

In two greenhouse tests, we compared cell populations ofCorynebacterium sepedonicum in inoculated cultivars which had failed to show symptoms in field inoculation tests against cultivars that produce well-defined symptoms. Both population studies showed that cell numbers as high as 1 × 10⁹ colony-forming units per gm of fresh weight (cfu gm^-1) were reached in some cultivars prior to symptom development. In one of these tests, conducted when day length averaged 14 1/2 hrs, some cultivars failed to show symptoms 11 wks after inoculation but were found to have cell populations as high as 3.2 × 10⁸ cfu gm^-1 7 wks after inoculation. In another study, root and seed piece inoculations were compared in susceptible and resistant cultivars and only minor differences in symptom expression due to mode of entry of the pathogen were found.     

The effect of antibacterial products on bacterial soft rot of potatoes

Summary To test antibacterial products for their ability to prevent soft rot they were applied to potatoes which were then incubated either in an atmosphere containing <1% O₂ in N₂ or in polythene bags. The following products, applied as dips, reduced the incidence of soft rot of tubers incubated in <1% O₂ in N₂: 8-hydroxyquinoline, 1.5–3.0 g l¹; Anthium Dioxcide, equivalent to ClO₂ 1.0–2.0 g l¹ in a stabilized form; chlorine dioxide, 1.0–1.5 g l¹; virginiamycin, 0.5–2.0 g l⁻¹. Acetaldehyde vapour, 30 ml. l¹, applied for 4 h, was also effective. Ten other products were ineffective; a further five compounds were effective but the concentrations required were injurious to tubers. Anthium Dioxcide or chlorine dioxide at one tenth of the above concentrations reduced the incidence of rots in tubers stored in polythene bags. Addition of sodium benzoate solution to peat used in packs of potatoes reduced the incidence of rots but caused slight discolouration.

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Zusammenfassung Um die Methoden für die Bek?mpfung der bakteriellen Nassf?ule zu unterstützen, werden antibakterielle Substanzen ben?tigt, die für den Gebrauch bei Speisekartoffeln annehmbar sind. Zweck dieser Arbeit war es, den Einfluss der Anwendung solcher Produkte zu untersuchen. Um die F?ule der Kontrollen zu induzieren, wurden die Knollen in einer Atmosph?re die 1% Sauerstoff in Stickstoff enthielt inkubiert; ausgesuchte Produkte wurden auch auf Knollen appliziert, die dann in Polythenes?cke gepackt wurden und sie wurden ausserdem Torf beigemischt, der dann abgepackten Kartoffeln beigefügt wurde. Tabelle 1 zeigt die verwendete Handelsprodukte. Folgende Produkte, angewendet als Tauchbeize für 5 Minuten, reduzierten das Auftreten der Nassf?ule, ohne die Knollen zu sch?digen: 8-hydroxyquinoline, 1,5–3,0 g/l; Anthium Dioxcide (?quivalent zu ClO₂, 1,0–2,0 g/l in einer stabilisierten Form); Chlorinedioxide, 1,0–1,5 g/l; Virginiamycin, 0,5–2,0 g/l (Tabelle 2). Eine 4-stündige Behandlung mit 3% Azetaldehydgas v/v war auch wirksam. Mehrere der geprüften Chemikalien führten zu einer gesicherten Verringerung des Auftretens der Nassf?ule, waren aber zu phytotoxisch, um verwendet zu werden (Tabelle 3, Abb. 1). Die übrigen Produkte ergaben keine gesicherte Verringerung der Nassf?ule (Tabelle 4). Die Behandlung von Kartoffeln vor dem Abfüllen in Polythenes?cke mit Anthium Dioxcide (?quivalent zu ClO₂, 0,1 g/l) oder mit Chlorinedioxide, 0,1 g/l, verringerte das Auftreten der F?ule, w?hrend Vantocil 1B unwirksam war. Eine Mischung einer L?sung von Natriumbenzoat 40 g/l mit feuchtem Torf (was einer Mischung von 29 g Natriumbenzoat und 120 g trockenen Torf pro kg entspricht), die abgepackten Kartoffeln beigefügt wurde, führte zu einer Verringerung um 60% im Ausbruch der Nassf?ule, verursachte aber eine leichte Verf?rbung der verletzten Oberfl?chen der Kartoffeln. Zugabe von Essigs?urel?sung 35 g/l zum Torf, verringerte die F?ule, verursachte aber dunkelbraune Verf?rbungen im Gewebe um die Lentizellen, Wunden und Augen. Das Ausmass der F?ule wurde durch Torfbeimischungen von ges?ttigten L?sungen von Methyl- oder Athyl-4-hydroxybenzoat oder von Anthium Dioxcide, ?quivalent zu ClO₂, 0,5 g/l, nicht verringert. Von den Produkten, die eine tats?chliche Verringerung der Nassf?ule der Kartoffeln in einer Atmosph?re mit geringem Sauerstoffgehalt ergaben, k?nnte 8-hydroxyquinoline für Pflanzkartoffeln verwendet werden, aber nicht für Speisekartoffeln. Von Chlorinedioxide waren relativ hohe Konzentrationen erforderlich und wegen seiner Toxizit?t für Menschen w?re ein geschlossenes System für die Applikation notwendig, was für Anthium Dioxcide nicht n?tig w?re. Virginiamycin ist ein Antibiotikum, das zur Zeit weder in der Human- noch in der Tiermedizin in Grossbritannien verwendet wird, es wird dem Tierfutter zur Beschleunigung des Wachstums zugesetzt. Seine Applikation auf Speisekartoffeln k?nnte daher vielleicht erlaubt werden. Bei allen Produkten, die die Nassf?ule in diesen Prüfungen verringerten, wird der m?gliche Gebrauch von weiteren Untersuchungen über die Kosten, die Phytotoxizit?t und die Hemmung der Keimung der Pflanzkartoffeln, m?gliche Rückstandsprobleme und Einflüsse auf den Geschmack der Speisekartoffeln abh?ngen und von irgendwelchen Zuf?llen w?hrend der Behandlung sowie von der Entwicklung optimaler Applikationsm?glichkeiten, die den Besatz der Knollen mit Wasser vermeiden oder auf ein Minimum reduzieren.

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Résumé Pour compléter les méthodes de lutte contre les pourritures bactériennes molles, le besoin d'un composé antibactérien utilisable sur pomme de terre de consommation se fait sentir. Le but de ce travail était d'évaluer l'effet de l'application de tels produits. Dans la plus grande partie du travail, les conditions nécessaires pour induire la pourriture des tubercules témoins étaient maintenues par incubation dans une atmosphère contenant 1% d'oxygène dans de l'azote; les produits choisis étaient à la fois appliqués sur des tubercules qui étaient ensuite mis dans des sacs en polypropylène et mélangés à de le tourbe introduite dans les sacs de pommes de terre. Les spécialités testées sont inscrites au tableau 1. Les produits suivants, appliqués par immersion pendant 5 mn réduisaient l'incidence des pourritures molles sans causer de préjudice aux tubercules: 8-hydroxyquinoléine, 1.5–3.0 g l¹; Anthium Dioxcide (équivalent à ClO₂, 1.0–2.0 g l¹ sous forme stabilisée); chlorine dioxide, 1.0–1.5 g l¹; virginiamycin, 0.5–2.0 g l¹ (tableau 2). Le traitement avec de l'acétaldéhyde gazeux à 3% pendant 4 heures était également efficace. Plusierus des agents chimiques testés donnaient une réduction significantive sur l'incidence des pourritures molles, mais étaient trop toxiques pour être utilisés (tableau 3) (fig. 1). Les autres produits donnaient une réduction des pourritures molles non significative (tableau 4). Le traitement des pommes de terre avec l'Anthium Dioxcide (équivalent à ClO₂, 0.1 g l⁻¹) ou avec chlorine dioxide, 0.1 g l¹ avant la mise en sacs de polypropylène réduisait l'incidence des pourritures alors que le Vantocil 1B était inefficace. L'addition d'une solution de benzoate de sodium, 40 g l¹ à de la tourbe humide (mélange contenant 29 g de benzoate de sodium et 120 g de tourbe sèche par kg) qui était utilisée dans les sacs de pommes de terre, donnait une réduction de 60% sur l'incidence des pourritures molles, mais causait de légers brunissements des zones peleuses des pommes de terre. L'addition à la tourbe d'une solution d'acide acétique, 35 g l¹, réduisait l'incidence des pourritures, mais causait une décoloration brune foncée du tissu entourant les lenticelles, les blessures et les yeux. L'incidence des pourritures molles n'était pas réduite par l'addition à la tourbe de solutions saturées de méthyl ou d'éthyl-4-hydroxybenzoate ou d'Anthium Dioxcide équivalent à ClO₂, 0.5 g l¹. Parmi les produits qui donnaient une réelle réduction des pourritures molles des pommes de terre dans une atmosphère pauvre en oxygène, le 8-hydroxyquinoléine peut être utilisé sur les plants de pommes de terre, mais n'est pas autorisé sur les pommes de terre de consommation. Comparativement, de fortes concentrations de chlorine dioxide étaient nécessaires et, à cause de la toxicité de ce produit chimique pour l'homme, un système fermé aurait probablement été demandé pour l'application; ceci ne serait pas nécessaire dans le case de l'Anthium Dioxcide. La Virginiamycine est un antibiotique qui, pour le moment, n'est pas utilisé pour la médecine humaine ou vétérinaire au Royaume-Uni, elle est ajoutée à l'alimentation animale pour la croissance; il est donc possible que son application soit autorisée sur les pommes de terre de consommation. Pour tous les produits qui ont réduit l'incidence des pourritures molles dans ces tests, leur usage potentiel dépendra des évaluations futures du prix du traitement, usage des possibilités de phytotoxicité de quelques lots de pommes de terre et d'inhibition de la germination des pommes de terre de semence, des problèmes éventuels concernant les résidus et tout effet de saveur des pommes de terre de consommation, de tous les accidents lors de la réalisation du traitement, et du développement des meilleurs moyens d'application pour éviter ou minimiser le dép?t d'eau sur les tubercules.

     

Factors affecting ring rot development in root-inoculated potato plants originating from stem cuttings

Some of the factors that affected ring rot development in potato plants grown from stem cuttings and root-inoculated withCoryncbacterium sepedonicum were investigated. Isolates ofC. sepedonicum cultured and stored for a, year on agar media were as virulent as those that had been cultured for almost 5 months. Isolates cultured for periods over 2 years gradually lost their virulence; however, decline in virulence was not as rapid as had been previously reported. One isolate became more virulent by inoculating and recovering it from a susceptible potato plant. Ring rot symptoms developed more rapidly in the cultivar Red Pontiac than in the cultivar Netted Gem; however, disease severity eventually reached the same level in both cultivars. The more mature the plants were when inoculated, the greater was the rate of ring rot development. Duration of exposure of wounded roots to inoculum of the pathogen did not affect disease development. No ring rot bacteria were recovered from plants originating from apical cuttings of ring-rot-infected potato plants that exhibited partial wilting. By this technique, plants infected withC. sepedonicum were freed from this pathogen quickly and effectively.