Effect ofErwinia carotovora subsp.atroseptica alone and withAlternaria solani orVerticillium dahliae on disease development and yield of potatoes in Israel

Summary Tubers of 17 cultivars were inoculated withErwinia carotovora subsp.atroseptica (ECA) and planted in 1986 and 1987 in the Negev in randomised plots in three blocks where eitherVerticillium dahliae orAlternaria solani were present or where both were absent. ECA reduced the yield in the control block and exacerbated the yield losses in the disease blocks, but the intensity of symptom expression did not always accord with the extent of yield loss. ECA had a greater effect on plants infected withA. solani than on those withV. dahliae. It was possible to categorise the cultivars as resistant, intermediate or susceptible with respect to ECA and early blight, but resistance toV. dahliae could not be differentiated from foliage maturity.     

Effects of contamination byErwinia carotovora subsp.carotovora andE. carotovora subsp.atroseptica of potato seed tubers and of cultivar resistance on blanking or nonemergence and blackleg development in Valencia,Spain

Summary High grade potato seed tubers of three cultivars were inoculated in Scotland by vacuum infiltration in suspensions ofErwinia carotovora subsp.carotovora and subsp.atroseptica in different combinations, and transported to Valencia, Spain. They were cut into two to three pieces and planted in January 1984, 1985 and 1986 in fields furrow irrigated before and after emergence. High incidences of blanking and blackleg were associated with seed inoculated with high numbers ofE.c. atroseptica alone or together withE.c. carotovora and not with high or low numbers ofE.c. carotovora alone.E.c. atroseptica predominated at emergence in March in rotting seed pieces which failed to produce a plant, regardless of the seed treatment, and in diseased stems in April but it was replaced byE.c. carotovora in May. The levels of blanking and blackleg after inoculating 16 cultivars with both erwinias were not correlated between years nor were they significantly different within years among most of the cultivars.     

The spread ofErwinia carotovora var.atroseptica (blackleg) from degenerating seed to progeny tubers in soil

Summary In 1976, spread of a serologically identifiable strain ofErwinia carotovora var.atroseptica was traced from inoculated ‘seed’ to progeny tubers of cv. Pentland Crown by placing inoculated tubers against seed tubers of plants in the field at four different dates from June to September. Progeny tuber samples were dug 2, 4 and 8 weeks after placement, induced to rot, and the bacterium responsible identified by immunodiffusion tests. Spread was not detected until 7 September following the onset of rain and cooler temperatures. Bacteria placed in the field in June were detected in November having survived the hot dry summer in the remains of inoculated tubers.

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Zusammenfassung Das Verfaulen von Pflanzkartoffelknollen von Juli an stellt wahrscheinlich die Hauptinfektionsquelle für die Ausbreitung vonErwinia carotovora var.atroseptica (Van Hall) Dye im Bestand dar. Um die Bedeutung des Verfaulens zu verschiedenen Zeiten zu untersuchen, wurden Knollen der Sorte Pentland Crown mit einem serologisch feststellbaren Stamm inokuliert und an verschiedenen Daten im Laufe Juni. Juli, August und September 1976 in einem Bestand neben den Pflanzknollen ausgepflanzt. Zur Feststellung der Uebertragung wurden 2, 4 und 8 Wochen nach jedem Auspflanzungsdatum (Tabelle 1) Pflanzen geerntet; die Schlussernte fand am 2. November statt. Die Knollen der Nachbarschaft wurden in unverschlossenen Plastikbeuteln bei 15°C zum Faulen veranlasst, indem sie bis zu 5 Tage mit Leitungswasser überdeckt wurden. Die verantwortlichen Bakterien wurden durch Anpassung der bei Vruggink & Maas Geesteranus (1975) beschriebenen Immunodiffusionsteste identifiziert, indem drei Antisera verwendet wurden: ein spezifisches für den inokulierten Stamm und die andern für die allgemeine Identifizierung von var.atroseptica und var.carotovora. Das im Juni den Testknollen inokulierte Isolat konnte im November noch immer von den Knollen und dem umliegenden Boden isoliert werden (Tabellen la und 1b). Trotz dem Eindringen der Bakterien von den Testknollen in den Boden w?hrend der Monate Juni, Juli und August (Tabelle 1b) wurde der inokulierte Stamm bei den induzierten Nachkommen. die Anfang August nach 41 mm Regen geerntet wurden, nicht entdeckt (Abb. 1a), vielleicht wegen der hohen Bodentemperatur. Er wurde jedoch am 7. September nach 12 mm Regen (Abb. 1) und einem ausgesprochenen Absinken der Bodentemperatur festgestellt. Pflanzgut (‘Mutter’-)-Knollen (an der Pflanze) begannen Ende Juni (Tabelle 2a) zu faulen, aber es wurden nur ‘wilde’ St?mme von var.atroseptica isoliert. ‘Wilde’ St?mme wurden auch am 24. August und 2. November von induzierten faulen Knollen der Nachkommenschaft isoliert (eine Knolle der Nachkommenschaft gegen eine faulende Pflanzknolle gepresst) (Tabelle 2c). Das Wetter von September 1976 bis zur Ernte (Tabelle 3) schaffte Bodenbedingungen, die für die Ausbreitung der Bakterien auf Knollen der Nachkommenschaft (‘latente’ Infektion) günstig waren, aber nicht jene Bedingungen, welche die Bakterien bef?higen, sich so zu vermehren, dass sie die Knollen im Feld zum Verfaulen bringen (‘akute’ Infektion).

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Résumé La décomposition des tubercules mères à partir de juillet, représente probablement la principale source d'inoculum à l'origine de la dissémination d'Erwinia carotovora var.atroseptica (Van Hall) Dye, dans une culture de pomme de terre. Dans le but de préciser l'importance de ce facteur dans le temps, des tubercules de la variété Pentland Crown ont été inoculés avec une souche sérologiquement identifiable et placée à coté des tubercules mères d'une culture en cours de croissance, à différentes dates courant juin. juillet, ao?t et septembre 1976. Pour détecter la dissémination, des plantes ont été arrachées 2, 4 et 8 semaines après chaque date de mise en place (tableau 1) et à la récolte finale qui a eu lieu le 2 novembre. La descendance a été placée en sacs plastiques afin de favoriser l'apparition de pourritures, à une température de 15°C et on a ajouté une quantité suffisante d'eau du robinet pour submerger les tubercules pendant 5 jours. Les bactéries responsables ont été identifiées par adaptation des tests d'immuno diffusion décrit par Vruggink et Maas Geesteranus (1975), utilisant trois anti-sérums, un spécifique de la souche inoculée et les autres pour l'identification générale de la var.atroseptica et de la var.carotovora. La souche ayant été inoculée lors de la mise en place des tubercules en juin pourrait encore être isolée à partir de ces derniers en novembre (tableau la et 1b). Malgré un déplacement des bactéries à partir de la mise en place des tubercules dans le sol durant juin, juillet et aout (tableau 1 b), la souche inoculée n'a pu être obtenue à partir des pourritures des tubercules de la descendance après une pluie de 41 mm début ao?t (fig. la): les auteurs pensent que cela serait d? à une température du sol élevée; car l'isolement a été possible le 7 septembre à la suite d'une pluie de 12 mm (fig. 1b) et d'une chute importante des températures du sol. Les tubercules de semences (‘mère’) ont commencé à pourrir fin juin (tableau 2a) mais seules les souches ‘sauvages’ de la var.atroseptica ont été isolées. Les souches ‘sauvages’ ont été également isolées à partir des pourritures des tubercules fils le 24 aout (un tubercule fils était en contact avec un tubercule mère pourri) et le 2 novembre (tableau 2c). Les conditions climatiques à partir de septembre 1976 jusque la récolte (tableau 3) ont entrainé des conditions au niveau du sol, se révélant être favorables à la dissémination des bactéries vers les tubercules de la descendance (infection ‘latente’) mais insuffisantes pour pouvoir entrainer une multiplication des bactéries au niveau des pourritures du tubercule (infection ‘aigue’) au champ.

     

Preliminary selection of antagonists ofErwinia carotovora subsp.atroseptica (Van Hall) Dye for application during green crop lifting of seed potato tubers

Summary Green crop lifting (GCL) for haulm killing was developed in The Netherlands and offers ideal conditions for controlling the blackleg pathogenErwinia carotovora subsp.atroseptica (Eca) by antagonists. Based on the use of mini-tubers or young tubers from field crops, two bioassays for wound protection were developed. GCL was simulated by artificially skinning or wounding tubers, inoculating the damaged skin with Eca, treating with antagonists and incubating in either potting compost or outside in field soil. Mainly fluorescent pseudomonads, pre-screened for in vitro antagonistic activity on agar and high soft rot reducing ability on tuber slices, were tested in the mini-tuber bioassay. Strains giving the highest degree of wound protection were further tested individually and in combination under field conditions in the young tuber bioassay. One individual strain and two combinations, resulting in reduction of contamination levels on skinned surfaces of 85% and between 60% and 70%, respectively, show good potential for biological control of blackleg.     

The spread ofErwinia carotovora subsp.atroseptica and subsp.carotovora from stem lesions and degenerating seed tubers to progeny tubers in soil

Summary In 1978 and 1979 field experiments were made in which serologically distinct isolates ofErwinia carotovora subsp.atroseptica and subsp.carotovora were inoculated on different dates into stems or seed tubers. The latter had been removed from emerging plants, inoculated and replaced on different dates. Samples of soil and progeny tubers were taken at intervals after inoculation to monitor spread. Progeny tubers were induced to rot and the bacterium responsible was identified by immunodiffusion tests. In 1978 no spread of subsp.carotovora from placement tuber lesions to progeny tubers was detected and spread on one occasion only from stem lesions was detected. Spread of subsp.atroseptica was detected from both inoculum sources. In 1979 spread of subsp.carotovora was detected on eight occasions during the season from placement tubers and on twelve from inoculated stems and for subsp.atroseptica on twenty two and nineteen occasions respectively.

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Zusammenfassung Im Jahr 1977 zeigten die Ergebnisse eines kleinen Feldversuches, dass nach Inokulation von Stengeln der Sorte King Edward mitErwinia carotovora subsp.carotovora der Organismus von den Stengell?sionen auf die Tochterknollen übertragen werden konnte. Um diese Beobachtung abzusichern, die H?ufigkeit solcher übertragung zu untersuchen und die relative Bedeutung von Stengell?sionen und verfaulenden Pflanzknollen als Quelle des Inokulums zu bestimmen, werden 1978 und 1979 Versuche mit serologisch identifizierbaren St?mmen der Subspeziescarotovora undatroseptica durchgeführt. 1978 wurden zwei Versuchspaare angelegt und in einem Versuch wurden Pflanzknollen (die vorher von den wachsenden Pflanzen weggenommen wurden), inokuliert mit subsp.atroseptica untergeschoben (siehe Lapwood & Harris, 1977) und Stengel der gleichen Pflanzen der Sorte Pentland Crown durch Injektion von Subsp.carotovora unter die Epidermis inokuliert. Im zweiten Versuch jedes Paares, vom ersten durch vier Leerreihen getrennt, waren die Inokulationsstellen umgekehrt. Die Versuchspaare waren von einander durch sechs Leerreihen getrennt und ein Paar wurde durch Beregnung mit ungef?hr 25 mm Wasser zu jedem der drei Termine w?hrend der Vegetationsperiode versorgt (17. Juli und 6. September; der für Mitte August geplante Termin entfiel wegen Regen). 1979 wurde nur ein Versuchspaar angelegt, die Beregnung wurde weggelassen. 1978 wurde an drei Terminen inokuliert (Tab. 1) und 1979 an neun (Tab. 2); die Daten der Probenahme sind ebenfalls in den Tabellen angegeben. Bei der Probenahme wurden aus jeder der drei Wiederholungen von jedem Inokulationstermin (und aus den nicht inokulierten Kontrollparzellen) 2 Pflanzen in nebeneinander liegenden Reihen mit einer, des-infizierten Grabgabel aufgenommen. Die in-okulierte (untergeschobene) Knolle wurde entfernt bevor Bodenproben genommen und fünf Tochterknollen jeder Pflanze geerntet wurden. Das die L?sionen enthaltende Stengelgewebe wurde zur Bestimmung und Isolierung von den Pflanzen abgeschnitten. Die Proben einer Parzelle wurden zusammengefasst und Bodenproben auf das Vorhandensein der Subspezies vonE. carotovora geprüft. Bei den Tochterknollen wurde durch Untertauchen in Wasser die F?ule provoziert und der dafür massgebende Erreger durch den von Vruggink & Maas Geesteranus (1975) beschrieben und von Lapwood & Harris (1980) modifizierten Immun-Diffusiontest identifiziert. Die 1978 mit subsp.carotovora inokulierten Knollen verfaulten sehr schnell, aber das Bakterium konnte weder in den faulenden Tochterknollen noch im die inokulierten Knollen umgebenden Boden gefunden werden, mit Ausnahme am 27. September (inokulier am 29. August) in den beregneten Versuchen. Nach der Inokulation der Stengel konnten die Bakterien schnell aus Stengeln isoliert werden, aus den Tochterknollen aber nur am 14. August (Inokulation am 26. Juli) und niemals aus dem Boden, gleichgültig, ob die Parzellen beregnet waren oder nicht. Die Ergenisse der Stengel-und Knolleninokulation mit subsp.atroseptica für die nicht beregneten Parzellen sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Das Bakterium wurde mehrmals in Bodenproben aus der Umgebung der inokulierten Knollen gefunden, jedoch niemals im Boden nahe der Tochterknollen, gleichgültig, ob beregnet wurde oder nicht. Es konnte nur am 24. Juli (beregneter Versuch) und am 7. August (nicht beregneter Versuch) in induzierten F?ulen der Tochterknollen identifiziert werden, wobei die inokulierte Pflanzknolle das Inokulum lieferte, aber in vielen F?llen, wenn das Inokulum vom Stengel stammt. Das Muster der Verbreitung (Abb. 1) zeigt, dass das meiste w?hrend der nassen, kühlen Witterung Ende Juli und Anfang August geschah. 1979 konnte die Ausbreitung der subsp.carotovora w?hrend der Vegetationszeit achtmal von inokulierten Knollen und zw?lfmal von inokulierten Stengeln ausgehend beobachtet werden und bei subsp.atroseptica von 22 bzw. 19 (Tabelle 2); Abb. 1 zeigt, die Ergebnisse im Verh?ltnis zu den Witterungsbedingugen. Die Ergebnisse zeigen, dass in Stengel inokulierte Bakterien darauffolgend in Tochterknollen wiedergefunden werden k?nnen wahrscheinlich durch das Abwaschen und den Transport durch Regen. Stengell?sionen scheinen als Quelle des Inokulums ebenso wichtig zu sein, wie die Pflanzknollen, für subsp.atroseptica in beiden Jahren und für subsp.carotovora 1979. Die Stengell?sionen k?nnen für fast die gesamte Wachstumsperiode eine Quelle des Inokulums darstellen, w?hrend nassfaule Pflanzknollen, die schnell bis auf einen leeren Stengel reduziert sind, ihr gesamtes Inokulum bald entleert haben k?nnen. Zus?tzlich wird die Zerfallsrate der Pflanzknolle vielleicht auch durch das Eindringen von Sekund?r-Erregern beschleunigt, wodurch sowohl der Gehalt an Inokulum und die Dauer seiner Verfügbarkeit begrenzt wird, Bedingungen, die vielleicht weniger bei den Stengell?sionen auftreten.

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Résumé Les résultats d'une expérimentation au champ, à petite échelle, à Rothamsted en 1977, montraient que lorsqueErwinia carotovora subsp.carotovora était inoculé dans les tiges de la variété King Edward, l'organisme pouvait être transmis à partir des lésions sur tiges, aux tubercules-fils. Pour confirmer cette observation, pour rechercher la fréquence de ce type de propagation et pour déterminer l'importance relative des lésions de tiges et des tubercules de semence pourris comme sources d'inoculum, des expérimentations ont été conduites en 1978 et en 1979 en utilisant une souche identifiée sérologiquement de subsp.carotovora et aussi de subsp.atroseptica. En 1978 deux séries d'expérimentations ont été mises en place et dans la première expérimentation de chaque série, des tubercules de semence (prélevés sur des plantes en culture), inoculés avec subsp.atroseptica ont été introduits (voir Lapwood & Harris, 1977) et les tiges des mêmes plantes de variétés Pentland Crown ont été inoculées avec subsp.carotovora par injection hypodermique. Dans la seconde expérimentation de chaque série, séparée de la première par quatre rangs non plantés, les sites d'inoculation étaient inversés. Les séries d'expérimentations étaient séparées l'une de l'autre par six rangs non plantés et la première série était irriguée par aspersion pour couvrir approximativement un besoin de 25 mm en trois occasions durant la saison (à savoir, 27 Juillet et 6 Septembre; celle prévue à la mi-ao?t n'a pas été appliquée à cause de la pluie). En 1979, seule une série d'expérimentations a été mise en place, l'irrigation ayant été omise. En 1978, il y avait trois date d'inoculation (Tableau 1) et en 1979, neuf (Tableau 2). Les dates d'échantillonnage sont également indiquées dans les tableaux. Pour l'échantillonnage, deux plantes de rangs adjacents sont arrachées avec une bêche désinfectée, à raison de 3 répétitions pour chaque date d'inoculation (et pour les parcelles témoins non inoculées). Le tubercule inoculé était enlevé avant de prendre les échantillons de sol et cinq tubercules fils sur chaque plante. Les tissus de tiges contenant la lésion étaient détachés de la plante pour détermination et isolement. Les échantillons de chaque parcelle étaient groupés. Les sols étaient examinés en ce qui concerne la présence des subsp. d'E. carotovora et les tubercules fils étaient mis à pourrir par immersion dans l'eau et l'agent causal était identifié par la méthode sérologique d'immunodiffusion décrite par Vruggink & Maas Geesteranus (1975) et modifiée par Lapwood & Harris (1980). En 1978, les tubercules inoculés avec subsp.carotovora pourrissaient rapidement mais la bactérie n'a pas été détectée dans les pourritures des tubercules fils induits et dans le sol entourant le tubercule inoculé sauf le 27 Septembre (inoculation du 29 Ao?t) dans l'expérimentation conduite en irrigation. Lorsque les tiges étaient inoculées, les bactéries étaient à nouveau isolables des tiges, mais elles n'étaient retrouvées dans les pourritures des tubercules fils que le 14 Ao?t (inoculation du 26 Juillet) et jamais dans le sol, que les parcelles soient irriguées ou non. Les résultats de l'inoculation des tiges et des tubercules avec subsp.atroseptica sont indiqués dans le Tableau 1 pour la condition non irriguée seulement. La bactérie a été retrouvée de nombreuses fois dans le sol entourant les tubercules inoculés mais jamais dans le sol environnant des tubercules fils que les parcelles soient irriguées ou non. Elle est retrouvée dans les pourritures des tubercules fils induits seulement le 24 Juillet (conditions irriguées) et le 7 Ao?t (condition non irriguée) lorsque le tubercule de semence inoculé était la source d'inoculum, mais dans de nombreuses occasions lorsque l'inoculum provenait de la tige. Le modèle indique (fig. 1) qu'il y avait plus de propagation par temps humide et frais de fin juillet et début ao?t. En 1979, la propagation de subsp.carotovora était mise en évidence à neuf reprises durant la saison à partir des tubercules inoculés et en 12 occasions à partir des tiges inoculées et celle de subsp.atroseptica dans 22 et 19 occasions respectivement (Tableau 2); les résultats sont en relation avec les param⪻tres climatique dans la fig. 1. Les résultats montrent que les bactéries inoculées aux tiges peuvent être retrouvées dans les tubercules fils, probablement à cause du lessivage et du transport par la pluie. Les lésions de tiges apparaissent comme était aussi importantes que le tubercule de la semence en tant que source d'inoculum pour subsp.atroseptica pour les deux années et pour subsp.carotovora en 1979. Les lésions de tiges peuvent être une source d'inoculum persistante durant la saison de culture du fait que les tubercules de semence sont atteints de pourriture molle. Ces lésions peuvent rapidement se limiter à une tige détruite et ainsi éliminer rapidement leur inoculum. De plus, le niveau de dégradation des tubercules de semence peut être accru par l'intervention d'organismes secondaires qui limitent à la fois le taux d'inoculum produit et la durée de sa disponibilité, conditions moins vraissemblables peut être d'apparaitre avec les lésions sur tiges.

     

Effect of applying nitrogen fertilizer to a potato seed crop on the susceptibility of the daughter plants toErwinia carotovora subsp.atroseptica

Summary Seed potatoes of cvs Record and Bintje were grown with 30, 80 or 130 kg N/ha. In the subsequent growing season the seed tubers, which were inoculated or not with two concentrations ofErwinia carotovora subsp.atroseptica (Eca), were subjected to the same fertilization treatment. The incidence of blackleg and the level of seed tuber decay increased from the uninoculated treatment to the higher inoculum level, but the degree varied considerably from one year to another. Cv. Bintje was more susceptible to blackleg and yield loss caused by Eca than cv. Record. In 1990, when disease incidence was high, the proportion of blackleg stems increased with increasing doses of nitrogen fertilizer which had been applied to the seed crop, but was not significantly affected in 1988 and 1992. Seed tuber decay was retarded by the lowest nitrogen dose. The yield of the subsequent crop was not affected by the nitrogen dose applied to the seed crop.     

Evaluation of a PCR kit for the detection ofErwinia carotovora subsp.atroseptica on potato tubers

Summary A PCR-based kit, Probelia^TM, for the detection ofErwinia carotovora subsp.atroseptica (Eca) on potatoes was evaluated at five laboratories in four countries. The kit is based on DNA-specific PCR amplification followed by detection of amplicons by hybridization to a peroxidase-labelled DNA probe in a microplate. Specificity of the PCR primers for Eca, regardless of serogroups, was confirmed by testing against 246 bacterial, fungal and plant species. Detection limits of the assay varied little between six Eca strains in pure cultures (1.3×10² to 1.5×10³ cells ml⁻¹). When Eca-free tuber peel extract from four cultivars was inoculated with known numbers of 15 Eca strains, detection limits were more variable (1.0×10¹ to 6.2×10³ cells ml⁻¹ peel extract), attributed probably to inconsistency in the recovery of DNA during extraction. When the PCR assay was compared with three current commercial Eca detection methods, using naturally contaminated tubers, results matched most closely those from viable counts on a selective medium, the most sensitive method (88%), followed by enrichment ELISA (72%) and last ELISA (30%), the least sensitive method.     

Screening tuber-bearingSolanum spp. for resistance to soft rot caused byErwinia carotovora ssp.atroseptica (van Hall) Dye

Summary Soft rot caused by Erwinia carotovora ssp. atroseptica is a major disease of stored potatoes. Since varietal resistance can contribute to control, the work reported was designed to find new sources of resistance among related tuber-bearing Solanum spp. True seeds were imported from two international collections and families were screened for resistance to tuber soft rot. Forty-eight resistant clones were found in 21 out of 100 accessions. These clones will be used in breeding programmes at the diploid or tetraploid level.     

Resistance toErwinia carotovora subsp.atroseptica in second backcross populations of somatic hybrids betweenSolanum tuberosum andS. brevidens

Summary Eleven clones obtained from a cross between cv. Katahdin and fusion products betweenSolanum tuberosum and the non tuber-bearing speciesS. brevidens, were backcrossed again withS. tuberosum (clone AR80-127-5). Small tubers harvested from 583 seedlings of these second backcross (BC2) populations were screened for tuber tissue resistance toErwinia carotovora subsp.atroseptica under aerobic conditions. After multiplication in the field. BC2 clones again were screened for soft rot resistance under aerobic as well as anaerobic conditions. In general, the resistance of the BC2 populations was reduced in comparison with the BC1. Variation for resistance was found within the BC2 populations, but there was no correlation between the results of the three tests performed. Four BC2 populations were also screenned for resistance to blackleg in the field. Significant differences were found between populations for mean percentage of diseased plants, but these differences could not be explained by the resistance of the parental clones.     

The resistance of potato plants toErwinia carotovora subsp.atroseptica in relation to their calcium and magnesium content

Summary The effect of adding gypsum (CaSO₄) to growing media on the resistance toErwinia carotovora subsp.atroseptica (van Hall) Dye of potato (Solanum tuberosum L.) stems and mother and daughter tubers was examined in field and glasshouse experiments. The decayin situ of inoculated mother tubers from field plots treated before planting with gypsum was significantly delayed compared with tubers sampled from non-amended plots. Blackleg development was also significantly delayed in the gypsum-amended plots; however, for both mother tubers and stems the increased resistance associated with the application of gypsum later disappeared. Stem resistance tended to be related to tissue calcium and magnesium concentrations which were higher in plots treated with gypsum than in untreated plots. Daughter tubers produced in plots amended with gypsum generally contained a higher concentration of calcium in their cortex and were more resistant to decay byE. carotovora subsp.atroseptica but the effect was not consistent.     

Comparison of the interactions ofErwinia carotovora ssp.atroseptica withPhytophthora infestans, Phoma foveata andFusarium coeruleum in rotting potato tubers

Summary An interaction betweenP. infestans andE. carotovora subsp.atroseptica (Eca) in rotting tubers was confirmed and the biochemical basis for its occurrence investigated. The pH of tissue infected withP. foveata became alkaline whereas tissue infected withP. infestans orF. coeruleum did not rise above neutrality, which could promote pathogenicity of Eca by maintaining pH closer to the optimum for polygalacturonase activity. Polygalacturonase, pectate lyase and galactanase were detected in cultures of all three fungi grown on media containing cell wall material or pectin from tubers. AsP. infestans produced more polygalacturonase than the other two fungal tuber rot pathogens the possibility was investigated that oligogalacturonide products of enzymatic degradation of pectin byP. infestans stimulates pathogenicity of Eca. However, while tubers soft-rotted after infiltration with supernatant from fungal cultures grown on tuber cell wall material, controls showed that rotting resulted from infiltration rather than the products contained in the infiltrated water.     

Erwinia carotovora subsp.atroseptica infection promotes verticillium wilt development in potato in Israel

Summary The interaction betweenErwinia carotovora subsp.atroseptica (Eca) andVerticillium dahliae and its effect on symptom development in potato cultivars showing different degrees of resistance to them was examined over two seasons in irrigated fields in a hot, dry climate. Four cultivars were used: Cara, highly resistant to blackleg and tolerant to Verticillium wilt; Pentland Crown also resistant to blackleg but susceptible to Verticillium wilt; Désirée, moderately susceptible to blackleg but tolerant to Verticillium wilt; and Maris Bard, susceptible to both diseases. Seed tubers were inoculated with Eca immediately after harvest in Scotland, to simulate natural infection, and then planted in Israel in soil naturally infested byV. dahliae. In Verticillium tolerant cultivars, Eca infection increased the rate of colonization byV. dahliae and significantly enhanced symptom development, as assessed by suppression of plant height and wilt symptoms. This report is a portion of the Ph.D. thesis of the senior author in Ben-Gurion University of the Negev.     

The spread ofErwinia carotovora var.atroseptica (blackleg) and var.carotovora (tuber soft rot) from degenerating seed to progeny tubers in soil

Summary In 1977, spread of serologically identifiable strains ofErwinia carotovora var.atroseptica and var.carotovora were traced from inoculated ‘seed’ through soil to progeny tubers of cv. Pentland Crown by placing inoculated tubers against the seed tubers of field plants at four different dates from late June to September. Progeny tubers were dug and soil samples taken 2, 4 and 8 weeks after placement and at a common final harvest, and tubers induced to rot and the causal organism identified by immunodiffusion serology. Early placements coincided with the onset of predominantly dry weather which lasted until early August and although bacteria of both varieties were detected in soil none were found in induced progeny tuber rots. Much of August was wet and resulted in successful spread of both pathogens to progeny tubers. Most of September was dry and spread to progeny from the last placement date was only detected in early October following late September rain.

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Zusammenfassung Der 1977 durchgeführte Feldversuch ist eine Fortsetzung der 1976 begonnenen Arbeit, in der die Ausbreitung eines serologisch identifizierbaren Stammes vonErwinia carotovora var.atroseptica von infiziertem Pflanzgut auf die Tochterknollen der Sorte Pentland Crown nachweisbar war, in dem inokulierte Knollen gegenüber der der Pflanzknollen in das Feld gebracht wurden (Harris & Lapwood, 1977). Um zu bestimmen, ob eine übertragung stattgefunden hat, wurden die Tochterknollen zuverschiedenen Zeiten w?hrend der Wachstumsperiode geerntet, die F?ule ausgel?st und das verantwortliche Bakterium durch einen Immundiffusionstest identifiziert (Vruggink & Maas Geesteranus, 1975). Die 1977 durchgeführten Untersuchungen vergleicht in zwei nebeneinander liegenden Feldversuchen die Ausbreitung von var.atroseptica und von einem serologisch identifizierbaren Stamm von var.carotovora. Material und Methoden entsprechen den bei Harris & Lapwood (1977) beschriebenen und Tabelle 1 zeigt die 4 Daten, an denen die inokulierten Pflanzknollen in den Bestand gebracht wurden, sowie die Daten 2, 4 und 8 Wochen nach der Pflanzung der inokulierten Knollen an denen Boden-und Knollenproben genommen wurden. Die Abbildung zeigt die Beziehungen zwischen der Ausbreitung der inkubierten St?mme in den Boden und in die Tochterknollen und der Bodentemperatur in der Knollenansatzzone und der w?chentlichen Regenmenge. Pflanzungen Ende Juni und Anfang Juli fielen mit dem Beginn einer trockenen Wetterperiode zusammen, die bis Anfang August anhielt und obwohl Bakterien beider Variet?ten im boden gefunden wurden, konnten mit Ausnahme von var.carotovora am 5. September, 8 Wochen nach der Pflanzung im Juli, keine in faulenden Tocheterknollen entdeckt werden. Der August war nass und dies führte zu einer erfolgreichen Ausbreitung beider Pathogene in Tochterknollen nach der Auspflanzung im August. Der September war trocken und eine Ausbreitung von der Auspflanzung im September wurde nur Anfang Oktober nach einem Regen im September gefunden. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse über den Zustand der Mutter-(Pflanz)-knollen, die von den Pflanzen nicht entfernt worden waren und der bei jeder probennahme beschrieben wurden. Anfang Juli begann bei einigen der Zerfall, bei den meisten jedoch erst Ende September. Isolierungen aus faulenden Knollen von ‘inokulierten’ Parzellen ergaben meistens ‘fremde’ St?mme, aber einige reagierten doch mit den spezifischen Antiseren; in den Kontrollparzellen waren nur ‘fremde’ St?mme zu finden. Das Vorhandensein der natürlichen Pflanz-(Mutter)-knolle ver?nderte unzweifelhaft das Ausbreitungsmuster, obwohl es natürlich m?glich ist, dass in den Infektionsstellen der Tochterknollen Vermischungen zwischen ‘eingeführten’ und ‘fremden’ St?mmen stattgefunden haben. Diskutiert wird der Wert solcher Versuche, in der Untersuchung über die Rolle der faulenden Pflanzknolle. Die Verwendung inokulierter von der Pflanze abgel?ster Knollen hat den Vorteil, dass eine Art ‘Boden-Inokulum’ zu verschiedenen Zeiten eingeführt und der Einfluss der nachfolgenden Wetterbedingungen auf die Ausbreitung der Bakterien untersucht werden kann: die anhaftende Mutterknolle ist in diesem Zusammenhang nur von wenig Nutzen, da der Zeitpunkt und die Ursache des Faulens nicht bekannt sind. In Grossbritannien wird var.carotovora als zweitrangig betrachtet gegenüber var.atroseptica. Dieser Versuch zeigt, dass beide Pathogene sich gleich gut von ‘Bodenquellen’ ausbreiten k?nnen, und dass daher die Rolle von var.carotovora, die h?ufig in Pflanzgut auftritt, vor allem in Herkünften aus Stengelabschnitten (VTSC), intensiver untersucht werden muss.

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Résumé L'expérimentation au champeffectuée en 1977 est la suite de travaux commencés en 1976; on a suivi alors la transmission d'une race sérologiquement identifiable d'Erwinia carotovora var.atroseptica d'une semence inoculée à des tubercules fils de la variété Pentland Crown en plantant des tubercules inoculés contre des tubercules de semence en plein champ (Harris & Lapwood, 1977). Pour déterminer comment l'évolution a eu lieu, les tubercules fils récoltés à différents stades sont conduits à putréfaction et la bactérie responsable identifiée par des tests d'immunodiffusion (Vruggink & Maas Geesteranus, 1975). L'étude de 1977 compare le mode de transmission de var.atroseptica et d'une race sérologiquement identifiable de var.carotovora dans deux expémentations placées c?te à c?te en plein champ. Le matériel et les méthodes suivent ceux décrits par Harris & Lapwood (1977); le tableau I montre les quatre dates de mise en place dans la culture des tubercules inoculés et les dates de prélèvements de tubercules et de sol, 2, 4 et 8 semaines après cette mise en place. Comme le montre la figure 1, la transmission des souches incubées aux tubercules fils et dans le sol est en relation avec la profondeur de tubérisation et la pluviométrie hebdomadaire. La mise en terre à la fin juin et début juillet co?ncide avec le début du temps chaud qui dura jusqu'à début ao?t et, quoique les bactéries des deux variétés soient détectées dans le sol, aucune n'a été découverte dans les pourritures de la descendance, à l'exception de la variétécarotovora le 5 septembre, sur l'échantillon de 8 jours correspondant aux tubercules mis en place en juillet. Une grande partie du mois d'ao?t a été humide et il en résulte une transmission favorable des deux pathogènes aux tubercules fils pour les échantillons mis en terre en ao?t. La plus grande partie de septembre a été sèche, aussi nous n'avons décelé dans les lots mis en place en septembre la transmission à la descendance qu'au début octobre, après les pluies de fin septembre. Le devenir des tubercules mères, qui n'ont pas été détachés de la plante, est étudié à chaque échantillonnage, et les résultats sont décrits dans le tableau 2. Peu ont commencés à se désagréger avant début juillet et beaucoup fin septembre. Des isolements de tubercules pourris montrent la présence de races sauvages dans les parcelles inoculées, et quelques-unes réagissent avec les anti-sérums spécifiques; les isolements à partir de tubercules pourris provenant de parcelles témoins révèlent uniquement l'existence de races ‘sauvages’. Ainsi, la présence de tubercules mères a perturbé le type de transmission décrit, bien qu'une compétition ait pu avoir lieu entre races ‘introduites’ et ‘sauvages’ aux sites d'infection des tubercules fils. La valeur de ce type d'expérimentation dans l'étude du r?le du tubercule de semence pourrie est discutée. L'utilisation de tubercules inoculés indépendants de la plante présente deux avantages: on peut introduire la source d'inoculum du sol à différentes dates et étudier les effets des conditions climatiques ultérieures sur la transmission bactérienne; le tubercule mère, en tant que source d'inoculum, n'est guère utile puisque la date et la cause des pourritures ne sont pas connues. En Grande-Bretagne, la variétécarotovora est considérée comme d'importance secondaire par rapport à la variétéatroseptica. Cette expérimentation suggère que les deux pathogènes peuvent se transmettre facilement à partir des sources du sol, et par conséquent le r?le de la variétécarotovora, qui est présente fréquemment dans les lignées de semence et qui provient spécialement de bouturage, nécessite d'être étudiée de fa?on plus intensive.

     

Effect and interaction of crop management factors on the glycoalkaloid concentration of potato tubers

Summary Potato tuber glycoalkaloid content was measured in response to nitrogen fertilizer rate, storage temperature, length of storage period and cultivar. Cvs Gemchip, Norchip and Russet Burbank were grown with applied nitrogen fertilizer rates of 0, 168 or 336 kg/ha and then stored at either 4.4 or 10°C. Total glycoalkaloid content was determined one month before harvest, at harvest, after three months of storage and after nine months of storage. Higher rates of nitrogen, higher storage temperature and a period of storage all resulted in significantly (P<0.05) higher concentration of glycoalkaloids. The cv Norchip had higher glycoalkaloids than cvs Gemchip or Russet Burbank. Only the storage period had more influence than the environment (difference between years). Significant (P<0.05) two-way interactions were detected for year x cultivar, year x nitrogen, storage period x cultivar and nitrogen x cultivar. Most interactions were due to the unique responses of cultivars.     

Development during storage of spraing symptoms in potato tubers infected with tobacco rattle virus

Summary In trials with potato tubers infected with tobacco rattle virus (TRV), symptoms of spraing in cvs Bellona, King Edward, Maris Bard, Matilda, Sv 82146 and Sv 82149 increased during storage when the tubers were cut. Storage of intact tubers at a constant temperature of 9°C or at fluctuating temperatures (2 weeks at 18°C, 2 weeks at 9°C and 2 weeks at 18°C) did not increase the frequency of symptoms.     

Production of above-ground seed tubers on stem cuttings from eight potato cultivars

Summary The formation of above-ground tubers on stem cuttings of eight potato cultivars was studied over three seasons. To promote tuber formation in the leaf axils, stems grown from single node cuttings were exposed to short day conditions. Tuber formation underground was reduced by covering the soil with a plastic sheet and by using single node cuttings planted with the leaf axils several centimetres above the soil surface. With all cultivars except Alpha, which produced mis-shapen tubers in all experiments, an average of 11 (maximum 40) tubers per cutting were harvested. Significant cultivar × year interactions were observed.     

Shortening dormancy of seed potatoes by storage temperature regimes

Summary Four experiments (three with four cultivars, one with twenty cultivars) investigated the effect of different storage temperature regimes on the duration of dormancy of seed potatoes harvested immature. Regimes included constant temperatures (18 and 28°C), hot pre-treatments (20 days at 28°C and subsequently 18°C) and cold pre-treatments (20 days at 2°C and subsequently 18°C). Compared with 18°C, storage at 28°C slightly prolonged dormancy of some cultivars with a genetically short dormancy and shortened dormancy by up to 45 days in cultivars with a long dormancy. Some tubers of one cultivar lost their ability to sprout after storage at 28°C for 90 days. A hot pre-treatment shortened dormancy by 2–3 weeks on average, for all cultivars examined. A cold pre-treatment shortened dormancy by 2 weeks on average in some cultivars with a short dormancy and in all cultivars with a long dormancy.     

Field performance of potato minitubers with different fresh weights and conventional seed tubers: Multiplication factors and progeny yield variation

Summary Multiplication factors and progeny yield variation in crops from minitubers of five weight classes (ranging from 0.13–0.25 g to 2.00–3.99 g) and conventional seed tubers were studied in field experiments in three years. Multiplication factors were calculated as the number and weight of progeny tubers produced per planted tuber or per unit planted tuber weight. They were lower for the lighter minitubers when calculated per tuber and higher when calculated per weight. Yield variation was described by coefficients of variation for the number and weight of progeny tubers produced. Variation over individual plants of a crop was higher in stands from the lighter minitubers. Variation over plots within a field was sometimes higher for the lighter minitubers, but variation over years was similar for all minituber classes. Variation over plots in progeny tuber weight was higher for minitubers than for conventional tubers.     

Detection ofClavibacter michiganensis subsp.sepedonicus in potato stems and tubers grown from seed pieces with various levels of inoculum

Summary An indirect sandwich enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was used to monitor potato stems of three cultivars for the presence of the ring rot pathogen,Clavibacter michiganensis subsp.sepedonicus, during the growing season and in progeny tubers after harvest. The highest ELISA values were obtained with the highest concentration of bacteria used to inoculate seed pieces in all cultivars tested. Low ELISA values were obtained for stems and progeny tubers selected from plants grown from seed inoculated at lower bacterial concentrations. Estimates of bacterial densities in stems and progeny tubers by immunofluorescence indicated that low ELISA values were most probably caused by low bacterial numbers. It is suggested that the sensitivity of ELISA for detecting the ring rot pathogen in potato stems and progeny tubers is a function of the concentration of bacteria in individual seed pieces.     

Relationships between disease levels on seed tubers,on crops during growth and in stored potatoes. 4. Gangrene and soft rot

Summary Incidences of gangrene and soft rot were assessed on seed tubers and on progeny tubers during growth, at harvest, and after storage, in up to 26 commerical King Edward crops in each of 5 years and up to 13 crops grown from ‘healthier’ seed in 4 years. Gangrene inoculum on seed tubers generally influenced disease levels throughout the season, and inoculum levels during growth were related to disease incidence in store. However, relationships were not significant in every year and more disease developed in some seasons (e.g. 1974) than others. Disease incidence in store was generally low, and an initial curing period of 2 weeks at 15°C decreased incidence at 3°C by about 75%. Assessments of soft rot inoculum and liability to rotting used methods that were still being developed. Relationships between assessments at different times were not significant; disease development in store was negligible. Factors other than inoculum (e.g. damage and soil moisture status at harvest) strongly influence the incidence of both these diseases in store.

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Zusammenfassung Zwischen 1971 und 1975 wurde das Auftreten von Phomaf?ule im Pflanzgut und in gelagerten Knollen des Nachbaus in bis zu 26 Proben von Marktware der Sorte King Edward untersucht, sowie das Inokulum vonPhoma exigua var.foveata in an Pflanzknollen anhaftender Erde, an Tochterknollen w?hrend des Wachstums und zur Ernte (Adams et al., 1980). Zwischen 1972 und 1975 wurden diese Untersuchungen auch an Proben, die von ‘gesünderem’ Pflanzgut (das von Stecklingen abstammte) und benachbart zu Marktware aufwuchsen, durchgeführt. Das durchschnittliche Auftreten von Inokulum oder Krankheitsbesatz in Marktware (Tab. 1) zeigte, dass der Gehalt an Inokulum w?hrend des Wachstums und zur Ernte im allgemeinen gering war. In gelagerten Knollen war der Krankheitsbefall 1971 und 1972 am h?chsten, überstieg aber in keinem Jahr 10% der Knollen. Eine Wundheilperiode von 2 Wochen bei 15°C senkte den Befall bei 3°C um 75%. Der Befall war in Proben aus ‘gesünderem’ Pflanzgut (Tab. 2) etwas niedriger als im Durchschnitt der Marktware, aber in keinem Jahr war das Pflanzgut oder der Nachbau v?llig frei von dieser Krankheit. Die Signifikanz der Regressionen zwischen den Feststellungen des Befalls oder des Inokulums, die in verschiedenen Stadien gemacht wurden (Tab. 3) zeigt, dass das Inokulum oder der Befallsgrad des Pflanzgutes im allgemeinen die H?he des Inokulums w?hrend der Vegetationszeit beeinflusst, aber keine dieser Beziehungen war in jedem Jahr signifikant (Abb. 1). Der Verlauf der Regressionen zeigte, dass das Inokulum im Jahre 1974 st?rker anstieg als in den übrigen Jahren, vielleicht auf Grund der niedrigen durchschnittlichen Bodentemperaturen. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Pflanzkartoffel als Quelle des Inokulums, der Krankheitsbefall im Lager h?ngt aber auch vom Ausmass der Besch?digungen und von der Lagerungstemperatur ab. Um die Krankheitsbereitschaft von Knollen für bakterielle F?ulen zu untersuchen, wurden Knollen des Pflanzgutes, Proben wachsender und geernteter Kartoffeln in Folienbeuteln oder verschlossenen Plastikeimern mit verminderter Sauerstoffkonzentration inkubiert. W?hrend der Vegetationszeit wurde die Schwarzbeinigkeit bonitiert, 1974 und 1975 wurde der Gehalt an Inokulum in den Lentizellen der wachsenden und der geernteten Knollen bestimmt und das Auftreten von Nassf?ule im Lager untersucht. Die Durchschnittswerte der Marktware (Tab. 4) und der ‘gesünderen’ Ernte (Tab. 5) zeigten, dass sich offensichtlich im Lager keine Nassf?ule entwickelte, weil wahrscheinlich die Bedingungen nicht geeignet waren, 1974, als die Knollen mit nasser Erde geerntet wurden, trat etwas Nassf?ule auf, die durch eine Wundheilperiode von 2 Wochen bei 15°C gef?rdert wurde. Die Tests, die verwendet wurden, waren gr?sstenteils noch in der Entwicklung. Es ergaben sich keine übereinstimmenden und statistisch zu sichernden Beziehungen zwischen den Ergebnissen, die zu verschiedenen Zeiten erhalten wurden, die Zahl der Bakterien ?ndert sich auch schnell mit den Umweltbedingungen. Der Krankheitsbefall im Lager wird wahrscheinlich mehr durch die zur Zeit der Ernte herrschenden Bodenbedingungen und die ursprünglichen Lagertemperaturen bestimmt als durch die H?he des Inokulums zu einem früheren Zeitpunkt w?hrend des Wachstums.

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Résumé On a étudié, sur 26 lots commerciaux de la variété King Edward, de 1971 à 1975 (Adams et al., 1980), l'incidence de la gangrène sur les tubercules de semence et sur la descendance, ainsi que celle du taux d'inoculum (Phoma exigua var.foveata) du sol, sur les tubercules de semence et sur les tubercules-fils pendant la période végétative et à la récolte. Entre 1972 et 1975, les études ont également été faites sur des cultures provenant de semences ‘plus saines’ (dérivées de boutures) voisines de celles issues de lots commerciaux. L'incidence moyenne de l'inoculum ou de la maladie sur les cultures provenant des lots commerciaux (tableau 1) a montré que les taux d'inoculum étaient généralement faibles pendant la période de croissance, et à la récolte. L'incidence de la maladie en cours de conservation a été plus élevée en 1971 et 1972, mais n'a jamais excédé 10% pour ces années. La cicatrisation des blessures durant 2 semaines à 15°C a diminué de 75% environ l'incidence de la maladie par rapport à 3°C. L'incidence de la maladie pour les tubercules provenant des semences ‘plus saines’ (tableau 2) a été quelque peu inférieure à la moyenne des lots commerciaux, mais quelle que soit l'année, les tubercules de semence et les récoltes subséquentes n'ont pas été totalement indemnes de gangrène. La signification des régressions entre les estimations de la maladie ou de l'inoculum, réalisées à différents stades de la culture (tableau 3) ont montré que les taux d'inoculum ou de maladie du tubercule de semence influen?aient généralement les taux d'inoculum pendant toute la saison, mais aucune des relations n'a été significative quelle que soit l'année (fig. 1). Les pentes des droites de régression ont indiqué que l'inoculum a plus augmenté en 1974 par rapport aux autres années; il est possible que cela soit d? aux basses températures moyennes du sol. Les résultats ont confirmé l'importance du tubercule de semence en tant que source d'inoculum, mais dans la pratique l'incidence en cours de conservation sera également dépendante des endommagements et de la température de conservation. Le risque de pourriture bactérienne pour les tubercules a été étudié par mise en incubation de plants et d'échantillons prélevés pendant la période végétative et à la récolte. Les tubercules ont été placés dans des sacs de polyéthylène, ou dans des seaux en plastique fermés avec des concentrations en oxygène très faibles. L'incidence de la jambe noire a été déterminée pendant la période végétative, les taux d'inoculum ont été estimés au niveau des lenticelles des tubercules en cours de croissance et à la récolte pour 1974 et 1975 et l'incidence des pourritures molles a été étudiée sur les tubercules en cours de conservation. Les valeurs moyennes de ces études réalisées sur les lots commerciaux (tableau 4) et les cultures issues de semences ‘plus saines’ (tableau 5) ont montré qu'il n'y a pas eu virtuellement de pourritures molles en conservation, cela étant sans doute d? aux conditions non favorables au développement de la maladie. En 1974, quand les tubercules ont été récoltés dans des sols humides, quelques pourritures molles se sont développées et ont augmenté lors de la mise en cicatrisation pendant 2 semaines à 15°C. Les tests utilisés étaient pour la plupart encore en cours détude et il n'y a pas eu de relations statistiques logiques et significatives entre les notations faites à différentes périodes; cela est probablement d? au fait que le nombre de bactéries change rapidement en fonction des conditions d'environnement. L'incidence de la maladie en cours de conservation est certainement plus influencée par les conditions de sol à la récolte et par les températures initiales de conservation, plut?t que par les taux d'inoculum existant en début de saison.