Inoculation of potato tubers withErwinia carotovora during simulated commercial washing and fluming practices

The potential for bacterial soft rot in potato tubers was affected by laboratory simulation of some components of fluming and washing practices at commercial packinghouses. The potential was expressed as disease severity (average percentage surface decayed) after a standard 4-day incubation at 20°C in a mist chamber. Increased disease resulted when there was an increase in the following factors: a) duration of immersion of tubers in water; b) population of bacteria suspended in water; c) hydrostatic pressure on submerged tubers, and d) concentration of a surfactant (Triton X-100) in the suspensions. A sample of tubers from each tuber lot was uniformly moistened with tap water and then incubated to determine a base-level disease severity. Disease severity in Russet Burbank tubers from commercial storage increased from the base-level of 0.8% to 76% when tubers were immersed in 5 × 10⁶ colony-forming units (cfu)/ml ofErwinia carotovora pv.carotovora (Ecc) for 64 min prior to incubation. Disease severity was 64% when tubers were immersed in a similar suspension for only 0.1 min, but with a hydrostatic pressure of 230 cm of water. Severity values fourto fivefold above control levels (from immersion in water) resulted from an immersion for 5 min in 5 × 10³ cfu/ml with hydrostatic pressures of 5, 180, or 370 cm of water. A 20-fold increase in severity occurred when Red LaSoda tubers were immersed briefly (less than 5 s) in 5 × 10⁶ cfu/ml. Rinsing these tubers with tap water after inoculation, but prior to incubation, did not affect the subsequent development of decay. Thus, the high potential for bacterial soft rot in tubers that have been flumed or washed by water concentrated with soft rotErwinia cannot be reduced by washes or rinses with clean water.     

Methods of assessing potato tubers for resistance to bacterial soft rot

Summary The susceptibility to soft rot caused byErwinia carotovora subsp.atroseptica of five potato cultivars and potato clones from the potato breeding programme at J?geva Plant Breeding Institute was assessed in a laboratory test. Three test methods were used: a single site inoculation, vacuum infiltration and slice inoculation. The severity of the disease varied widely with the different methods, which gave different cultivar rankings.     

Reducing the potential for bacterial soft rot in potato tubers by chemical treatments and drying

The potential for bacterial soft rot caused byErwinia carotovora in freshly inoculated potato tubers was reduced up to 99% by immersion for 5 min in solutions of sodium hypochlorite (chlorine bleach) containing up to 10,000 ppm chlorine. Reductions up to 93% were achieved using a combination treatment of immersion in 1% citric acid for 5 min followed by airdrying. Immersion treatment alone in 1% aqueous solutions of citric, acetic, ascorbic, or malonic acid also significantly reduced the soft rot potential. In contrast, no reductions accompanied treatment with solutions of potassium or calcium acetate. All treatments including the combination immersion/airdrying treatment were much less effective if tubers had been infiltrated initially with soft rotErwinia or had numerous mechanical injuries. If tubers had not been infiltrated with the causal organism, immersing them in 1% citric acid reduced the potential nearly as much as a similar treatment with 1000 ppm chlorine. A 30-sec immersion in the latter was less effective than a similar treatment with 500 ppm a.i. CGA 78039, an experimental bactericide. However, air-drying, coupled with provisions for keeping tuber surfaces free from moisture, remains the most effective means of reducing losses to bacterial soft rot.     

Studies on the initiation of bacterial soft rot in potato tubers

Summary Non-inoculated whole tubers rot readily under anaerobic conditions when their surface is maintained moist in a water-saturated atmosphere. Rotting is reduced under otherwise similar but aerobic conditions, but there is some rotting under anaerobic conditions even if their surface is dry. The evidence obtained suggests the following sequence of events under wet anaerobic conditions. Water is absorbed causing the lenticels to open. Oxygen deficiency affects cell membrane integrity and there is leakage of water and solutes from turgid cells which establishes a continuous liquid phase between the cortex and the lenticels. Organisms in the lenticels then penetrate deeper into the tuber in this liquid phase. The leaked cell contents, together with the apparent reduction of tuber resistance to infection under anaerobic conditions, allow rapid growth of bacteria. If pectolytic bacteria are present a soft rot lesion is then established.

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Zusammenfassung Nicht inokulierte Knollen der Sorte Majestic faulten nicht, wenn sie in N₂ bei 93, 95 oder 98% relativer Feuchtigkeit und bei Raumtemperatur w?hrend 10 Tagen gelagert wurden (Tabelle 1). Unter anaeroben Bedingungen faulten sie jedoch sofort, wenn ihre Oberfl?che in einer wasserges?ttigten Atmosph?re feucht gehalten wurde (Tabelle 2). Unter gleichen, jedoch aeroben Bedingungen wurde das Verfaulen gehemmt, aber unter anaeroben Bedingungen und bei trockenen Oberfl?chen trat keine F?ulnis auf (Tabelle 2). Wenn einzelne Lentizellen inokuliert wurden mitE. carotovora var.atroseptica (Isolat 27), entwickelte sich eine L?sion weder unter aeroben noch unter anaeroben Bedingungen, sofern die Lentizellen geschlossen und die Knollenoberfl?che trocken waren (Tabelle 3). Bei offenen und wuchernden Lentizellen trat jedoch sofort F?ulnis ein, aber nur wenn anaerobe Bedingungen vorherrschten (Tabelle 3). Knollen mit teilweise nassen Oberfl?chen, gelagert in N₂, nahmen an Gewicht zu und wurden turgeszenter (Tabelle 4). Gleichzeitig mit diesen Aenderungen ?ffneten sich die Lentizellen zunehmends, und ihr Gewebe begann zu wuchern (Abb. 1). Die Abnahme an Elektrolyten und der Wasserverlust der Knollengewebescheiben waren unter anaeroben Bedingungen gr?sser als unter aeroben (Abb. 2). Die Abnahme an Elektrolyten und der Verlust im Frischgewicht waren unter anaeroben Bedingungen bei Scheiben mit einem hohen (turgeszenten) Wasserstatus gr?sser als bei solchen mit einem niedrigen (nicht turgeszenten) Wasserstatus (Abb. 3). Die Unterschiede im ‘Apparent Free Space’ der turgeszenten und nicht turgeszenten Scheiben, die unter aeroben und anaeroben Bedingungen gehalten wurden, zeigen ferner an, dass die Durchl?ssigkeit der Zellen unter anaeroben Bedingungen und besonders in turgeszenten Gewebe zunimmt (Tabelle 5). Diese Unterschiede werden wiederspiegelt in der Anf?lligkeit der Scheiben für das Entstehen der F?ulnis, das in erster Linie von der An- oder Abwesenheit von O₂ und in geringerem Umfang vom Wasserstatus in den Scheiben abh?ngt. Wenn wir diese Ergebnisse zusammenfassen, k?nnnte die Ausl?sung des F?ulnisprozesses wie folgt beschrieben werden: Unter nassen anaeroben Bedingungen wird das Wasser aufgenommen und veranlasst die Lentizellen, sich zu ?ffnen. Sauerstoffmangel beeinflusst die Integrit?t der Zellmembranen, und es tritt ein Verlust an Wasser und gel?sten Bestandteilen der turgeszenten Zellen ein, was zu einer st?ndigen flüssigen Phase zwischen der Rinde und den Lentizellen führt. Die Organismen in den Lentizellen dringen dann tiefer durch diese flüssige Zone in die Knolle ein. Der abgeflossene Zellinhalt, zusammen mit der offensichtlichen Verringerung der Resistenz der Knolle gegen die Infektion unter anaeroben Bedingungen, erlauben das rasche Wachstum der Bakterien. Wenn pectolytische Bakterien vorhanden sind, bildet sich eine Nassf?ule-L?sion.

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Résumé Des tubercules non inoculés de la variété Majestic ne pourissent pas quand ils sont conservés dans N₂ à 93, 95 ou 98% d'humidité relative (RH) à température ambiante pendant 10 jours (tableau 1). Cependant, quand on maintient une certaine humidité à la surface des tubercules dans un milieu anaérobe la pourriture se developpe rapidement (tableau 2). La pourriture est réduite dans des conditions semblables à d'autres égards mais aérobies; toutefois il n'y a aucune pourriture en condition anaérobie si la surface des tubercules est sèche (tableau 2). Lorsqu'on inocule des lenticelles individuellement avecErwinia carotovora var.atroseptica (isolat 27), aucune lésion ne se produit en conditions aérobies et anaérobies lorsque les lenticelles sont fermées et la surface des tubercules sèche (tableau 3). Toutefois la pourriture apparait rapidement si les lenticelles s'ouvrent et prolifèrent mais seulement lorsque des conditions anaérobies sont prédominantes (tableau 3). Les tubercules présentant une surface partiellement humide et conservés dans N₂ augmentent en poids et deviennent plus turgescents (tableau 4). Simultanement il y a une ouverture progressive des lenticelles et proliférations de leur tissu (fig. 1). Les pertes d'électrolytes et d'eau provenant de disques de tissu de tubercule sont plus importantes en milieu anaérobie qu'aérobie (fig. 2). La perte d'electrolytes et la perte de poids frais en condition anaérobie sont également plus grandes pour les disques ayant une forte teneur en eau (turgescents) que les disques à faible teneur d'eau (non turgescents) (fig. 3). Les différences en espace libre apparent entre disques turgescents et non turgescents tenus dans des conditions aérobie et anaérobie indiquent ultérieurement que la perméabilité cellulaire augmente en condition anaérobie et notablement dans les tissus turgescents (tableau 5). Ces différences se reflètent dans la susceptibilité des disques à pourrir, susceptibilité qui depend en premier lieu de la présence ou de l'absence de O₂ et, dans une moindre mesure, de la quantité d'eau dans les disques. Prenant en considérations ces results, la pourriture dans les tubercules pourrait débuter comme suit. Dans des conditions humides anaérobies, l'eau est absorbée causant l'ouverture des lenticelles. Le manque d'oxygène porte atteinte à l'intégrité de la membrane cellulaire et il y a une fuite d'eau et de produits solubles à partir de cellules turgescentes, ce qui réalise une phase liquide continue entre le cortex et les lenticelles. Dans cette phase liquide, les organismes se trouvant dans les lenticelles pénètrent alors plus profondément dans le tubercule. La perte de matières cellulaires, en meme temps que la réduction apparante de la résistance du tubercule à l'infection en condition anaérobie, permettent un développement rapide des bactéries. Si des bactéries pectolytiques sont présentes, des lésions de pourriture molle s'etablissent dès lors.

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The substance of this paper was presented at a session of the Pathology Section at the 5th Triennial Conference of the EAPR (Norwich, September 1972).     

Suppression of bacterial soft rot in potato tubers by application of kasugamycin

An immersion in aqueous solutions of Kasumin®, containing kasugamycin at 10 to 320 mg/L (ppm) for 1 to 320 sec delayed or prevented the development of soft rot on inoculated (Erwinia carotovora subsp.carotovora) tuber disks incubated over wet filter paper at 24C for 24 to 72 hr. Treatment efficacy decreased as inoculum level and incubation period increased. Short immersion periods were not as effective as longer ones. When stored tubers were inoculated withE. c. carotovora and incubated up to 5 days in fog chamber at 20 C, immersion treatments in 20 to 400 ppm kasugamycin either had no effect or increased soft rot development. By contrast, when the stored tubers were cut into sections before inoculation and treatment, immersion in 300 ppm reduced soft rot development on the cut surfaces from 83% (inoculated controls) to 3.2%. With non-inoculated sections, treatment with 25 ppm reduced the SAD from 13.3 to 0.6%. Wash or rinse treatment of freshly harvested tubers in 40 to 160 ppm produced a significant reduction in the severity of bacterial soft rot among tubers incubated for 72 to 96-hr. The 160-ppm treatment delayed disease onset by at least 24 hr. Pre-washing freshly harvested tubers with clean or chlorinated water prior to antibiotic treatment did not consistently improve the efficacy of the kasugamycin treatment.     

Biological control of fusarium dry rot of potato tubers under commercial storage conditions

Lack of effective chemicals impedes control of Fusarium dry rot of stored potato tubers destined for processed and table stock use. Biological control of dry rot incited byGibberella pulicaris (anamorph=Fusarium sambucinum) has been demonstrated in laboratory studies but not in commercial storage environments. Several Gram-negative bacterial strains that were efficacious and amenable to production in liquid culture in laboratory studies were selected for pilot studies in Idaho and for bin trials at commercial storage houses in Idaho and North Dakota. In the first year of pilot studies,Pseudomonas fluorescens S22:T:04 (≈1 x 10⁸ cfu/ml) decreased dry rot caused byG. pulicaris by 19% when coinoculated with the pathogen compared to controls and to the fungicide thiabendazole (TBZ) applied at label rates. In second year pilot studies,P. fluorescens P22:Y:05 andEnterobacter cloacae S11:T:07 (≈4 x 10⁸ cfu/ml) reduced the severity of disease incited byG. pulicaris (25% and 17% average disease decrease, respectively) when antagonists were applied after pathogen inoculum. Treatment effects on dry rot that developed from inoculation withNectria haematococca (anamorph=Fusariumsolani var.coeruleum) were variable and influenced by interactions between antagonists, a wetting agent, and TBZ. In commercial storage bin trials,E. cloacae S11:T:07 reduced naturally occurring levels of dry rot by an average of 21% compared to 14% for TBZ, demonstrating that this antagonist was effective when produced using a liquid culture medium and methodology that approximates commercial practices for producing biomass.     

Resistance to late blight and soft rot in six potato progenies and glycoalkaloid contents in the tubers

Glycoalkaloids are anti-nutritional compounds commonly found in wildSolanum species used as resistance sources to major potato pathogens. It is therefore important for breeding purposes to know whether selecting for resistance using such species necessarily selects also for high glycoalkaloid contents in the tubers. To test this hypothesis, we used six partial progenies from crosses betweenSolanum tuberosum and accessions ofS. andigena, S. berthaultii, S. phureja, andS. vernei to investigate the possible correlation between resistance toPhytophthora infestans and/or toErwinia carotovora subsp.atroseptica and the concentration of glycoalkaloids in tubers. Concentrations of α-solanine and α-chaconine in the tubers segregated in each progeny, as did resistance to each pathogen. Some, but not all, clones from each progeny showed hypersensitive reactions to the isolate ofP. infestans used. Furthermore, clones within each progeny also differed for components of partial resistance toP. infestans, suggesting that all four wild species could be used as sources of both race-specific and partial resistance to late blight. With the exception of low, but statistically significant, correlations between concentration of α-solanine and two late blight resistance components (incubation period and spore production per unit lesion area) in progenies derived fromS. vernei, and despite a trend towards higher glycoalkaloid concentrations in the tubers of the clones most resistant to soft rot within progenies derived fromS. berthaultii andS. vernei, no consistent relationship between resistance to either disease and concentrations of α-solanine and/or α-chaconine was observed. These results indicate that neither race-specific nor partial resistance to late blight and soft rot in the accessions used as progenitors of resistance depend on high solanine or chaconine concentrations. These resistance sources could thus prove useful in breeding programs for improved behaviour againstP. infestans and/orE. carotovora.     

Sensitivity of Pectobacterium carotovorum to hydroxytyrosol-rich extracts and their effect on the development of soft rot in potato tubers during storage

A hydroxytyrosol-rich olive mill wastewater (HROMW) (29.3% weight:dry weight) and a hydroxytyrosol-rich extract (HRE) (52.7% weight:dry weight) were prepared from the fresh olive mill wastewater (OMW) using hydrolysis and post-hydrolysis purification processes. The minimal bactericidal concentrations of HROMW and HRE against Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum were 72 and 40 g L⁻¹, respectively. According to the European standard method (EN 1276: 1997), HROMW and HRE showed powerful disinfectant properties and reduced the viability of P. carotovorum by more than 5 log units after a contact time of 5 min at 2% dry weight:volume. Curative and preventive controls of potato soft rot were obtained by treatment of tubers with HROMW or HRE 3 days before or 3 days after their infection with P. carotovorum, respectively. The soft rot development during potato tuber storage was significantly reduced by treatment with HRE. This extract could be used in eco-friendly strategies of post-harvest disease control and could substitute for chemical pesticides.     

Effect of calcium soil amendments on phenolic compounds and soft rot resistance in potato tubers

Nutrients such as boron, nitrogen and calcium stimulate the production of phenols. This research focuses on the role of calcium in increasing phenol metabolism in potato peels and the ensuing tuber resistance to soft rot pathogens was investigated. Two field experiments were conducted at the University of Zimbabwe campus plots in 2008 and 2009 summer seasons. Sprouted tubers of cv. BP1 were planted in plots treated with different fertilizer combinations. The treatments were: 1) compound S (7N: 21P: 8K) + ammonium nitrate (34 %N) 2) compound D (7N: 14P: 7K) + calcium nitrate (19 Ca: 15.5N) 3) compound S + calcium nitrate and 4) compound D + ammonium nitrate. The harvested progeny tubers were inoculated with Pectobacterium carotovorum subsp. brasiliense. Calcium amendment increased the activities of enzymes (phenylalanine ammonia-lyase, polyphenol oxidase and peroxidases) involved in the metabolism of phenolics and total soluble phenols. Calcium amendment significantly reduced (P < 0.05) the maceration effect of P. carotovorum subsp. brasiliense in tuber tissues. Chlorogenic acid, caffeic acid and calcium, but not ferulic acid content were significantly higher (P < 0.05) in plants grown in calcium treated plots. Calcium positively and significantly correlated with polyphenol oxidase (PPO), phenylalanine (PAL) and peroxidase (POD), while chlorogenic and caffeic acid showed a positive relationship with POD and PPO. Calcium amendment significantly reduced maceration symptom caused by the bacteria (P < 0.05), resulting in smaller decayed zone diameters on inoculated tubers from calcium-treated plots. This study shows that soil amendments of calcium increase concentration of calcium, caffeic and chlorogenic acid in tuber peels and also reduces maceration effect of pectinolytic pathogens. Reduced maceration could be due to increased levels of caffeic and chlorogenic acid which have antimicrobial properties.     

Resistance of tubers from different potato cultivars to soft rot caused byErwinia carotovora subsp.atroseptica

Mechanically harvested tubers of 14 potato cultivars grown on both loamy sand and silt loam soils were evaluated for resistance to bacterial soft rot caused byErwinia carotovora subsp.atroseptica. Cultivars were also assayed for calcium and dry matter content to determine possible correlations with soft rot resistance. Resistance of potato tubers to bacterial soft rot was assayed after harvest by inoculating tubers and determining percent surface area decayed after four days in a mist chamber. Tubers of the cultivars differed widely in resistance to bacterial soft rot. The ranking of the resistance of tubers from different cultivars to bacterial soft rot was similar for both soils, although disease severity in tubers from a particular soil type varied with the season. Of the cultivars tested, tubers of Butte, Russet Burbank, and Nor-gold Russet were ranked as the most resistant, whereas tubers of Redsen, Norchip, Norland and Belchip were rated as the most susceptible. Tubers of Rhinered, Red La Soda, Superior, Pontiac, Atlantic, and Nooksack were intermediate in resistance. Neither calcium concentration in medullar tissues nor dry matter of potato tubers alone could be correlated with ranking of the cultivars with respect to severity of bacterial soft rot. However, a multiple linear regression model incorporating both variables indicated that tubers with a high content of both calcium and dry matter were likely to be less susceptible to bacterial soft rot than were tubers with lower percentages of these variables.     

Assessing potato tubers for susceptibility to bacterial soft rot (erwinia carotovora subsp.atroseptica)

Summary A laboratory method is described of assessing the susceptibility of tubers to soft rot (Erwinia carotovora subsp.atroseptica). A bacterial suspension is placed in a hole drilled into the tuber cortex, the weighed tubers are placed in damp airtight boxes that are then gassed with nitrogen and incubated for 5 days at 25°C. The rotted tissue is washed out and the tubers weighed. The rank positions of ten cultivars tested in two successive seasons were in general agreement.

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Zusammenfassung Es wird eine Methode zur Erfassung der Anf?lligkeit von Knollen für Nassf?ule beschrieben. In zehn Knollen jeder Sorte wird ein Loch gebohrt, 5 mm weit und 10 mm tief, und eine Suspension vonErwinia carotovora subsp.asroseptica, enthaltend 6–7×10³ Zellen cm⁻³, hineingegeben. Die Knollen werden gewogen, in Plastikbeh?lter gelegt, mit Stickstoff begast und w?hrend 5 Tagen bei 25°C bebrütet. Das verfaulte Gewebe wird dann ausgewaschen und die Knollen gewogen. Der zeitliche Verlauf des Gewebezerfalls durchE. carotovora subsp.atroseptica bei Pentland Javelin und Stormont Enterprise ist in Abb. 1 dargestellt. Die Rangpositionen von zehn Sorten, die 1979/80 und 1980/81 getestet wurden, stimmten im allgemeinen gut überein (Tabelle 1). Neunzehn Sorten wurden 1980/81 dreimal untersucht (Tabelle 2): Stormont Enterprise und Pentland Ivory waren die resistentesten, und Dunbar Standard, Majestic und Suttons' Foremost die anf?lligsten.

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Résumé Une méthode d'évaluation de la sensibilité des tubercules à la pourriture molle est décrite. Une suspension d'Erwinia carotovora subsp.atroseptica contenant 6–7×10³ cellules par cm³ est placée dans une cavité de 5 mm creusée sur 10 mm de profondeur dans dix tubercules de chaque variété étudiée. Les tubercules sont pesés, placés dans des bacs en plastique, gazés au nitrogène et incubés pendant 5 jours à 25°C. Les tissus pourris sont alors extraits par lavage et les tubercules sont pesés. La durée de désintégration des tissus parE. carotovora subsp.atroseptica pour Pentland Javelin et Stormont Enterprise est montrée dans la figure 1. Les classements des dix variétés expérimentées en 1979/80 et 1980/81 étaient en bonne concordance (tableau 1). Neuf variétés ont été testées en trois occasions en 1980/81 (tableau 2): Stormont Enterprise et Pentland Ivory étaient les plus résistantes, Dunbar Standard, Majestic et Suttons' Foremost les plus sensibles.

     

Volatile metabolic profiling for discrimination of potato tubers inoculated with dry and soft rot pathogens

Volatile metabolites from ‘Russet Burbank’ potatoes inoculated withErwinia carotovora ssp.carotovora (ECC),Erwinia carotovora ssp.atroseptica (ECA), andFusarium sambucinum (FSA) were analyzed by sampling the headspace at 3 and 6 days after inoculation and then using a gas chromatograph/mass spectrometer (GC/MS) to identify the compounds. Non-wounded noninoculated and wounded non-inoculated tubers served as checks. Compounds with an abundance of ≥10⁵ and with frequency of ≥3 out of 20 replicates (10 replicates × 2 incubation times) were subjected to further analysis. A total of 81 volatile metabolites were detected, of which 58 were specific to one or common to a few, but not to all inoculations/diseases. Acetic acid ethenyl ester was unique to ECA, while cyclohexene, diazene, and methoxy-(1,1-dimethyl-2-dihydroxy-ethyl)-amine were unique to ECC, and 2,5-norbornadiene and styrene were unique to FSA. Several metabolites were common only to tubers inoculated with ECC and ECA and were not detected in fungus-inoculated or in control tubers. High abundances of acetone and butane were detected in ECC- and ECA-inoculated tubers, respectively. The possible use of differences in volatile metabolic profiles to discriminate diseases of potato tubers in storage is discussed.     

Resistance to powdery dry rot (Fusarium sulphureum) in potato tubers

Summary Fourteen cultivars were tested for resistance to penetration and colonization byF. sulphureum by a point inoculation technique. Differences in resistance to penetration were small when compared with those reported forF. solani var.coeruleum, and were more apparent in one year than another. Tubers grown at different sites gave similar results. The medullary tissue was generally more susceptible than the cortex. There were large differences between cultivars in resistance to colonization and these were consistent between years and sites. A selection derived from a cross between established cultivars was more resistant than its parents.

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Zusammenfassung Um die Resistenz von 14 Kartoffelsorten gegenFusarium sulphureum zu prüfen, wurde eine Punktinokulationsmethode verwendet, die der von Pietkiewicz & Jellis (1975) für Phomaf?ule beschriebenen Methode ?hnelt, das Inokulum bestand aber aus 100 Konidien in 0,01 ml sterilem Wasser und die Inkubation betrug 4 Wochen. Die zu prüfenden Knollen stammten von zwei Herkünften und sieben der Sorten werden in zwei Jahren getestet. Die Eindringungsresistenz wurde durch Bonitur der F?ulen, die mehr als 2 mm über die Verletzungen hinausgingen, erfasst und die Ausbreitungsresistenz in der Rinde durch eine Gesamtbonitur jeder Wiederholung, bei der eine 1–3 Skala verwendet wurde: 1=2–20 mm Durchmesser, 2=20–40 mm, 3=>40 mm. Nicht verwertet wurden F?ulen unter 2 mm im Durchmesser. Insgesamt waren King Edward, Record und Pentland Squire signifikant weniger anf?llig gegenüber der Eindringung als die anderen geprüften Sorten (Tabelle 1) aber keine Sorte besass eine hohe Resistenz. Die Ergebnisse waren zwischen den Herkünften, dem Gewebe und den Jahren vergleichbar, aber die Unterschiede zwischen den Sorten waren in einem Jahr deutlicher als im anderen. Das Markgewebe war im allgemeinen gegen die Eindringung anf?lliger als die Rinde. Die Rangfolge für die Ausbreitungsresistenz war zwischen den Herkünften konstant und wenn auch geringer, zwischen den Jahren (Tabelle 2). Sorten mit Eindringungsresistenz hatten geringe Boniturwerte für die Ausbreitung, aber das umgekehrte stimmte nicht immer. Erste Prüfungen von selektiertem Zuchtmaterial zeigten, dass in der Familie B31, die aus (Pentland Crown x Maris Piper) x Pentland Squire gezüchtet wurde (Tabelle 3a), Resistenz vorhanden sein k?nnte. Ein Wiederholungstest im folgenden Jahr best?tigte, dass der Klon B31/46 eine deutlich h?here Eindringungsresistenz in der Rinde aufwies als King Edward und erfolgreiche Inokulationen ergaben nur kleine Faulzonen (Tabelle 3b). Daraus wurde geschlossen, dass es erfolgversprechend ist, auf Resistenz gegenFusarium sulphureum zu züchten unter Verwendung der in den britischen Sorten vorhandenen genetischen Variabilit?t.

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Résumé Une technique d'inoculation par pointe a été appliquée sur 14 variétés de pommes de terre, afin d'étudier leur résistance àFusarium sulphureum. Cette technique est semblable à celle décrite par Pietkiewicz & Jellis (1975) pour la gangrène, mais la concentration d'inoculum est de 100 conidies par 0,01 ml d'eau stérile et l'incubation est de 4 semaines. Les tubercules testés proviennent de 2 régions et 7 variétés ont été étudiées pendant 2 années. La pénétration du parasite est évaluée en notant la proportion de pourritures se développant sur plus de 2 mm au-delà de la blessure, la surface du sympt?me est notée pour chaque répétition à partir d'une échelle de 1 à 3∶1= diamètre de 2 à 20 mm; 2=20 à 40 mm et 3= supérieur à 40 mm. Les pourritures d'un diamètre inférieur à 2 mm ne sont pas notées. Dans tous les cas, King Edward, Record et Pentland Squire sont significativement moins sensibles à la pénétration que les autres variétés testées (tableau 1), bien qu'aucune variété ne soit hautement résistante. Les résultats sont sensiblement comparables suivant les endroits, les tissus et les années, mais les différences entre les variétés sont plus nettes d'une année sur l'autre. Le tissu médullaire est en général plus sensible à la pénétration que le cortex. L'ordre de résistance au parasite est conforme suivant les endroits et sensiblement le même suivant les années (tableau 2). Les variétés présentant une certaine résistance à la pénétration ont des notes faibles au développement du sympt?me, mais l'inverse n'est pas toujours vrai. Des tests initiaux sous-abri à partir des sélections de plants ont montré une bonne résistance pour la famille B31, croisement de (Pentland Crown x Maris-Piper) x Pentland Squire (tableau 3a). Un test répété l'année suivante a confirmé la forte résistance à la pénétration dans le cortex du cl?ne B31/46 par rapport à King Edward et des inoculations réussies n'ont donné que de petites pourritures (tableau 3b). En conclusion, il est possible de sélectionner, en vue d'une résistance àF. sulphureum, à partir des variabilités génétiques disponibles au sein de variétés anglaises.

     

Influence of oxygen concentration and storage factors on susceptibility of potato tubers to bacterial soft rot (Erwinia carotovora)

Summary Potato tubers were injected with 10 μl of each of six inoculum levels (from 1 · 10⁶ to 5 · 10⁹ cells ml) ofErwinia carotovora var.atroseptica (van Hall) Dye. Analysis of the Weibull plot indicated that the bacteria acted independently and that all tubers were equally susceptible to decay. The amount of decay was significantly higher at 2% than at 6 and 10% oxygen. Under aerobic conditions at 22°C the bacteria multiplied quickly for no longer than 24 h but in a nitrogen atmosphere populations increased rapidly for 72 h at which time decay symptoms appeared. Changes in relative humidity had no effect on the diameter of decay induced by injecting six levels of inoculum into tubers but at 16°C decay developed significantly faster than at 10°C. Tubers treated with rindite to break dormancy initially decayed more than untreated tubers but 10 weeks after treatment, they decayed to a lesser extent. Susceptibility of tubers, treated with Furarex to break dormancy, was relatively constant throughout the storage period: untreated tubers. however, decreased in susceptibility after four weeks' storage.

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Zusammenfassung Kartoffelknollen (Sorte Russet Burbank) wurden mit 10 μl von 6 verschiedenen Suspensionen zwischen 1 · 10⁶ und 5 · 10⁹ Zellen/ml vonErwinia carotovora var.atroseptica (van Hall) Dye. inokuliert. Der Prozentsatz von inokulierten Stellen (injected loci), die bei 2% Sauerstoff in F?ulnis übergingen, aufgetragen auf einer Weibull-Skala als Funktion des Gehaltes an Inokulum, ergab eine Gerade mit einheitlichem Anstieg (Fig. 1) und zeigte Homogenit?t in der Anf?lligkeit der Knollen und unabh?ngige Wirkung der Bakterien. Ein Anstieg der ED₅₀ war mit einer Zunahme der Sauerstoffkonzentration positiv korreliert (Fig. 2). In Luft und in Stickstoffatmosph?re wurden ?nderungen der Population vonE. carotovora var.atroseptica, die den Kartoffelknollen injiziert wurden, in vivo untersucht (Fig. 3A). Unter aeroben Bedingungen nahm die Zahl der Zellen in den ersten 24 Stunden schnell und dann nur langsam zu; F?ulesymptome entwickelten sich nicht. Im Gegensatz dazu nahm die Zahl der Zellen unter anaeroben Bedingungen bis zu 72 Stunden zu und zu dieser Zeit war die F?ule bereits sichtbar. Der Hemmung des Bakterienwachstums unter aeroben Bedingungen folgte ein schnelles Wachstum, wenn die Knollen in anaerobe Bedingungen gebracht wurden (Fig. 3B). Mit frisch geernteten Knollen (Sorte Red La Soda), die in Florida gewachsen waren, wurde der Einfluss der Sauerstoffkonzentration, der Temperatur, der relativen Luftfeuchtigkeit und der Keimruhe auf die Knollenanf?lligkeit untersucht. Einige Knollen wurden mit Fusarex (Tetrachlornitrobenzol) behandelt, um die Keimruhe aufrecht zuerhalten und einige mit Rindite (?thylenchlorhydrin, ?thylendichlorid, Tetrachlorkohlenstoff, 7∶3∶1), um die Keimruhe zu brechen. Unterschiede in der Anf?lligkeit wurden durch ausmessen der F?uledurchmesser erfasst, die sich an jeder Injektionsstelle mit einer der 6 Konzentrationen entwickelten. Die F?ule war bei 16°C st?rker als bei 10°C (Tabelle 1) und die Unterschiede im Ausmass der F?ule zwischen den beiden Temperaturen waren bei der st?rksten Konzentration in allen Versuchen am gr?ssten (Fig. 4). Die F?ule entwickelte sich bei 2%. Sauerstoff schneller als bei 6 und 10% (Tabelle 2). Eine Woche nach der Ernte faulten die mit Rindite behandelten Knollen in einem gr?sseren Ausmass als die mit Fusarex behandelten oder die unbehandelten Knollen (Tabelle 3). In den folgenden Wochen nahm die Anf?lligkeit ab und 10 Wochen nach der Ernte waren die F?ulen in den mit Rindite behandelten Knollen signifikant geringer als in den mit Fusarex behandelten oder den unbehandelten Knollen. Die mit Fusarex behandelten Knollen waren 4 Wochen nach der Ernte weniger anf?llig als nach 1 Woche, aber nach 7 Wochen war die Anf?lligkeit wieder auf dem ursprünglichen Niveau. Bei unbehandelten Knollen nahm die Anf?lligkeit in diesem und in vorangegangenen Versuchen nach 4 Wochen Lagerung signifikant ab. Verschiedene relative Luftfeuchtigkeiten hatten keinen Einfluss auf die Zahl oder das Ausmass der F?ulen. Die Injektionstechnik zeigte, dass relativ kleine Unterschiede in einem Umweltfaktor wie z.B. Sauerstoff einen signifikanten Einfluss auf die Anf?lligkeit für Nassf?ule haben. Dieses Verfahren ist wichtig für die Auslese auf Resistenz gegen Nassf?ule in den Züchtungsprogrammen und für die Bestimmung eines m?glichen Effektes anderer Faktoren und chemischer Behandlungen auf die Anf?lligkeit für Nassf?ule.

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Résumé Des tubercules de la variété Russet Burbank ont été inoculés par injection de 10 μl d'un mélange de 6 inoculumd'Erwinia carotovora var.atroseptica (van Hall) Dye, à des taux variant entre 1 · 10⁶ et 5 · 10⁹ cellules ml. Le pourcentage des points d'injection évoluant par la suite en pourriture ayant été reporté sur graphique, les auteurs constatent qu'il est fonction du taux d'inoculum. Comme on peut l'observer aprés ajustement sur l'échelle de Weibull, on a une droite avec une pente unitaire (Fig. 1), cela a montré une homogénéité dans la sensibilité des tubercules et une action indépendante pour les bactéries. Une augmentation de ED₅₀ est corrélée de maniére positive avec une augmentation de la concentration en Oxygéne (Fig. 2). In vivo, des modifications de la populationd'E. carotovora varatroseptica aprés injection dans les tubercules ont été observées en condition normale d'aération et en atmosphéres azotées. (Fig. 3 A). En conditions aérobies, le nombre de cellules a augmenté rapidement pendant 24 h, ensuite il n'a évolué que lentement et les sympt?mes de pourritures ne sont pas apparus. Au contraire, en conditions anaérobies, le nombre de cellules augmenté pendant 72 h. à ce moment la pourriture devient visible. L'arrêt de la croissance bactérienne en conditions aérobies a été suivi d'une augmentation rapide de la population bactérienne, quand on place ensuite ces tubercules en conditions anaérobies (Fig. 3B). Les effets de la concentration en oxygéne, de la température, de l'humidité relative et de la dormance du tubercule, sur la sensibilité, ont été étudies avec des tubercules provenant de Floride (var. Red la Soda) et venant d'être récoltés. Une partie des tubercules a été traitée avec Fusarex (tétrachloronitrobenzène) afin de maintenir la dormance et l'autre partie avec de la rindite (éthylène chlorohydrine, éthylène dichloré, carbone tétrachloré · 7∶3∶1) pour lever la dormance. Des différences de sensibilité ont été mises en évidence par analyse des diamètres des surfaces malades apparaissant au niveau de chaque point d'injection avec l'un des six taux d'inoculum. L'importance des pourritures est plus élevée à 16°C qu'à 10°C (tableau 1) et les différences au niveau de la quantité de pourritures entre les 2 températures étaient plus importantes pour les taux d'inoculum les plus forts dans toutes les expérimentations (Fig. 4). Les pourritures se sont développées plus rapidement avec 2% d'oxygène qu'avec 6 et 10% (tableau 2). Une semaine après la récolte, les tubercules ayant été traités à la rindite ont pourri dans une plus grande mesure que ceux traités au Fusarex ou que les témoins (tableau 3). La sensibilité décroit les semaines suivantes, ainsi, 10 semaines après la récolte, les mesures enregistrées ont été significativement plus faibles pour les tubercules traités à la rindite que pour ceux traités au Fusarex ou pour les témoins. Les tubercules ayant été traités au Fusarex ont été moins sensibles, quand on les a testés 4 semaines après la récolte, que ceux testés après 1 semaine, mais après 7 semaines, leur sensibilité est revenue au niveau intial. Des tubercules non traités, à la fois dans cette expérimentation et dans d'autres études préliminaires ont une sensibilité à la maladie qui décroit de manière significative après 4 semaines de conservation. Le taux d'évolution de la maladie n'a pas été affecté par différentes humidités relatives. La technique d'injection s'est révélée intéressante car elle a montré des différences relativement faibles: même avec le facteur environnement (oxygéne) dont le r?le est important pour les changements de sensibilité à la pourriture molle. Ce procédé pourrait être utilisé dans un programme de sélection orienté vers la recherche de gènes de résistance à l'égard des pourritures bactériennes, dans la détermination des effets possibles d'autres facteurs, et de l'influence des traitements chimiques sur la sensibilité aux pourritures humides.