Correlation of phytotoxin production with pathogenicity ofStreptomyces scabies isolates from scab infected potato tubers

A total of 23 isolates obtained from scab infected potato tubers representative of six sampling areas in Eastern and Central Canada and five ATCCStreptomyces strains were screened for pathogenicity on the basis of their ability to initiate scab development on aseptically cultured minitubers and plant generated tubers. The results were then correlated with any associated generation of the scab inducing phytotoxin, Thaxtomin A. In all cases a positive correlation was demonstrated between the pathogenicity of variousStreptomyces scabies isolates and their ability to produce the phytotoxin.     

Effects of inoculum density and cultivar resistance on common scab of potato and population dynamics ofStreptomyces scabies

The interaction ofStreptomyces scabies, causal agent of common scab, and its potato host was examined under scab-conducive conditions in the greenhouse. Three potato cultivars with different levels of resistance to common scab were inoculated with four levels of two rifampin-resistant strains ofS. scabies. In general, scab severity increased linearly with an increase in log₁₀ of the inoculum, but both cultivar resistance and strain ofS. scabies affected the slope of the regression line. Rhizosphere and rhizoplane populations ofS. scabies also increased with increasing soil population. One strain ofS. scabies consistently had higher rhizosphere and rhizoplane populations than the other strain. However, rhizosphere population was not consistently related to scab severity, scab incidence, cultivar resistance, or strain virulence.     

Effect of soil moisture on incidence of potato scab

Summary Potato plants were grown in pots of compost containing inoculum ofStreptomyces scabies at several soil moisture contents maintained by capillary watering or by hand watering. Scab incidence was inversely, and tuber yield directly related to soil moisture content. Conditions conductive to high levels of scab infection can conveniently be provided by capillary watering.

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Zusammenfassung Kartoffelpflanzen wurden in T?pfen auf Kompost, der mitStreptomyces scabies infiziert worden war, im Glashaus angezogen. Die Versorgung der Pflanzen mit Wasser erfolgie entweder durch Kapillarwirkung (Kapillarbew?sserung) von einem feuchten Sandbett aus oder durch Begiessen von Hand. Der Schorfbefall auf den Knollen wurde von Auge nach einem Notenschema beurteilt (Tabelle 1). In einem Versuch, der zwei Sorten und vier Isolate umfasste, war der Schorfbefall stets geringer, wenn die Pflanzen auf ein Sandbett, dessen Oberfl?che 6,4 cm über dem Wasserspiegel lag (Wasserversorung durch kapillaren Aufstieg), gestellt wurden, als wenn die Bew?sserung von Hand sp?rlich erfolgte. Wo die T?pfe auf Sandbetten verschiedener H?he gestellt wurden (Abb. 1), nahm der Schorfbefall zu, und das Knollengewicht pro Pflanze sank in dem Masse, als die H?he des Sandbettes über dem Wasserspiegel anstieg (Tabelle 3). Diese Versuche best?tigen frühere Berichte über das umgekehrte Verh?ltnis zwischen Bodenfeuchtigkeitsgehalt und Schorfvorkommen. Sie zeigen auch, dass die Kapillarbew?sserung bei Wahl einer angemessenen H?he des Sandbettes eine geeignete Methode darstellt, um Bedingungen zu schaffen, die einem hohen Grad an Schorfinfektionen f?rderlich sind.

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Résumé Des plantes de pomme de terre sont mises à pousser en serre dans des pots contenant du compost inoculé deStreptomyces scabies. Les plantes sont alimentées en eau soit par capillarité à partir d'un lit de sable humide, soit à la main. L'infection de gale sur les tubercules est déterminéc visuellement suivant une cotation numérique (Tableau 1). Dans une expérience portant sur deux variétés et quatre isolats, l'incidence de gale est nettement moindre chez les plantes alimentées en eau à partir d'un lit de sable de 6.4 cm au-dessus du niveau d'eau que chez les plantes arrosées parcimonieusement à la main. Les pots étant placés sur des lits de sable de diverses épaisseurs (Fig. 1), l'incidence de la gale s'accroit et le poids de tubercules par plante diminue quand augmente la hauteur au-dessus du niveau d'eau (Tableau 3). Ces expériences confirment les publications précédentes sur la relation inverse entre teneur en humidité du sol et manifestations de gale. Ces expériences montrent aussi que l'humidification par capillarité, grace à l'épaisseur adéquate du lit de sable, est la méthode appropriée pour réaliser les conditions favorisant un haut niveau d'infection de gale.

     

Effect of planting date and inoculum level on incidence and severity of powdery scab on potato

Summary Powdery scab incidence and severity was examined on six potato cultivars planted at two different dates in a naturally infested field. There were two sub-plots; one where seed was exposed prior to planting to spores ofSpongospora subterranea from scabby peels, which were then added to the furrow at planting, and another where seed was exposed only to natural inoculum within the field. The later planting data reduced incidence and severity, but there were no differences between sub-plots. All cultivars became infected, but ‘Rosa’ was the most susceptible and ‘Katahdin’ the most resistant. Contribution No. 1720, Department of Plant Pathology, The Pennsylvania Agricultural Experiment Station. Authorized for publication September 22, 1988 as Journal Series Paper No. 8007.     

The relative importance of host and environment in determining the incidence and severity of lesions of common scab (Streptomyces scabies) on potato

Summary The relationship between the area of tuber surface covered with lesions of common scab and the severity of the scab type was examined by calculating regressions of cover on type for eight trials at two sites over two seasons. All the regression coefficients were highly significant and did not differ significantly from each other. This suggests that resistance to penetration and to colonization of tubers by the parasite are closely related. Differences in the position of regression lines were probably due to local environmental conditions. The interaction of the potato genotype with the environment can result in relatively few severe scabs or many superficial scabs.

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Zusammenfassung Die Knollen wurden auf ihre Anf?lligkeit für Flachschorf bestimmt, indem der Bedeckungsgrad gesch?tzt und der schlimmste Schorftyp auf den einzelnen Knollen notiert wurden. Der Bedeckungsgrad wurde anhand einer Skala bestimmt, wobei 0=kein Schorf, 1=bis zu 10% der Oberfl?che von Schorf befallen und jede weitere Einheit eine Zunahme von 10% bedeuten. Der Schorftyp wurde anhand einer Skala von 0–5 bonitiert: 0 = keine Schorfarten, 1 = wenig, oberfl?chliche L?sionen, 2 = gross, oberfl?chliche L?sionen, 3 = gross, rauhe L?sionen, 4 = grosse L?sionen, entweder aufgeworfen oder flachnarbig, 5 = grosse L?sionen, tiefnarbig. Die Mittelwerte für die Parzellen wurden errechnet. Das Verh?ltnis zwischen dem mit Flachschort befallenen Umfang der Knollenoberfl?che und der Schwere des Schorftypes wurde untersucht, indem für acht Versuche an zwei Orten über zwei Vegetationsperioden (Abb. 1) Regressionen für den Umfang pro Typ errechnet und die Homogenit?t der Regressionen durch Varianzanalysen (Tabelle 1) verglichen wurden. Alle Regressionskoeffizienten waren hoch signifikant und wichen nicht signifikant voneinander ab. Die Tatsache, dass der Schorfbefall sich im gleichen Mass wie der Schorftyp ver?ndert, weist darauf hin, dass — innerhalb der untersuchten Population von Genotypen — die Resistenz der Kartoffel gegen das Eindringen von sich entwickelnden Lentizellen und die Besiedlung von Knollengewebe eng zusammenh?ngen. Die Interaktion des Kartoffelgenotyps mit der Umwelt kann manchmal Knollen mit nur wenigen, tiefen L?sionen, wie im Versuch mit frühen Sorten in Trumpington 1975 (Abb. 1¹), oder mit zahlreichen oberfl?chlichen Schorfen, wie im Versuch mit mittelfrühen bis mittelsp?ten Sorten in Trumpington 1976 (Abb. 1⁷), bewirken. Es ist daher nicht angezeigt, nur aufgrund des Vorhandenseins von oberfl?chlichen oder normalen Schorfen eine Auslese auf Resistenz oder Anf?lligkeit zu treffen. Obwohl alle Regressionskoeffizienten hoch signifikant waren, gab es doch einzelne Abweichungen von den Regressionslinien. Ein Beispiel ist der in Abb. 1^5,6 mit × bezeichnete Klon, der eine kleinere Befallsfl?che aufwies als 1976 an beiden Orten zu erwarten gewesen w?re.

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Résumé On a étudié la sensibilité des tubercules à la gale commune par estimation de la surface atteinte et par notation du type de gale le plus grave sur chaque tubercule. On a établi une échelle de 1 à 10 en fonction du degré d'attaque, ou 0=pas de gale, 1=jusqu'à 10% de la surface atteinte. A chaque unité supplémentaire correspond une augmentation de 10%. Une échelle de 0 à 5 a été utilisée pour le type de gale; 0=pas de gale, 1=petites lésions superficielles, 2=grandes lésions superficielles, 3=grandes lésions rugueuses, 4=grandes lésions en relief ou en creux peu profonds, 5=grandes lésions en creux profonds. On a calculé des moyennes pour chaque parcelle. La relation entre la surface du tubercule couvert de lésions et la sévérité du type de gale a été examinée par calculs de régressions entre ces deux facteurs à partir de huit essais situés à deux endroits durant deux saisons (fig. 1) et par un test d'homogénéité des coefficients de régression par analyse de variance (tableau 1). Tous les coefficients de régression ont été hautement significatifs sans être différents de manière significative entre eux. Le fait que la surface des lésions change de manière uniforme à l'intérieur de la population des génotypes testés, conduit l'auteur à penser que la résistance des pommes de terre à la pénétration par les lenticules formées et la colonisation des tissue du tubercule sont intimement liées. L'interaction entre le génotype et l'environnement peut quelquefois produire des tubercules ayant seulement quelques lésions profondes, comme cela s'est produit dans l'essai récolté t?t de Trumpington en 1975 (fig. 1¹), où de nombreuses lésions superficielles, comme pour l'essai de Trumpington en 1976 (fig. 1⁷) récolté plus tardivement. Par conséquent, dans le cadre d'un programme de sélection, il est insuffisant de classer des plantes résistantes ou sensibles uniquement à partir de gales respectivement superficielles ou normales. Bien que tous les coefficients de régression soient hautement significatifs il y a des déviations individuelles à partir des courbes de régression. Un exemple est donné par le clone marqué d'une croix (×) dans la fig. 1^5,6 lequel avait une surface atteinte plus petite que ce que l'on pouvait expecter pour les deux endroits en 1976.

     

Soil moisture and the infection of young potato tubers byStreptomyces scabies (common scab)

Potato Research - Majestic potatoes planted in soil naturally infested withStreptomyces scabies were trickle irrigated to prevent infection of the tubers except during consecutive 7-day periods in...     

Relative resistance of the potato cultivar krantz to common scab caused byStreptomyces scabies as determined by cluster analysis

Twenty potato breeding selections and five potato cultivars (25 clones) were evaluated in replicated field plots for their resistance to common scab caused byStreptomyces scabies, at Presque Isle, ME and Cranesville, WV in 1993. At harvest, all tubers in each plot were individually scored for the surface area covered (0=0% to 5>75%) and for lesion type (0=no lesions to 5=pitted lesions). The individual tuber scores for either surface area covered or lesion type for each plot were totaled and divided by five times the number of tubers to create an index of surface area covered (SAI) or lesion type (LI), respectively. Clonal mean SAI ranged from 0.05 to 0.96 in Maine and 0.21 to 0.89 in West Virginia. Clonal mean LI ranged from 0.06 to 1.0 in Maine and 0.48 to 1.0 in West Virginia. There were significant differences among clones for SAI and LI. Clones were clustered on mean SAI and LI in ME and WV. The clones clustered into four groups. The resistance of Krantz and two breeding selections, B0348-2 and B0339-1, was similar to Ontario.     

Evaluation in pot and field trials of resistance of potato cultivars and breeding lines to common scab caused byStreptomyces scabies

Summary The resistance to common scab of nine cultivars and eight advanced breeding lines of potatoes, fiveSolanum andigenum Juz. et Buk. clones, and three potato breeding lines selected for resistance to common scab, was investigated in a field and a pot trial. In the pot trial potaroes were planted in inoculated coarse river sand in plastic pots (150 mm in diameter) placed on irrigated subsoil in a glassfibre house. In a field trial potatoes were planted in an artificially infested field. The harvested tubers were scored individually for scab incidence according to two scales, viz. a 1–5 point scale for percentage surface covered with scab and a 1–3 point scale for lesion type. A scab index value was calculated for each tuber. A significant correlation coefficient of 0.82 was obtained for the results of the two tests.     

Infection of potato tubers by common scab (Streptomyces scabies) during brief periods when soil is drying

Summary Plots of chitted and unchittedMajestic seed planted in soil naturally infested withStreptomyces scabies, were trickle irrigated to prevent infection except during 5, 10 or 15 days from when plants from unchitted seed began to form tubers. At harvest, scab was most severe on the tubers of plants unwatered for 10 or 15 days. Tubers from unchitted seed were scabbed mostly at the attachment end; those from chitted seed had a band of lesions around their middle. On average, 4, 5 and 6 tuber internodes were scabbed, respectively, for 5, 10 and 15 days without irrigation, because only the one new internode formed during each of the 5 day periods, and the last two or three internodes formed before irrigation stopped, were susceptible to infection when soil was allowed to dry. Tubers from unchitted seed showed most blemish because attachment end internodes constitute much of the surface area of mature tubers.

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Zusammenfassung Kartoffeln der SorteMajestic wurden am 1. Mai 1967 in flachgründigen, sandigen Lehm, der auf natürliche Weise mitS. scabies verseucht war, in einem ‘dutch-light’-Glashaus ausgepflanzt. Der Boder wurde feucht gehalten (z.B. bei einer Tension von 15 cm Hg-S?ule, gemessen in 10 cm Tiefe mit einem por?sen Keramik-Tensiometer), um Schorfinfektion zu verhüten, ausgenommen bei einigen Parzellen, bei denen die Berieselung für 5, 10 oder 15 Tage unterbrochen wurde (Abb. 1). Vorgekeimte und nicht vorgekeimte Saatknollen wurden zur Erzeugung von Pflanzen verwendet, die zu verschiedenen Zeitpunkten Knollen bilden sollten. Am 15. Juni, als die Bew?sserung einiger Parzellen eingestellt wurde, wiesen 80% der Knollen an Pflanzen von nicht vorgekeimtem und 45% derjenigen von vorgekeimtem Saatgui einen Durchmesser von 1,5 cm oder kleiner auf. Bei der Ernte am 9. August zeigten die Knollen der w?hrend 10 oder 15 Tagen nicht bew?sserten Pflanzen schr starken Schorfbefall; die Knollen aus nicht vorgekeimtem Saatgut waren st?rker befallen als jene von vorgekeimtem Saatgut. Dagegen wiesen die Knollen der regelm?ssig bew?sserten Pflanzen wenig oder keinen Schorf auf (Tabelle 1). Aus Tabelle 2 und Abb. 2 geht hervor, dass die Schorfl?sionen bei Knollen, die von nicht vorgekeimtem Saatgut stammten, sich meistens vom Nabelende (Stolonenansatz) bis zur Mitte erstreckten, w?hrend die von vorgekeimtem Saatgut erzeugten Knollen gew?hnlich einen Schorfstreifen rund um die Mitte aufwiesen, der sich eventuell gegen das Kronenende (Apex) ausdehnte. Die Knolleninternodien werden durch die Stellung der Augen fixiert, und da die Dader der Periode ohne Bew?sserung von 5, 10 auf 15 Tage anstieg. so erh?hte sich die Zahl der befallenen Internodien (Beobachtung an 10 Knollen in Speisekartoffelgr?sse pro Verfahren) von 4.1, 5,4 auf 5.7 (0,35) mit vorgekeimiem Saatgut und von 4,3 4,6 auf 5,8 (: 0,49) mit nicht vorgekeimtem Saatgut. Die geringe Zunahme in der Zahl der befallenen Internodien widerspiegelt die Tatsache, dass nur ein neues Internodium w?hrend jeder 5 Tage-periode gebildet wurde (Tabelle 3). Nur ein Internodium wurde gebildet zwischen dem 15, und 20. Juni (erste 5-Tageperiode), aber vier wurden befallen, was darauf hinweist (wenn man annimmt, dass wieder einsetzende Bew?sserung sofort weitere Infektionen verhindert), dass vielleicht drei der vor dem 15. Juni entstandenen Internodien für die Infektion noch anf?llig waren.

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Résumé Des pommes de terreMajestic sont plantées le ler mai 1967 dans un sol plat sablo-limoneux infecté avecS. scabies et sous une ‘dutch-light’ serre. Le sol est maintenu humide (tension de 15 cm de mercure déterminée au vase poreux d'un tensiomètre, à 10 cm de profondeur) pour empêcher l'infection de gale excepté sur quelques parcelles dans lesquelles l'irrigation est stoppée pendant 5, 10, 15 jours (Fig. 1). On utilise des plants germés et non germés afin d'obtenir des plantes formant des tubercules à différentes dates. Le 15 juin, au moment où l'on arrête l'irrigation sur quelques parcelles, 85% des tubercules des plantes provenant de plants non germés et 45% des tubercules de plantes provenant de plants germés ont 1,5 cm au moins de diamètre. Lors de la récolte le 9 ao?t, la gale est la plus sévère sur les tubercules provenant de plantes non alimentées en cau pendant 10 ou 15 jours, et les tubercules provenant de plants non germés sont plus atteints que ceux provenant de plants germés. Au contraire il y a peu ou pas de gale sur les tubercules de plantes régulièrement irriguées (Tableau 1). Le Tableau 2 et Fig. 2 montrent que sur les tubercules provenant de plants germés il y a habituellement une bande de lésions autour du centre du tubercule ou s'étendant vers la couronne (apex), tandis que sur les tubercules produits par les plants non germés les lésions de gale s'étendent le plus souvent du hile (attache du stolon) vers le centre. Les entre-nœuds du tubercule sont déterminés par la phylotaxie des nœuds (yeux) et comme la durée de la période sans irrigation augmente à partir de 5, 10 et jusque 15 jours, ainsi le nombre d'entre-nœuds atteints, basés sur 10 tubercules commerciaux pour chaque traitement, s'accro?t de 4,1, 5,4 à 5,7 (: 0,35) chezles plants germés et de 4,3 4,6 à 5,8 (: 0,49) chez les plants non germés. Le faible accroissement des nombres d'entre-nœuds infectés reflète le fait qu'un seul nouvel entre-nœud se forme pendant chacune des périodes de 5 jours (Tableau 3). Un seul entre-nœud est formé entre le 15 et le 20 juin (la première période de 5 jours), mais quatre sont infectés, ce qui fait penser (supposant que la reprise de l'irrigation stoppe immédiatement une infection ulterieure) que peut-être trois des entre-nœuds formés avant le 15 juin sont encore susceptibles à l'infection. Les tubercules des plantes produites par les plants non germés sont les plus sévèrement endommagés parce que les entre-nœuds du hile constituent une grande partie de la surface des tubercules m?rs (Fig. 3) de sorte qu'il est indis pensable que l'irrigation commence quand ils sont en voie de formation s'il s'agit de prévenir la gale.

     

Comparison of three methods for assessing varietal differences in resistance to common scab disease (Streptomyces scabies) of potato

Summary Consistent varietal differences in scab severity were obtained when plants were grown in an open field or under a polythene tunnel in soil naturally infested withStreptomyces scabies, or in a glasshouse in pots filled with artificially inoculated sand. It was concluded that the glasshouse pot-inoculation technique would be the most suitable method to use in a breeding programme in which there are many clones to be tested, because a large number of plants can be grown in a small area under closely controled conditions.     

The effect of netted scab (Streptomyces spp.) andVerticillium dahliae on growth and yield of potato

Summary The effect ofStreptomyces spp. (netted scab) on the growth of potato was investigated in three pot experiments, in two of which the effect ofVerticillium dahliae was also assessed. The netted scab organisms attacked all underground plant parts of susceptible potato cultivars early in the growing season; the roots were especially seriously attacked, markedly reducing tuber yield and number but prolonging the duration of the growing season. The nematicide oxamyl had little effect on the incidence of netted scab. Repeated growing of the susceptible cv. Bintje greatly increased soil contamination with the netted scab pathogens. V. dahliae reduced haulm growth before wilt symptoms were evident and it reduced tuber yield but not number. Oxamyl delayed infection byV. dahliae by controlling parasiticPratylenchus nematodes (mainlyP. thornei).