Two modified crystal violet pectate (CVP) media for the detection,isolation and enumeration of soft rot erwinias

Summary Two modifications of the selective-diagnostic crystal violet pectate (CVP) medium for soft rot erwinias were developed using a new formulation of sodium polypectate; these were a single layer medium and a double layer medium consisting of an agar base with a pectate overlayer. Both media contained 0.1% tryptone to promote growth and cavity formation by erwinias and 40 μg ml⁻¹ novobiocin instead of sodium lauryl sulphate to increase recovery rate and selectivity. Colonies of the three erwinias commonly associated with potatoes formed characteristic deep cavities in the single layer modified CVP. Cavities in the double layer CVP although deep were smaller but remained distinct longer. Recovery rate and selectivity with both media were better than with the original CVP.     

The influence of tuber position on periderm calcium content and its relationship to soft rot susceptibility

Summary Calcium levels in the periderm of tubers (cv. Sebago) growing in irrigated sands were influenced by the stem position at which the tuber grew, but the effect was not consistent over two seasons. Calcium levels were increased at all tuber positions by addition of calcium to soil; combined treatments of gypsum (1400 kg Ca²⁺/ha) pre-plant and calcium nitrate (37 kg Ca²⁺/ha) side dressings gave the greatest response. Percentage incidence of soft rot lesions caused byErwinia chrysanthemi pv.zeae was not influenced by periderm calcium content. The severity of infection (weight of tissue macerated within 48 h at 30°C) was significantly reduced only by the pre-plant gypsum treatment, but there was no correlation with calcium content of the periderm. Calcium levels in periderm tissue (60–208 mg Ca²⁺/100g) are within the range of published data for other cultivars and results support previous reports that the correlation between tuber susceptibility toErwinia spp. and periderm calcium content is inconsistent.     

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.     

Waste potato dumps as sources of insects contaminated with soft rot coliform bacteria in relation to re-contamination of pathogen-free potato stocks

Summary Insects belonging to 12 genera in the Order Diptera, found at two large waste potato dumps in Scotland. were contaminated with soft rot coliform bacteria. In 1973, 5.7% and 3.2% and in 1974, 4.8% and 4.1% of the insects caught at each site yielded these organisms. The bacteria were identified mainly asErwinia carotovora var.carotovora, though some isolates wereErwinia carotovora var.atroseptica. Isolations from potato dump waste showed that at the time when fly activity was greatest the majority of soft rot coliforms in the waste wereE. carotovora var.carotovora, despite the fact that tubers originally forming the dumps were almost certainly infected mostly withE. carotovora var.atroseptica. Contaminated insects could readily transmit soft rot coliforms to damaged areas on the aerial parts of potato plants. It is suggested that potato stocks freed from these organisms by the stem cutting procedure could become re-contaminated by insects that disperse from potato dumps.

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Zusammenfassung Zw?lf Arten von Insekten der Gattung Diptera, periodisch gesammelt auf zwei grossen Kartoffelabfallhaufen in Schottland, waren mit koliformen Nassf?ulebakterien kontaminiert (Tab. 2, 3, 5 und 6). Nur zwei der Arten galten vorher als m?gliche Ubertr?ger dieser Organismen. 1973 waren 4,6% der an den beiden Orten w?hrend der Saison gesammelten Insekten mit diesen Organismen behaftet, 1974 waren es 4,5%. Nicht weniger als 9,6% der Insekten waren bei einigen F?ngen im Jahre 1973 und 14,7% im Jahre 1974 Tr?ger von Nassf?uleErwinia sp. Die Fruchtfliegen (Parascaptomyza sp. undDrosophila spp.) waren 1973 die am h?ufigsten kontaminierten Insekten (Tab. 2 und 3). Diese Gruppe von Insekten war auch 1974 meistens kontaminiert, aber am h?ufigsten wurden die Bakterien vonScatophaga spp. undDelia spp. (Tab. 5 und 6) isoliert. Sowohl 1973 als auch 1974 wurdeErwinia carotovora var.carotovora (in der FolgeE. carotovora genannt) h?ufiger von den Insekten isoliert alsErwinia carotovora var.atroseptica (in der FolgeE. atroseptica genannt) (Tab. 1 und 4), obwohl die Knollen. die ursprünglich den Abfallhaufen ausmachten, fast sicher meistens mitE. atroseptica infiziert waren. Das Verh?ltnis vonE. carotovora zuE. atroseptica, isoliert von Insekten beider Haufen, war 1973 9,5∶1 (13,5∶1 und 5,5∶1 je Abfallhaufen) und 1974 3,8∶1 (2,7∶1 und 6,8∶1 für die beiden Orte).E. atroseptica wurde 1973 nur früh in der Vegetationszeit (vor dem 30. Juli) von den Insekten isoliert (Tab. 1), 1974 nur früh (vor dem 30. Juli) oder sp?t in der Vegetationszeit (nach dem 10. Oktober) (Tab. 4).E. carotovora dagegen konnte in beiden Jahren über die ganze Vegatationszeit isoliert werden (Tab. 1 und 4). Die Wiedergewinnung vonE. atroseptica von Insekten war mit dem Vorhandensein von frisch abgelagerten faulen Knollen zur Zeit. wenn die Insekten gesammelt werden. verbunden. EinzigE. carotovora wurde von Insekten isoliert. die zu einer Zeit gesammelt wurden, wenn auf den Abfallhaufen nur?lteres verfaulendes Material vorhanden war. Isolationen von faulenden Ueberresten, die 1975 dem Abfallhaufen entnommen wurden (Tab. 7), zeigten, dass sowohlE. carotovora als auchE. atroseptica in der Regel das ganze Jahr vorhanden waren.E. atroseptica herrschte früh im Jahr (Januar bis Juni) vor und an einem Ort auch sp?t in der Zeit der Musterentnahme (Oktober bis Dezember).E. carotovora war von Juni bis Oktober der am meisten isolierte Organismus. Das Vorherrschen vonErwinia carotovora var.atroseptica war mit dem Vorhandensein von frisch weggeworfenen Kartoffelknollen früh und sp?t in der Zeit der Musterentnahme verbunden.E. carotovora schien in den faulenden Knollen l?nger zu überleben und war der am meisten isolierte Organismus aus ?lterem verwesendem Material. Die Verh?ltniswerte vonE. carotovora zuE. atroseptica. isoliert von Insekten. waren h?her alsjene, die für das verfaulende Material aus den Abfallhaufen gefunden wurden. Es ist anzunehmen, dass die Insekten selbst einen selektiven Einfluss zu Gunsten vonE. carotovora ausüben. Von einem der Abfallhaufen gesammelten Insekten übertrugen im GlashausE. carotovora sogleich auf verletzte Kartoffelstengel. Man nimmt an, dass Kartoffelbest?nde. die mit Hilfe des Stengelschnittes von koliformen Nassf?uleerregern befreit wurden, durch Insekten, die von Kartoffelabfallhaufen kommen, wieder verseucht werden k?nnen.

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Résumé 12 genres d'insectes appartenant à l'ordre des Diptères, capturés périodiquement en Ecosse. sur deux grands tas de déchets de pommes de terre se sont révélés être contaminés par des bactéries coliformes. agents de la pourriture molle (tableaux 2, 3, 5 et 6). Auparavant, seuls 2 genres avaient été cités comme vecteurs possibles de ces microorganismes. En 1973, 4.6% des insectes capturés aux 2 endroits, et en cours de saison. portaient ces parasites de la pomme de terre. En 1974. 4,5% étaient également contaminés. Pour l'ensemble de ces captures. il y a eu 9.6% des insectes en 1973. et 14.7% en 1974 qui portaientErwinia sp. Les mouches des fruits (Parascaptomyza etDrosophila spp.) ont été le plus fréquemment contaminés en 1973 (tableaux 2 et 3). Ce groupe d'insectes était également atteint en 1974. mais les bactéries on été plus fréquemment isolées à partir deScatophaga spp. etDélia spp. (tableaux 5 et 6). En 1973 et 1974.Erwinia carotovora var.carotovora (dans la suiteE. carotovora) a été plus fréquemment isolé de ces insectes qu'Erwinia carotovora var.atroseptica (dans la suiteE. atroseptica) (tableaux 1 et 4) bien que les tubercules constituant à l'origine les tas de déchets étaient certainement plus infestés parE. atroseptica. Le rapport entreE. carotovora etE. atroseptica pour les isolements sur insectes provenant des deux endroits a été 9,5/1 (respectivement 13.5/1 et 5.5/1 pour chacun des tas de déchets) en 1973 et 3,8/1 (2,7/1 et 6,8/1) en 1974.E. atroseptica n'a été isolé que t?t dans l'année (avant le 30 juillet) en 1973 (tableau 1) et 1974 (tableau 4) elle l'a été précocement (avant le 30 juillet) ou tardivement (après le 10 octobre).E. carotovora, par contre, l'a été durant toute la saison pendant les deux années (tableuaux 1 et 4) l'isolement d'E. atroseptica est lié au moment de la capture des insectes, à la présence de tubercules nouvellement pourris lors de la mise en tas. Par contreE. carotovora a été isolé à partir des insectes capturés sur les tas où il n'y avait que du matériel présentant des pourritures plus agées. En 1975, des isolements effectués sur les tas de déchets ont montré qu'E. carotovora etE. atroseptica étaient habituellement présents toute l'année (tableau 7).E. atroseptica était prédominante en début de saison (de janvier à juin). II n'y a eu qu'un seul cas où on l'a observé plus tardivement durant la période d'échantillonage (octobre à décembre).E. carotovora a été le principal organisme isolé de juin à octobre. La prédominance d'E. atroseptica était associée à la présence de tubercules nouvellement entreposés précocement et tardivement durant la période d'échantillonage.E. carotovora semblait subsister plus longuement dans les tubercules pourris et était le principal organisme isolé à partir de matériel altéré le plus agé. Les rapportsE. carotovora surE. atroseptica obtenus à partir des isolements effectués sur insectes ont été plus élévés que ceux trouvés à partir du matériel pourri en provenance des tas. Les auteurs suggèrent que les insectes euxmêmes peuvent exercer une action sélective en faveur d'E. carotovora. Les insectes collectés à partir d'un des tas peuvent transmettre facilementE. carotovora aux pommes de terre se trouvant en serre et dont les tiges sont endommagées. Les auteurs suggèrent que les lots de pommes de terre indemnes de bactéries coliformes grace au procédé de bouturage peuvent être à nouveau recontaminé à partir des tas de déchets de pommes de terre et par l'intermédiaire des insectes.

     

A method of testing the effect of antibacterial compounds on bacterial soft rot of potatoes,and results for preparations of dichlorophen and sodium hypochlorite

Summary A product containing dichlorophen as the main active ingredient was bacteriostatic against, strains ofErwinia carotovora and pectolytic clostridia in culture at concentrations equivalent to 25 mg/litre and 30 mg/litre respectively of dichlorophen. An aqueous solution of the product containing 200 mg/litre dichlorophen was rapidly bactericidal toE. carotovora var.atroseptica but a solution containing 2.3 g/litre a.i. failed to kill spores of a pectolytic clostridium. Immersion of tubers in a solution containing 200 mg/litre dichlorophen gave a concentration of about 53 mg/kg in the peel. Formulations applied as dips or sprays at concentrations of up to 2.3 g/litre dichlorophen failed to reduce the incidence of soft rot in tubers stored under <1% O₂ in N₂ at 100% relative humidity and 20 C for up to 11 days. BothE. carotovora and pectolytic clostridia were isolated from rots occurring after treatment of tubers with 2 g litre dichlorophen. Solutions of sodium hypochlorite (0.6–2 g litre free chlorine, pH 9.4–9.7) reduced the incidence of soft rot in unwounded tubers stored in the above conditions.

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Zusammenfassung Das Ausl?sen der bakteriellen Nassf?ule in Kartoffeln wird weitgehend durch die Umweltbedingungen, besonders durch das Vorhandensein eines Wasserfilms und die nachfolgende Ersch?pfung des Sauerstoffes in den Knollen, bestimmt. Um den Einfluss antibakterieller Pr?parate auf die Nassf?ule an Kartoffeln in einem Labortest zu bewerten, k?nnen Knollen in einer Atmosph?re von <1% O₂ in N₂, bei 100% rel. Feuchtigkeit und 20 C zum Faulen gebracht werden. Dichlorophen wurde unter dem Pesticides Safety Precautions Scheme in Grossbritannien als Spray oder Bad mit einer Konzentration von nicht mehr als 2 g/l für die Anwendung an Kartoffeln nach der Ernte freigegeben. Der Einfluss einer Handelsformel. die 100 g/l Dichlorophen enth?lt (Formulierung 1), auf St?mme vonErwinia carotovora und auf pektinolytische Clostridien wurde, untersucht. Der Einfluss von 4 Formulierungen (1–4) von Dichlorophen auf die bakterielle Nassf?ule von Kartoffeln wurde mit jenem von Natriumhypochlorit-L?sungen verglichen. Die kleinsten hemmenden Konzentrationen der Formulierung 1 gegen 10 St?mme vonE. carotovora und 6 St?mme von pektinolytischemClostridium spp. waren ?quivalent mit 25 bzw. 3 mg/l Dichlorophen. Eine L?sung dieses Produktes mit 0.2 g/l Dichlorophen war bei 10⁸ ml¹ E. carotovora var.atroseptica (E. atroseptica) in 30 Sekunden t?dlich. aber eine L?sung mit 2.3 g/l Dichlorophen konnte die Sporen eines pektinolytischen Clostridiums in 30 Minuten nicht t?ten. Eintauchen von Knollen der Sorte Désirée in eine 0.2 g/l Dichlorophen enthaltende L?sung ergab eine Konzentration in der Schale von ungel?hr 53 mg/kg. Formulierung 1 mit 0.2–2.3 g/l Dichlorophen, als Bad (Dauer 2–30 Minuten) angewendet, brachte keine nachfolgende Abnahme der Nassf?ule bei unverletzten oder verletzten Knollen mit oder ohne vorherige Inokulation mitE. atroseptica (Tabellen 1 und 2). Drei weitere Formulierungen, bei denen unverletzte Knollen w?hrend 2 Minuten in ein Bad mit bis zu 2 g/l Dichlorophen (Formulierungen 2 und 3) oder bis zu 4 g/l Duchlorophen (Formulierung 4) eingetaucht wurden, ergaben keine Verringerung des Umfangs an Nassf?ule. SowohlE. carotovora als auch pektinolytisches Clostridium wurden aus F?ulnisstellen in Knollen isoliert, die mit einer 2.3 g/l Dichlorophen enthaltenden L?sung behandelt waren. Eintauchen von Knollen in L?sungen von Natriumhypochlorit (0.6 g/l aktives Chlor, pH 9.4-2 g/l aktives Chlor, pH 9.7) senkte das Ausmass an Nassf?ule, die in den Lentizellen ihren Anfang nahm. Eine vollst?ndige Bek?mpfung wurde aber nicht erreicht (Tabelle 3). Anwendung der Formulierungen 1 und 4 als Spray mit 2 g/l Dichlorophen zu Kartoffeln, die über einen Walztisch rollten, zeigten keinerlei Abnahme der Nassf?ule, wenn die Kartoffeln nachher unter den Testbedingungen im Labor bebrütet wurden (Tabelle 4).

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Résumé Le développement des pourritures molles sur pomme de terre est largement influencé par des conditions d'environnement, plus particuliérement par la présence d'un film d'eau, et par voie de conséquence, par l'absence d'oxygéne autour des tubercules. En fonction de cela, et afin d'évaluer l'effet de composés bactéricides sur la pourriture molle de la pomme de terre par un test au laboratoire, les tubercules peuvent être mis à incuber dans une atmosphère contenant moins de 1% d'O₂ dans l'azote, à 100% d'humidité relative à 20°C de manière à induire les pourritures. Le dichlorophen a été utilisé selon les consignes de sécurité relatives à l'emploi des pesticides après récolte sur pomme de terre, par pulvérisation ou trempage à une concentration ne dépassant pas 2 g/l; l'effet d'une formulation commerciale contenant 100 g/l de dichlorophen (Formulation 1) a été étudié sur des souchesd Erwinia carotovora et sur desClostridium pectinolytiques. l'effet de 4 formulations (1–4) de dichlorophen sur pourriture molle des pommes de terre a été comparé à celui obtenu avec 4 solutions d'hypochlorite de sodium. Pour la formation 1, les concentrations minimales qui se sont révélées inhibitrices à l'égard de 10 souches d'E. carotovora et 6 souches deClostridium spp. pectinolytiques étaient équivalentes respectivement à 25 et 3 mg/l de dichlorophen. Une solution de ce produit, comprenant 0,2 g/l de dichlorophen, s'est révélée létale à 10⁸ ml¹, vis-à-vis d'E. carotovora var.atroseptica (E. atroseptica) en 30 secondes, tandis qu'une solution contenant 2.3 g/l de dichlorophen n'a pu détruire les spores de clostridium pectinolytiques en 30 minutes. Le trempage des tubercules de la variété Désirée dans une solution contenant 0,2 g/l de dichlorophen a donné une concentration dans les pelures de pomme de terre de l'ordre de 53 mg/kg: la formulation 1 appliquée en trempage et contenant 0,2–2,3 g/l de dichlorophen pendant 2–3 minutes ne permet pas d'obtenir une diminution des pourritures molles pour les tubercules non blessés ou blessés, avec ou sans inoculation préalable parE. atroseptica (tableaux 1 et 2). Trois autres formulations contenant jusqu' à 2 g/l de dichlorophen (formulations 2 et 3) ou jusqu' à 4 g/l de dichlorophen (formulation 4) et utilisées en trempage pendant 2 minutes pour des tubercules non blessés ne peuvent diminuer la quantité de pourritures bactériennes. E. carotovora et les clostridium pectinolytiques ont été isolées à partir des pourritures provenant des tubercules ayant été traités avec une solution à 2,3 g/l de dichlorophen. L'immersion de tubercules dans des solutions d'hypochlorite de sodium (0.6 g/l de chlore, pH 9,4–2 g/l de chlore, pH 9.7) a permis de diminuer la quantité de pourriture molle lenticellaire, mais n'a pas permis d'obtenir un contr?le total (tableua 3). L'application par pulvérisation des formulations 1 et 4 contenant 2 g/l de dichlorophen sur les pommes de terre passant sur une table de visite à rouleaux n'a permis aucune diminution de pourriture aprés incubation des pommes de terre dans les conditions de test au laboratoire (tableau 4).

     

Inheritance of a pectate lyase mediated soft rot resistance in crosses between transgenic potato lines of cv. désirée andS. tuberosum cultivars

Summary Expression of the pectate lyase (PL) isoenzyme 3 in transgenic potato lines of cv. Désirée mediates an enhanced resistance of tuber tissue toErwinia carotovora (Ec) soft rot due to a pre-activation of plant defence mechanisms. Therefore, theSolanum tuberosum cvs Agave and Adretta with a moderate level of soft rot resistance were crossed with such PL-expressing potato lines. The resulting progenies were assessed with respect to plant/tuber characteristics over a period of four years and then tested for PL3-expression as well as for soft rot resistance. 71% of the selected progeny lines exhibited a stable production of the PL3 enzyme. Statistical analysis revealed differences between the transgenic and the non-transgenic progeny concerning the soft rot resistance of tuber tissue. Compared with the PL-inactive progeny, extension of Ec-rotting on the wound surface of PL-transgenic potatoes was diminished on average by 51.8%. Similarly, the degree of cell lysis caused by bacterial maceration was significantly (P<0.05) reduced in tuber tissue of PL-expressing progeny lines. The latter also revealed an enhanced PPO and PAL activity in their tuber tissue indicating an active plant defence. It is concluded therefore that the PL-mediated soft rot resistance introduced into potatoes by means of molecular techniques is heritable.     

Transgenic potatoes expressing anErwinia pectate lyase gene — results of a 4-year field experiment

Summary Four potato lines of cv. Désirée that express the pectate lyase (PL) isoenzyme 3 ofErwinia carotovora subsp.atroseptica were examined in a 4-year field experiment with respect to plant development, tuber yield and resistance of tuber tissue toErwinia soft rot. The PL3 degrades plant cell wall pectin into unsaturated oligogalacturonates eliciting plant defence responses. In one line, enzyme expression was controlled by the CaMV 35S promoter (C) and in three lines it was driven by the potato patatin B33 promoter (D). Plant development of the D-lines in field plots was not distinguishable from that of the non-transgenic counterpart. Also tuber yield was not too different. By contrast, plants of the C-line were smaller than those of the nontransformed counterpart and also showed reduced tuber yield. There were no significant differences in dry mass, starch and protein content of tuber tissue between PL transgenic and non-transgenic potatoes. But compared with the latter, field-grown tubers expressing the PL displayed an enhanced resistance toErwinia soft rot. Thus, average rotting caused byEc-bacteria was diminished in tubers of PL-transgenic lines by 34.1%. The resistance of tubers toEc soft rot was significantly correlated with the PPO activity in tuber tissue.     

Control of potato blackleg by tuber pasteurisation: the determination of time-temperature combinations for the inactivation of pectolytic erwinia

Summary Pasteurisation of potato tubers by immersion in hot water is being examined as a method of blackleg control. Studies on the in vitro heat resistance of representative pectolytic erwinia have enabled prediction curves for the selection of suitable times and temperatures of pasteurisation to be prepared. High levels of contamination on some tubers may require heat treatment that will reduce the erwinia population by more than 80% to ensure that only innocuous levels remain.     

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.

     

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.     

Plant-to-plant transmission of the bacterial ring rot pathogenClavibacter michiganensis subsp.sepedonicus

Summary Plant-to-plant transmission of the bacterial ring rot (BRR) pathogen,Clavibacter michiganensis subsp.sepedonicus (Spieck. et Kott.) Skapt. et Burkh. of potato (Solanum tuberosum L.), was studied in field trials over a three year period. Healthy and infected seed tubers were planted 35 cm apart. In one treatment, a subsurface barrier was placed between the healthy and infected seed tubers separating the root systems of neighbouring plants. In this treatment, none of 216 plants grown from healthy seed tubers was infected at harvest, as determined by indirect immunofluorescence antibody staining (IFAS) with monoclonal antibodies. In the other treatment, no subsurface barrier was used. In this treatment, two of 368 plants (0.5%) grown from healthy seed tubers were infected at harvest. It is concluded that plant-to-plant transmission may occur but at very low frequency, and is unlikely to play a significant role compared with the potential of transmission by shared potato handling equipment.     

The effect of antibacterial products on bacterial soft rot of potatoes

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

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

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

     

Factors affecting the accuracy of the tuber incubation test for the detection of contamination of potato stocks byErwinia carotovora

Summary Erwinia carotovora in potato stocks can be detected more efficiently by the tuber incubation method in which the test tubers are first induced to rot under anaerobic conditions (followed by detection isolation of the bacteria on a selective growth medium or by serological techniques) than by direct lenticel sampling. However, the efficiency of detection is affected by both the extent of decay at sampling time and the incubation temperature. Detection ofE. carotovora is poor from extensive lesions developed at temperature of 25 C or above. Furthermore, detection ofE. carotovora var.atroseptica is more frequent than that ofE. carotovora var.carotovora at temperatures below 22 C in tubers contaminated by both organisms, whereas at higher temperatures the reverse is true. Only within a narrow temperature range, close to 22 C is there an equal chance of detecting both varieties.     

The susceptibility of tissue cell walls toErwinia enzymes differs among the potato cultivars

Summary In the cell wall matrix of higher plants, cellulose fibrils are embedded in a network of pectic substances, hemicelluloses and structural proteins. But plant pathogenicErwinia carotovora bacteria secrete a mixture of enzymes including pectinases, cellulases and proteases to degrade the cell walls of host plant tissue. Tuber tissue of 31 potato genotypes was exposed to a mixture ofErwinia enzymes before the degree of cell wall lysis was determined by a Neutral-red vital staining method. The data indicate that the resistance of cell walls to the action ofErwinia enzymes differed significantly among the potato cultivars and clones. The decrease in cell viability caused by the action of enzymes ranged from 7% for cv. Maxilla to >46% for cv. Arnika. An increased rate of N-fertilization coincided with enhanced susceptibility of cell walls to the action ofErwinia enzymes. There was a correlation between the amount of cell wall substances in tuber tissue and the resistance of cell walls to enzymic degradation.     

A shoot induction procedure altered for increased shooting efficiency of potato protoplast-derived calli (cvs. crystal and norgold russet)

Summary The responses of two potato cultivars, Crystal and Norgold Russet, to a standard protoplast regeneration procedure were examined. Both cultivars yielded protoplasts that survived and grew in the initial plating medium. Protoplast-derived callus tissue also grew on the callus proliferation medium. The cultivars differed most in their ability to survive on the shoot induction medium; changes in its growth regulator content and the quantity of agar increased shoot production of Crystal from 1% to 30% and that of Norgold Russet from 7% to 24% on modified medium under low light intensity. Journal Series Paper 1699 of the North Dakota Agricultural Experiment Station.     

Assessing general combining ability for gangrene resistance by means of a glasshouse seedling test

Summary A seedling progeny test for resistance to gangrene (Phoma foveata) was used to evaluate progenies from a 15×15 half diallel set of crosses, including 14 selfs and 25 reciprocal crosses, which was originally made to investigate the inheritance of resistance to late blight and cyst nematodes. Nine out of the 14 selfs were more susceptible than the crosses involving their parents, so that overall the selfs were slightly more susceptible than the crosses, thus providing evidence of non-additive gene action in favour of resistance. However, when the selfs were omitted from the analysis, all of the variation between progenies could be attributed to differences in the General Combining Abilities (GCAs) of their parents. The four parents with the best GCAs for gangrene resistance all had sizeable contributions fromSolanum tuberosum subsp.andigena in their pedigrees.     

Effect of wet incubation time and temperature on infection, and of storage time and temperature on soft rot lesion expansion in potatoes inoculated withErwinia carotovora ssp.Carotovora

Summary Infection and lesion expansion studies were carrried out on potato tubers. In the infection study, the tubers were inoculated withErwinia carotovora ssp.carotovora (Ecc) and exposed to incubation temperatures of 10–25 °C for 3–48 h of wetness. In the lesion expansion study, the tubers were exposed to 12 h of wetness at 20 °C to establish infection, and then·stored at temperatures of 4–16 °C for 15–90 d, at 95% RH. The volume of diseased tissue was determined and the data were transformed to proportion of maximum volume diseased (PVD). Infection was close to zero for 3 and 6 h wet incubation time, regardless of incubation temperature, and reached the maximum in 12 h of wetness at 20 °C. Significant lesion expansion occurred at a storage temperature of 16 °C after about 60 d of storage time. Cubic models of infection and lesion expansion potentials explained 95 and 96% of the variations in infection and lesion expansion, respectively.     

Variation in pathogenicity on potato tubers and sensitivity to thiabendazole of the dry rot fungusFusarium avenaceum

Summary The majority of isolates ofFusarium avenaceum caused dry rot on potato tubers; many were as pathogenic asF. coeruleum. Pathogenicity ofF. avenaceum was not related to the plant species from which the isolates originated. Tubers of potato cv. Cara were more susceptible than those of cvs Romano or Maris Piper. Temperature (5–15° C) had no effect on lesion depth but lesions tended to be slightly wider at the lowest temperature. Two isolates (of 61) from wheat and white lupin had a moderate level of resistance to thiabendazole. The results are discussed in relation to the control of dry rot in stored potato tubers.     

Correlation between fusaric acid production and virulence of isolates ofFusarium oxysporum that causes potato dry rot in South Africa

Summary Virulence of 12Fusarium oxysporum isolates was determined on three potato cultivars Late Harvest, BP1 and Kimberley Choice. The production of fusaric acid by the 12F. oxysporum isolates was also determined. The aim of the study was to determine whether a correlation exists between fusaric acid production and virulence ofF. oxysporum isolates. Late Harvest was the most tolerant and BP1 the most susceptible cultivar. Virulence ranking, order of theF. oxysporum isolates with the different cultivars corresponded with the mean of value of the ranking order for all three cultivars. A correlation was found between virulence of isolates and fusaric acid production except for Late Harvest. Fusaric acid production may play a major role in the development of dry rot in potato tubers.     

Assessing progenies of potato for resistance to skin spot (Polyscytalum pustulans) in the glasshouse

Summary Crosses were made between six parents differing in susceptibility to skin spot and glasshouse-grown tubers from true seedlings of the nine resulting progenies assessed for resistance to the disease. The assessment was evaluated by a two-year comparison with the behaviour of field-grown tubers of the progenies and their parents. The correlations between progenies in the glasshouse and field were r=0.911 and 0.753 and those between the mid-parental values and the progeny means were high (r>0.864), indicating that parental differences were heritable. It is concluded that correlations were sufficient for glasshouse-grown tubers to be used for assessing large numbers of progenies in genetical studies and for eliminating highly susceptible progenies at an early stage in a breeding programme. R.L. Wastie died 16.01.96.