Nachweis eines Toxins im Kartoffelknollengewebe nach Inokulation mitPhytophthora infestans (Mont.) de Bary

Zusammenfassung Nach Inokulation von Kartoffelscheiben mitPhytophthora infestans konnte im befallenen Gewebe ein Toxin nachgewiesen werden. Der aus dem Gewebe gewonnene Extrakt hatte die gleiche Wirkung wie das in Flüssigkulturausgeschiedene Toxin: Er l?ste eine nekrotische Reaktion und die Akkumulation von Phytoalexinen im Knollengewebe aus. Die vergleichende chemische Untersuchung des in Flüssigkultur ausgeschiedenen und des im befallenen Knollengewebe enthaltenen Toxins deutet darauf hin, dass es sich um die gleiche Substanz handelt. Dieses Toxin war im Knollengewebe sowohl nach Inokulation mit einem inkompatiblen als auch mit einem kompatiblen Pathotyp vonP. infestans vorhanden. Bei inkompatibler Wechselwirkung wurde es schneller gebildet; nach Ablauf von 3 Tagen konnte keine weitere Toxin-Bildung beobachtet werden. Bei kompatibler Wechselwirkung dagegen nahm sie über diesen Zeitpunkt hinaus entsprechend der Ausbreitung des Pilzes im Gewebe zu. Zwischen der Abwehr des Pilzes durch die Pflanze und der Geschwindigkeit der Toxin-Bildung bestehen offenbar Zusammenh?nge.

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Summary A toxin could be detected in potato tuber tissue after inoculation withPhytophthora infestans. When extracted from infected tissue, it had the same effect as a toxin excreted in liquid culture: it produced a necrotic reaction and the accumulation of phytoalexins in potato tuber tissue (Table 1). The toxin excreted in liquid culture and that extracted from infected tissue were heat-stable macromolecules precipitated by acetone. Their molecular weights, as established by gel chromatography, were about 20 000 and they were negatively charged, having isoelectric points between pH 3 and pH 4 (Table 2). This suggests that the same toxin was involved in both cases. The toxin was present in tissue after inoculation with an incompatible and a compatible pathotype ofP. infestans. It was formed more quickly in the incompatible reaction; the fungus was contained after three days and no further toxin formation was observed. This establishes that the incompatible pathotype was contained within three days. By comparison the toxin increased in the compatible interaction from this time onwards, corresponding to the expansion of the fungus within the tissue (Fig. 1). There is an obvious relationship between the defence response of the plant to the fungus and the speed of toxin formation.

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Résumé Après inoculation de rondelles de pommes de terre avecPhytophthora infestans, une toxine a été décelée dans le tissu contaminé. L'extrait obtenu du tissu contaminé avait le même effet que la toxine libérée par des cultures liquides; il provoquait une réaction nécrotique ainsi que l'accumulation de phytoalexines dans la chair des tubercules de pommes de terre (tabl. 1). Non seulement la toxine libérée par la culture liquide mais également celle du tissu contaminé était résistante à la chaleur. Il s'agit d'une macro-molécule qui se précipite avec de l'acétone, dont le poids moléculaire déterminé par chromatographie sur gel se situait aux environs de 20 000 avec une charge négative, et se laissant focaliser dans le champ électrique entre un pH 3 et un pH 4 (tabl. 2). L'hypothèse qu'il pourrait s'agir dans les deux cas de la même toxine semblait donc probable. La toxine était présente dans le tissu des tubercules aussi bien après inoculation avec un pathotype incompatible qu'avec un pathotype compatible deP. infestans. Lors d'interactions incompatibles, la toxine était formée plus rapidement. Après 3 jours, le champignon était neutralisé et il n'y eut plus d'autre formation de toxine. Cela correspond avec l'observation selon laquelle un pathotype incompatible est neutralisé dans les trois jours. Lors d'interactions compatibles, la formation de toxines s'étend par contre au-delà de cette durée selon la propagation du champignon dans la plante (fig. 1). Il semblerait qu'il y ait correspondance entre la durée de défense que demande la plante et la rapidité de formation de la toxine.