Resistance to metalaxyl in Phytophthora infestans in the Netherlands

Two hundred and twenty two isolates ofPhytophthora infestans from infected potato foliage or tubers, obtained in 1981 from different potato fields in various regions of the Netherlands, were tested for their ability to infect potato leaf discs floating on solutions of metalaxyl of various concentrations. Isolates were designated as resistant to metalaxyl when sporulation occurred at a concentration of 1 g ml^–1 or higher.Forty-one isolates appeared to be resistant. Thirty-five of the resistant isolates and 29 sensitive ones originated from three areas involving circa 15% of the total Dutch potato acreage. In these areas 28% of the fields sampled were metalaxyl-treated and 78% of these fields yielded resistant isolates. Only one of the three areas had a history of metalaxyl resistance in 1980. Six metalaxyl-resistant and 152 sensitive isolates were found in potato fields in other areas including those with major problems of resistance in 1980. All of four old potato cull piles sampled in the latter areas yielded metalaxyl-resistant isolates and two of these sites had possibly been inoculum sources for nearby potato fields. Only 9% of the fields sampled in these areas were metalaxyl-treated and none of these yielded a metalaxyl-resistant isolate.The data are compatible with the idea that infected seed potatoes were the major source of the incoculum that initiated the early and severe late blight epidemic in 1981 in the Netherlands. The severity has been enhanced by late-blight-conducive weather conditions during the emergence of the crop and its early stages of development, when fungicides had not yet been applied. Old potato cull piles are assumed to have been less important in starting the 1981 epidemic.Apparently, infected seed potatoes carried predominantly metalaxyl-sensitive strains, which explains the prevalence of metalaxyl-sensitive strains in most of the fields. In 1980, the seed potato crop had been harvested before the problem of metalaxyl-resistance surfaced. Hence, it might be assumed that infection of seed potatoes, favoured by late-blight-conducive weather in 1980, had been caused by metalaxyl-sensitive strains. Evidence that seed potatoes could also carry metalaxyl-resistant strains was obtained in two cases. It might explain their early occurrence in fields located in areas without a history of metalaxyl resistance in 1980 and the rapid build-up of a resistant population in a number of metalaxyl-treated fields.Development of resistance in potato fields, which were under heavy disease pressure after spraying with a mixture of metalaxyl and mancozeb, could not be proven definitely. In one experimental field the seed tubers very likely carried metalaxyl-resistant strains, which initiated an epidemic, and in a second field the influx of resistant strains from elsewhere could not be completely ruled out. In the latter field spraying the mixture at a two-week interval could not effectively control the disease. In this field a considerable degree of tuber infection by metalaxyl-resistant strains was noticed.No correlation existed between the behaviour of a particular strain towards metalaxyl and the genes for virulence present. Among a total of 79 isolates, the race of which has been identified, 23 different races were found. Race 1.3.4.7.10.11 was most frequently found, followed by race 1.3.4.7.11. Among 37 resistant isolates 10 different races could be identified.Samenvatting Gedurende de zomer en najaar van 1981 werden 222 veldisolaten vanPhytophthora infestans met behulp van een drijftoets getoetst op resistentie tegen metalaxyl. Per perceel werd meestal één isolaat, hetzij afkomstig van een door de aardappelziekte aangetast blad, hetzij van een zieke knol, getoetst.Eén en veertig isolaten bleken resistent te zijn. Van deze 41 waren er 35 afkomstig uit West Brabant, de Hoekse Waard en Oost Brabant/Noord Limburg, waar ongeveer 15% van het totale aardappelareaal in Nederland is gelegen. Daarnaast werden uit deze gebieden 29 gevoelige isolaten verkregen. Van de bemonsterde percelen uit de drie genoemde gebieden was 29% één- of tweemaal met metalaxyl behandeld, meestal in combinatie met andere middelen. Uit 78% van de aldus behandelde percelen werd een resistant isolaat verkregen. In de genoemde gebieden werden in 1980 alleen in Oost-Brabant/Noord Limburg problemen ondervonden van metalaxylresistentie.In percelen in overige gedeelten van Nederland, waar in 1980 algemeen metalaxylresistentie werd waargenomen, werden in totaal slechts zes metalaxyl-resistente en 152 gevoelige isolaten aangetroffen. Geen enkel van de met metalaxyl bespoten percelen (9% van het aantal bemonsterde percelen) leverde hier een resistent isolaat op. Uit een viertal aardappelafvalhopen in deze gebieden waarop de aardappelziekte voorkwam, werden metalaxyl-resistente stammen verkregen en twee ervan hadden waarschijnlijk een naburig perceel besmet.De resultaten van het onderzoek en de waarnemingen in de percelen wijzen erop dat de vroege en hevige epidemie van de aardappelziekte in 1981 is veroorzaakt door besmet pootgoed waaruit secundair zieke planten zijn ontstaan. Daarnaast werd het uitbreken van de epidemie vooral begunstig door de voorPhytophthora gunstige weersomstandigheden gedurende de periode eind mei tot half juni en het feit dat de eerste bespuiting te laat werd uitgevoerd, hetzij door overmacht, hetzij door het te traag reageren op de waarschuwingen via de radio.In 1980 hebben voornamelijk metalaxyl-gevoelige stammen het pootgoed kunnen besmetten, hetgeen verklaarbaar is uit het feit dat in dat jaar de problemen met metalaxylresistentie pas werden waargenomen nadat het loof van het pootgoed was vernietigd. In een tweetal gevallen zijn evenwel aanwijzingen verkregen dat pootgoed ook besmet kon zijn met resistente stammen. Een dergelijke besmetting is waarschijnlijk ook de verklaring voor het op grote schaal voorkomen van resistente stammen in West Brabant en de Hoekse Waard na een eenmalige toepassing van metalaxyl.In een tweetal proefvelden, waarvan er één was gelegen in Zuid-Flevoland en het andere te Heelsum, is het ontstaan van een resistante populatie bestudeerd bij een twee-wekelijkse toepassing van een mengsel van metalaxyl en mancozeb. Pootgoed, gebruikt in het op praktijkschaal uitgevoerde experiment in Zuid-Flevoland, bleek waarschijnlijk besmet te zijn met metalaxyl-resistente stammen, zoals op 1 juli werd vastgesteld in een onbehandeld gedeelte van het perceel. Op het behandelde gedeelte bleek het mengsel de ontwikkeling van de ziekte aanzienlijk te vertragen; evenwel werd na 16 juli een wekelijkse bespuiting met een maneb/fentin acetaat-bevattend produkt uitgevoerd voor een zo goed mogelijk ziektebestrijding.Op het in Heelsum gelegen proefveld werd op 5 augustus de ziekte het eerst waargenomen in het behandelde gedeelte, nadat de planten in het onbehandelde gedeelte, ten gevolgen van een doelbewuste inoculatie met gevoelige stammen op een naast gelegen aardappel-selectieveld, reeds voor meer dan 50% waren aangetast. Uit aangetaste bladeren van het behandelde gedeelte konden metalaxyl-resistente stammen worden geïsoleerd. In de loop van augustus bleek het metalaxyl/mancozeb-mengsel niet in staat verdere uitbreiding van de ziekte tegen te gaan en trad knolinfectie op. Begin september werden uitsluitend resistente stammen aangetroffen.Geen enkel verband kon worden vastgesteld tussen het optreden van metalaxyl-resistentie en het voorkomen van een bepaald fysio van de schimmel. Op een totaal van 79 isolaten konden 23 verschillende fysio's worden geïdentificeerd. Het fysio 1.3.4.7.10.11 werd de meeste keren gevonden, gevolgd door fysio 1.3.4.7.11. Tien verschillende fysio's werden aangetroffen onder de 37 getoetste metalaxyl-resistente isolaten.