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Chemotype and aggressiveness of isolates of Fusarium graminearum causing head blight of wheat in Nebraska

2014; Taylor & Francis; Volume: 36; Issue: 4 Linguagem: Francês

10.1080/07060661.2014.964775

1715-2992

Anita Panthi, Heather E. Hallen‐Adams, Stephen N. Wegulo, John Fredy Hernández Nopsa, P. Stephen Baenziger,

Plant Disease Resistance and Genetics

AbstractAbstractFusarium head blight (FHB) or scab of wheat (Triticum aestivum L.) and its associated mycotoxin deoxynivalenol (DON) can cause devastating economic losses. In North America, FHB of wheat is caused mainly by Fusarium graminearum Schwabe [sexual stage Gibberella zeae (Schwein.) Petch]. In this study, the chemotype of 73 single-spore isolates of F. graminearum obtained from wheat kernels collected from 2007 to 2010 from FHB-affected fields and grain elevators in Nebraska was determined to be 15-ADON. Eight selected isolates were evaluated for aggressiveness on spikes and DON production in grain using the FHB-susceptible spring wheat cultivar 'Wheaton'. Aggressiveness was quantified as disease severity and area under the disease progress curve (AUDPC). Disease severity at 21 days after inoculation ranged from 40.9% to 99.5% and AUDPC ranged from 284%-days to 1279%-days. DON production in grain, measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), ranged from 0.2 to 11.0 µg g−1. Aggressiveness as measured using AUDPC was positively and linearly related to DON production in grain (R2 = 0.98; P < 0.0001). Isolates that produced the most DON were also the most aggressive. These results confirmed previous findings that the predominant F. graminearum chemotype in North America is 15-ADON and suggest that in Nebraska, there are highly aggressive populations of F. graminearum with high DON production capacity that have potential to cause severe losses due to reduction in yield and grain quality. This information will enhance farmers' preparedness and willingness to apply management measures in years with a high risk for FHB outbreaks and will help researchers better understand FHB.RésuméLa brûlure de l'épi (BE), ou gale du blé (Triticum aestivum L.), et la mycotoxine qui lui est associée, le déxoxynivalénol (DON), peuvent engendrer de lourdes pertes économiques. En Amérique du Nord, la brûlure de l'épi du blé est causée principalement par Fusarium graminearum Schwabe (stade sexué Gibberella zeae [Schwein.] Petch). Dans cette étude, nous avons déterminé que le chimiotype de 73 isolats monospores de F. graminearum, obtenus de grains de maïs collectés de 2007 à 2010 dans des champs et des élévateurs à grains contaminés du Nebraska, était le 15-ADON. Huit isolats sélectionnés ont été évalués pour l'agressivité à l'égard des épis et la production de DON dans les grains du cultivar de blé de printemps 'Wheaton' réceptif à la BE. L'agressivité a été quantifiée en tant que gravité de la maladie et qu'aire sous la courbe de la progression de la maladie (AUDPC). La gravité de la maladie au 21e jour après inoculation variait de 40.9 à 99.5% et l'AUDPC, de 284-jours à 1279%-jours. La production de DON dans le grain, mesurée par test ELISA (méthode immuno-enzymatique), variait de 0.2 à 11.0 µg g−1. L'agressivité, mesurée en fonction de l'AUDPC, était positivement et linéairement associée à la production de DON dans le grain (R2 = 0.98; P < 0.0001). Les isolats qui ont produit le plus de DON étaient également les plus agressifs. Ces résultats ont confirmé des conclusions antérieures selon lesquelles le chimiotype prédominant de F. graminearum en Amérique du Nord est le 15-ADON et suggèrent que, au Nebraska, il existe des populations extrêmement agressives de F. graminearum, dont la capacité de production de DON est élevée, et qui peuvent causer de lourdes pertes à cause de la diminution du rendement et de la dégradation de la qualité du grain qu'elles engendrent. Cette information fortifiera la disposition et la volonté des producteurs quant à l'application de mesures de gestions pour les années comportant de hauts risques d'éclosion de BE, et aidera les chercheurs à mieux comprendre cette maladie.Keywords: AUDPC disease severitydeoxynivalenolnivalenolscabTriticum aestivumMots clés: AUDPCdéxoxynivalénolgalegravitéde la maladienivalénolTriticum aestivum Acknowledgements and DisclaimerFunding for this research was provided in part by the Nebraska Wheat Board and the US Department of Agriculture, under Agreement No. 59-0790-7-080. This is a cooperative project with the US Wheat & Barley Scab Initiative. Any opinions, findings, conclusions or recommendations expressed in this publication are those of the author(s) and do not necessarily reflect the view of the US Department of Agriculture.