Formation of canker lesions on stems and black scurf on tubers in experimentally inoculated potato plants by isolates of AG2-1, AG3 and AG5 of Rhizoctonia solani: a pilot study and literature review

Abstract

Perunaseittiä, versolaikkua ja seittirupea aiheuttava Rhizoctonia solani-sieni (seittisieni) on haitallisimpia perunan taudinaiheuttajia. Sen merkitys mukuloiden epämuotoisuuden ja lukuisten erilaisten pintavikojen aiheuttajana, kasvin mukuloiden kokojakauman hajonnan lisääjänä sekä kauppakuntoisen sadon vähentäjänä jäänyt vähälle huomiolle. Näitä kysymyksiä sekä perunaseitin torjuntaa on tutkittu tarkemmin Suomessa vasta äskettäin. Tulosten perusteella laadittiin seitintorjuntaohjeet koko perunasektorin yhteisenä ponnistuksena. Myös seittisienen geneettistä monimuotoisuutta tutkittiin ensimmäistä kertaa Suomessa. Tulokset paljastivat, että 98.9 % seittisienen isolaateista kuului geneettisesti määriteltyyn anastomoosiryhmään AG3, joka on perunaan erikoistunut. Tämän tutkimuksen päätarkoituksena oli verrata perunasta eristettyjen AG3-ryhmän isolaattien ja peru- Control. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. p. 207-215. Spencer, D. & Fox, R.A. 1979. The development of Rhizoctonia solani Kühn on the underground parts of the potato plant. Potato Research 22: 29-39. Truter, M. & Wehner, F.C. 2004. Anastomosis grouping of Rhizoctonia solani associated with black scurf and stem canker of potato in South Africa. Plant Disease 88: 83. Tsror (Lahkim), L. & Peretz-Alon, I. 2005. The influence of the inoculum source of Rhizoctonia solani on development of black scurf on potato. Journal of Phytopathology 153: 240-244. Valkonen, J.P.T., Heiroth, W. van, & Savela, M.-L. 1993. Fungi and Gram-negative bacteria as soilborne minor pathogens of the legume goat s rue (Galega orientalis Lam.). Annals of Applied Biology 123: 257-269. van Emden, J.H. 1965. Rhizoctonia solani; results of recent experiments. European Potato Journal 8: 188-189. van Emden, J.H., Labruyère, R.E. & Tichelaar, G.M. 1966. On the control of Rhizoctonia solani in seed potato cultivation in the Netherlands. Verslagen van Landbouwkundige Onderzoekingen no. 685. Centrum voor landbouwpublikaties en landbouwdocumentatie Wageningen. PUDOC, Wageningen, The Netherlands. 41 p. Weinhold, A.R., Bowman, T. & Hall, D.H. 1982. Rhizoctonia disease of potato: Effect on yield and control by seed tuber treatment. Plant Disease 66: 815-818. Wilson, P.S., Ahvenniemi, P.M., Lehtonen, M.J., German- Kinnari, M. & Valkonen, J.P.T. 2008a. Dynamics of soilborne Rhizoctonia solani in the presence of Trichoderma harzianum: effects on stem canker, black scurf and progeny tubers of potato. Plant Pathology 57: 152-161. Wilson, P.S., Ahvenniemi, P.M., Lehtonen, M.J., Kukkonen, M., Rita, H. & Valkonen, J.P.T. 2008b. Biological and chemical control and their combined use to control different stages of Rhizoctonia disease complex on potato through the growing season. Annals of Applied Biology 153: 307-320. Woodhall, J.W., Lees, A.K., Edwards, S.G. & Jenkinson, P. 2007. Characterization of Rhizoctonia solani from potatoes in Great Britain. Plant Pathology 56: 286-295. Yulianti, T., Sivasithamparam, K. & Turner, D.W. 2006. Response of different forms of propagules of Rhizoctonia solani AG2-1 (ZG5) exposed to the volatiles produced in soil amended with green manures. Annals of Applied Biology 148: 105-111. SELOSTUS Erot kolmen Suomessa perunalla esiintyvän Rhizoctonia solani-sienen anastomoosiryhmän kyvyssä muodostaa seittirupea Mari Lehtonen, Paula Wilson, Paavo Ahvenniemi ja Jari Valkonen Helsingin yliopisto nalla harvinaisina esiintyvien AG2-1 ja AG5 -ryhmien isolaattien kykyä muodostaa seittirupea mukuloiden pinnalla. Tulokset osoittivat, että AG3-ryhmän isolaatit ovat ylivertaisen tehokkaita seittiruven muodostajia. Seittirupi eli seittisienen rihmastopahkat mukulan pinnalla säilyttävät sienen kasvukaudesta toiseen ja tarjoavat tehokkaan tavan seittisienen leviämiselle siemenperunoiden mukana. AG2-1 ja AG5 -ryhmien isolaateilla on laajempi isäntäkasvilajisto kuin AG3-ryhmän isolaateilla, mutta AG3:n tehokas seittiruven muodostus perunalla lienee yksi tärkeimmistä syistä AG3:n yleisyydelle perunalla niin Suomessa kuin muillakin perunantuotantoalueilla. Seittiruvettoman siemenperunan käyttö, tai vähäisesti seittirupisen siemenperunan peittaus, ovatkin tärkeitä seitintorjunnassa. Lisäksi perunan viljely korkeintaan kolmen vuoden välein samalla lohkolla estää maalevintäisen seitin (rihmastopahkojen) aiheuttamat satotappiot.

Development of black scurf on potato tubers (cv. Nicola) was compared in plants inoculated with isolates of Rhizoctonia solani of three anastomosis groups (AG2-1, AG3 and AG5) which occur in potato crops in Finland. All isolates induced stem canker lesions but only isolates of AG3 formed efficiently black scurf on progeny tubers. Among the AG2-1 and AG5 isolates tested, only one AG2-1 isolate formed a few sclerotia on 13.5 % of the progeny tubers in one experiment. The data indicate that isolates of AG3 differ from those of AG2-1 and AG5 in having a higher ability to form sclerotia on tubers. Therefore, while AG2-1 and AG5 isolates have a broader host range, AG3 is more efficient in producing black scurf, which provides this anastomosis group with more efficient means of dissemination on seed potatoes. These differences probably explain the predominance of AG3 (98.9 % of isolates) in potato crops in Finland and other northern potato production areas.