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Abstract
Association of phloeophagous insects colonizing Pinus radiata in northern Spain with Hypocreales fungi was determined by selective isolation and ITS1-5.8S-ITS2 and histone H3 gene sequencing. The general microbiota consisted of 11 species and was dominated by Fusarium circinatum. Among isolated fungi, Fusarium verticillioides, Fusarium culmorum, Fusarium proliferatum, and Fusarium oxysporum can cause seedling damping-off, whereas Fusarium lateritium is not pathogenic and, thus, was selected together with Penicillium chrysogenum, the second dominant species in aerial wood, for studying their biocontrol capabilities. Replacement series and primary resource capture assays indicated that P. chrysogenum outcompeted F. circinatum. In contrast, in secondary resource capture when F. circinatum appeared later in succession, both P. chrysogenum and F. lateritium completely inhibited its growth; there were no differences between the substrate occupied by both saprophytes. Testing these in vitro generated results in nursery controlled conditions, neither P. chrysogenum nor F. lateritium seed treatments with 450 000 conidia reduced the disease incidence on germination or seedling growth in soil simultaneously infested with the same pathogen inoculum. However, both treatments increased germination percentage in soil with 4500, 45, and 0 F. circinatum conidia inoculum: the respective P. chrysogenum/F. lateritium efficacy ratios were 2.01, 1.75, and 1.40. Both treatments increased seedling height in soil with 4500 and 45 pathogen conidia and reduced necrotic lesions on 1-month-old seedlings infected with 18 000, 180, and 1.8 pitch canker fungus conidia on basal needles. Once promising biocontrol taxa have been identified, further studies about intraspecific variability and efficacy with seed complex natural microbiotas will be essential for developing integrated pest management programs against pitch canker fungus in pine nurseries.
Résumé
L'association entre les insectes phloeophages qui colonizent Pinus radiata dans le nord de l'Espagne et les champignons de l'ordre des Hypocréales a été déterminée par isolation sélective et séquençage des ITS1-5.8S-ITS2 et du gène histone H3. Le microbiote général consistait de 11 espèces parmi lesquelles Fusarium circinatum prévalait. Au nombre des champignons isolés qui peuvent causer la fonte des semis, on note Fusarium verticillioides, Fusarium culmorum, Fusarium proliferatum et Fusarium oxusporum. Quant à Fusarium lateritium, il n'est pas pathogène et a par conséquent été sélectionné, avec Pénicillium chrysogenum, deuxième espèce dominante trouvée dans la portion aérienne de l'arbre, pour étudier le potentiel relatif à la lutte biologique. Les expériences effectuées au cours de la recherche ont montré que P. chrysogenum l'emportait sur F. circinatum. Par contre, lorsque plus tard F. circinatum s'est manifesté, P. chrysogenum et F. lateritium en ont complètement inhibé la croissance, et ce, sans que les substrats colonizés par les deux saprophytes n'affichent de différences notables. L'examen, dans des conditions contrôlées, de ces résultats issus de tests effectués in vitro a démontré que le traitement de semences à base de P. chrysogenum ou de F. lateritium, contenant 450 000 conidies chacun, n'a pas réduit l'incidence de la maladie aux stades de la germination ou de la plantule, et ce, dans des sols infectés simultanément avec le même inoculum d'agents pathogènes. Toutefois, les deux traitements ont contribué à l'augmentation du taux de germination dans les sols traités avec un inoculum de conidies de F. circinatum (4 500, 45 et 0), dont les ratios d'efficacité de P. chrysogenum/F. lateritium étaient de 2,01, 1,75 et 1,40, respectivement. Lorsqu'ils ont été appliqués dans les sols (inoculum de conidies d'agents pathogènes 4 500 et 45), les deux traitements ont contribué à accroître la taille des plantules. Ils ont également concouru à réduire l'occurrence de lésions nécrotiques chez les plantules âgées d'un mois et infectées avec des conidies de chancre fusarien (18 000, 180 et 1,8) appliquées sur les aiguilles basales. Lorsque des taxons aux propriétés intéressantes sur le plan de la lutte biologique auront été identifiés, il faudra absolument procéder à des études plus poussées sur la variabilité et l'efficacité intraspécifique des microbiotes naturels de semences afin de concevoir des programmes de lutte intégrée permettant de combattre le champignon du chancre fusarien du pin dans les pépinières.