Overwintering potential of the stripe rust pathogen (Puccinia striiformis) in central Alberta

Abstract

In central Alberta, stripe rust (Puccinia striiformis) of wheat and barley has become more prevalent and this disease is generally more severe on winter wheat than spring wheat. This study was carried out to determine the potential role of winter wheat in overwintering and transmission of inoculum to subsequent spring crops. Field plants of winter wheat, infected in the autumn, were sampled during January to May from 2008 to 2011 in central Alberta. The pathogen's viability was established using in vivo growth parameters and pathogen detection was determined using PCR. Approximately 4–20% of urediniospores sampled from pustules on winter wheat during January to March–April of each year were viable. Latent mycelia were intermittently observed on winter wheat sampled from January to May in each of 2008 and 2010. The fungus was detected using PCR intermittently from winter to early spring. Persistent snow cover was found to be critical for the survival of overwintering inoculum, as viable pustules and urediniospores rarely survived after snow melt. There was higher stripe rust severity in spring wheat or barley seeded near winter wheat compared with the same crops seeded near spring wheat, for all years of field testing. The epidemiological significance of overwintering inoculum is discussed in relation to stripe rust management in central Alberta.

Résumé

Dans le centre de l'Alberta, la rouille jaune du blé et de l'orge (Puccinia striiformis) est devenue plus courante et elle frappe habituellement plus durement le blé d'hiver que le blé de printemps. Cette étude a été menée pour déterminer le rôle possible que joue le blé d'hiver dans la survie hiémale de l'inoculum et dans sa transmission aux cultures printanières subséquentes. De 2008 à 2011, dans le centre de l'Alberta, des plants de blé d'hiver cultivés en champ, infectés à l'automne, ont été échantillonnés de janvier à mai. La viabilité de l'agent pathogène a été établie à l'aide de paramètres de croissance in vivo et il a été détecté par PCR. De 4 à 20 % environ des urédiniospores échantillonnés sur des pustules formées sur du blé d'hiver de janvier à mars-avril de chaque année étaient viables. Du mycélium latent a été observé par intermittence sur du blé d'hiver échantillonné de janvier à mai en 2008 et 2010. Le champignon a été détecté par PCR utilisée sporadiquement de l'hiver au début du printemps. La persistance du couvert nival a semblé déterminante pour la survie hiémale de l'inoculum étant donné que les pustules et les urédiniospores semblaient rarement survivre après la fonte des neiges. La gravité de la rouille jaune était plus intense chez le blé ou l'orge semés à proximité du blé d'hiver, contrairement aux mêmes cultures semées près du blé de printemps, et ce, durant toutes les années d'expérimentation en plein champ. La signification épidémiologique de la survie hiémale de l'inoculum est discutée en fonction de la gestion de la rouille jaune dans le centre de l'Alberta.

Keywords:

• overwintering
• Puccinia striiformis
• spring wheat
• stripe rust
• winter wheat

Mots clés:

• blé de printemps
• blé d'hiver
• Puccinia striiformis
• rouille jaune
• survie hiémale

Acknowledgements

The authors wish to thank Lyla Langford, Susie Albers, Colin Bergen and Linda Vandermaar for technical assistance and the late Dr. Don Salmon and Mazen Alijarrah for their technical advice. The authors express gratitude to the anonymous reviewers for their constructive suggestions and comments to improve the paper. The funding provided by Alberta Crop Industry Development Fund for this project is gratefully acknowledged.