Sources of resistance to Plasmodiophora brassicae (clubroot) pathotypes virulent on canola

Abstract

A collection of 955 Brassica accessions including B. rapa (718), B. napus (94), B. juncea (93), B. oleracea (30), B. carinata (12) and B. nigra (8) was screened against Plasmodiophora brassicae pathotype 3 (1 × 10⁶ resting spores cc⁻¹ growth medium), the predominant strain of the pathogen on canola in western Canada. A total of 35 accessions (mostly B. rapa) showed at least 50% reduced clubroot severity relative to a susceptible control, with 15 showing complete resistance (clubroot-free). Ten resistant accessions representing Brassica A-, B- and C-genome species were tested further using a 10-fold higher pathogen inoculum dose (1 × 10⁷ resting spores cc⁻¹ growth medium) and by testing them against the five pathotypes (2, 3, 5, 6 and 8) of P. brassicae found in Canada. One B. nigra, two B. oleracea and four B. rapa (oriental vegetable) accessions maintained a high level of resistance under the higher pathogen inoculum pressure, while one B. nigra and two B. rapa (turnip) accessions showed moderate resistance. Most of the selected clubroot-resistant accessions showed consistent resistance to each of the five P. brassicae pathotypes found in Canada, except for one B. nigra and two turnip accessions, which varied slightly against different pathotypes. Several promising sources of clubroot resistance were identified in this study that can be used to develop new canola germplasm with a diverse clubroot resistance background for potentially more durable clubroot resistance.

Résumé

Une collection de 955 accessions de Brassica, comprenant B. rapa (718), B. napus (94), B. juncea (93), B. oleracea (30), B. carinata (12) et B. nigra (8), a été criblée vis-à-vis de Plasmodiophora brassicae pathotype 3 (1 × 10⁶ spores de repos/cc−1 de milieu de culture), la souche de l’agent pathogène la prédominante du canola dans l’Ouest canadien. En total, 35 accessions (B. rapa, principalement) ont montré une réduction de la sévérité de la hernie par de l’ordre de 50 % en comparaison à un témoin susceptible, dont 15 ont montré une résistance complète (sans hernie). Dix accessions résistantes représentant des espèces de Brassica à génomes A, B et C ont de plus été testées en utilisant une dose d’inoculum 10 fois plus supérieure (1 × 10⁷ spores de repos/cc−1 de milieu de culture) et ont été testés vis-à-vis de 5 pathotypes (2, 3, 5, 6 et 8) de P. brassicae trouvés au Canada. Une accession de B. nigra, deux de B. oleracea et quatre de B. rapa (végétale oriental) ont maintenu un haut degré de résistance sous la pression de la dose la plus élevée d’inoculum, tandis qu’une accession de B. nigra et deux de B. rapa (navet) ont montré une résistance modérée. La plupart des accessions résistantes sélectionnées ont montré une résistance continue à chacun des cinq pathotypes de P. brassicae trouvés au Canada, à l’exception d’une accession de B. nigra et de deux de navet dont la résistance variait légèrement par rapport au différents pathotypes. Plusieurs sources prometteuses de résistance à la hernie identifiées au cours de cette etude pourraient être utilisées pour développer un nouveau germoplasme de canola ayant différent background de résistance à la hernie pour une résistance plus durable à cette maladie.

Keywords:

• black mustard
• cabbage
• Chinese cabbage
• crucifer
• pak choy
• resistance spectrum

Mots clés:

• choux
• Crucifères
• moutarde noire
• pak-choï
• pé-tsai
• spectre de résistance

Acknowledgements

We thank Michelle Francisco, Alana MacDonald, Robert Laprairie, Lucas Hart, Jocelyn Reeve, Jeffrey Albert, Danielle Head, Terrie Tran, Rizza Rayes, Christie McGregor, Chantal del Carmen, Nicolas Dimopoulos and Laura Kessler for technical support. Dr M.R. McDonald, University of Guelph, provided Syngenta cabbage hybrid seed ‘Kilaherb’ and ‘Tekila’. Financial support from the Saskatchewan Agriculture Development Fund (Project #20090359) is acknowledged.