Identification of Pythium spp. from the rhizosphere of soybeans in Ontario, Canada

Abstract

Production of soybean in short-season areas of Canada is affected by Pythium species causing seed rot, seedling damping-off and root rot under the cool, moist conditions prevalent early in the growing season. To determine which Pythium species infect soybean plants under these conditions, soil samples were collected in 2010, 2011 and 2012 from soybean fields in Ontario where symptoms of damping-off or root rot were observed. Pythium spp. were isolated from soil using a seed baiting approach and selective media. PCR amplification and sequencing of the internal transcribed spacer of the nuclear ribosomal DNA allowed for identification of six different Pythium species (out of a total of 104 strains). Pythium ultimum var. ultimum (56.7%) and P. sylvaticum (29.8%) were the most frequently isolated species over all sampling years. Other species isolated included P. dissotocum (6.7%), P. ultimum var. sporangiiferum (3.8%), P. irregulare (1.9%), and P. hypogynum (1.0%).

Résumé

La culture du soja dans les régions du Canada où la saison de croissance est courte est affectée par des espèces de Pythium causant la pourriture des semences, la fonte des semis et la pourriture racinaire chez les plantes adultes au début de la saison de croissance. Dans le but de déterminer l’identité des espèces de Pythium infectant le soja cultivé sous conditions locales, des échantillons de sols furent prélevés en Ontario en 2010, 2011 et 2012, dans des champs de soja où des symptômes de fonte des semis ou de pourriture racinaire étaient visibles. Les espèces de Pythium spp. furent isolées des échantillons de sol à l’aide d’une technique d’appâtage avec des semences et de l’utilisation de milieux sélectifs. L’amplification par PCR et le séquençage de la région intercalaire transcrite de l’ADN ribosomal nucléaire ont permis l’identification de six espèces différentes de Pythium (à partir d’un total de 104 souches). P. ultimum var. ultimum (56.7%) et P. sylvaticum (29.8%) furent les espèces les plus fréquemment isolées durant le total de trois années d’échantillonage. Les espèces P. dissotocum (6.7%), P. ultimum var. sporangiiferum (3.8%), P. irregulare (1.9%), and P. hypogynum (1.0%) étaient aussi représentées.

Keywords:

• damping-off
• DNA barcoding
• Pythium spp., root rot
• soybean [Glycine max]
• soilborne pathogens

Mots clés:

• Pythium spp
• soja [Glycine max]
• code barre génétique
• pourriture racinaire
• fonte des semis
• agents pathogènes telluriques

Acknowledgements

The authors would like to thank J. Chapados (ECORC, AAFC, Ottawa) for her help with the sequencing reactions, and A. Nagasawa and Z. R. Djama (ECORC, AAFC, Ottawa) for technical assistance. This work was supported by the Ontario Soybean Growers (now part of Grain Farmers of Ontario) [S2012ID01] and the Manitoba Pulse Growers Association Inc.