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Abstract
Ergot of cereals, caused by Claviceps purpurea, results in yield loss and downgrading of infested grain because of toxic alkaloids in the sclerotia. Resistant wheat genotypes are known, but their effectiveness against different C. purpurea isolates over geographic regions has not been studied. The objective of this study was to examine the pathogenic variability among isolates of C. purpurea on wheat lines differing in resistance. Under controlled environmental conditions, 41 single spore isolates of C. purpurea were obtained from Canadian and UK collections and inoculated onto a set of wheat genotypes composed of durum wheat lines ‘Melita’, ‘Kyle’ and 9260B-173A, and hexaploid spring wheat lines ‘Cadillac’, ‘Vista’, ‘Kenya Farmer’, ‘Lee’ and HY630. Honeydew production and weight of sclerotia produced per spike were assessed. There were significant differences among the wheat genotypes for overall reactions to the pathogen isolates, and among pathogen isolates for geographic origin and host origin. Twenty virulence phenotypes were identified using the honeydew production data, and 23 virulence phenotypes identified using the sclerotial weight data from the 41 isolates. The existence of different virulence phenotypes indicates that variability in virulence exists in populations of C. purpurea, and knowledge of virulence phenotypes is necessary to effectively breed for resistant commercial lines.
Résumé
L’ergot des céréales, causé par Claviceps purpurea, engendre des pertes de rendement et la dégradation du grain infesté à cause des alcaloïdes toxiques contenus dans les sclérotes. Il existe des génotypes de blé résistants, mais leur efficacité contre divers isolats de C. purpurea dans différentes régions n’a pas été étudiée. Le but de cette étude était d’examiner la variabilité pathogénique d’isolats de C. purpurea dans des lignées de blé de résistance différente. Dans des conditions environnementales contrôlées, 41 isolats à pore unique de C. purpurea ont été obtenus de collections provenant du Canada et du Royaume-Uni et inoculés à un ensemble de génotypes de blé composé des lignées de blé dur ‘Melita’, ‘Kyle’ et 9260B-173A, ainsi que des lignées hexaploïdes de blé de printemps ‘Cadillac’, ‘Vista’, ‘Kenya Farmer’, ‘Lee’ et HY630. La production de miellat et le poids des sclérotes produits par épi ont été évalués. Il y a eu des différences significatives chez les génotypes de blé quant à l’ensemble des réactions aux isolats de l’agent pathogène ainsi que chez les isolats des agents pathogènes quant à l’origine géographique et l’origine de l’hôte. En se basant sur les données fournies par les 41 isolats, 20 phénotypes de virulences ont été identifiés en utilisant les données relatives à la production de miellat et 23 l’ont été en fonction de celles relatives au poids des sclérotes. L’existence de différents phénotypes de virulence fait état de la variabilité de la virulence dans les populations de C. purpurea et suggère que la connaissance des phénotypes de virulence est essentielle à une sélection efficace de lignées commerciales résistantes.
Acknowledgements
Funding from the Canadian Seed Growers’ Association, the Biotechnology and Biological Sciences Research Council, UK, and AAFC’s Growing Forward 2 for a research network on emerging mycotoxins, and critical review of a manuscript draft by Dr Robert Conner, are gratefully acknowledged. Technical support was provided by C. Saramaga, Z. Popovic, R. Dueck, J. Gruenke, A. Stern, S. Thomson and T. Dykstra.