![Sample our Environment & Agriculture journals, sign in here to start your access, latest two full volumes FREE to you for 14 days]({"type":"image" , "src" : "/sda/5934/TOC-Subject-Sample-2021-Environment-Agriculture.jpg"})
Abstract
Crown rust, caused by Puccinia coronata var. avenae f. sp. avenae (Urban & Marková) (Pca), is an economically significant problem in oat in Canada. The growing of crown rust resistant oat cultivars has been an important management practice. The development of oat cultivars with effective resistance requires knowledge of the virulence genes present in the pathogen population. This study’s objective was to determine the presence and frequency of virulence to 24 oat lines with single Pc genes in isolates of Pca collected in Canada during 2010 to 2015. A total of 692 distinct races were identified, of which 603 were from the eastern Prairie region (EPR) and 89 from eastern Canada. None of the 24 Pc resistance genes studied was effective against all of the Pca isolates from the EPR. The frequency of virulence increased on 15 of the Pc differential lines in the EPR between 2010 and 2015, with the most dramatic increase from 0% to 67% being to Pc91. The most effective resistance genes were Pc94, Pc50, Pc96, Pc97, Pc98 and Pc101. Virulence to Pc58, Pc94, Pc98 and Pc101 was not observed in Pca isolates from eastern Canada. The race structure of the Pca population in Canada was highly variable, with more than 80% of the races identified each year represented by one Pca isolate. The race structure of the Pca populations in eastern Canada and the EPR were distinct, as 80% of the races identified from Pca isolates collected in eastern Canada were not detected in the EPR. The results of this study indicate that the Pca populations in the EPR and eastern Canada continue to evolve in their virulence dynamics, creating a challenge to breed oat lines with effective and stable resistance.
Résumé
La rouille couronnée, causée par Puccinia coronata var. avenae f. sp. avenae (Urban & Marková) (Pca), constitue un problème économique important en ce qui a trait à la production d’avoine au Canada. L’utilisation de cultivars d’avoine résistants à la rouille couronnée est le mode de gestion de la maladie privilégié. Le développement de cultivars d’avoine offrant une résistance efficace requiert de connaître les gènes de virulence présents dans la population d’agents pathogènes. Le but de cette étude était de déterminer l’occurrence et la fréquence de la virulence à l’égard de 24 lignées d’avoine possédant des gènes individuels de Pc dans des isolats de Pca collectés au Canada de 2010 à 2015. En tout, 692 races distinctes ont été identifiées, parmi lesquelles 603 provenaient de la portion est des Prairies (PEP) et 89 de l’est du Canada. Aucun des 24 gènes de résistance de Pc étudiés n’a été efficace contre tous les isolats de Pca issus de la PEP. La fréquence de virulence s’est accrue chez 15 des lignées différentielles de Pc dans la PEP de 2010 à 2015, Pc91 affichant l’accroissement le plus spectaculaire, soit de 0% à 67%. Les gènes de résistance les plus efficaces étaient Pc94, Pc50, Pc96, Pc97, Pc98 et Pc101. La virulence à l’égard de Pc58, Pc94, Pc98 et Pc101 n’a pas été observée chez les isolats de Pca de l’est du Canada. La structure de race de la population de Pca au Canada variait énormément avec plus de 80% des races identifiées chaque année représentées par un isolat de Pca. La structure de race des populations de Pca de l’est du Canada et de celle de la PEP étaient distinctes, puisque 80% des races identifiées à partir d’isolats de Pca collectés dans l’est du Canada n’ont pas été détectées dans la PEP. Les résultats de cette étude indiquent que les populations de Pca de la PEP et de l’est du Canada continuent d’évoluer selon leur propre dynamique de virulence, ce qui pose un défi quant à la sélection de lignées d’avoine à la résistance stable et efficace.
Acknowledgements
We would like to thank all the cooperators who submitted crown rust infected leaves for analysis.