Characterization of Ralstonia solanacearum species complex strains causing bacterial wilt of tomato in Louisiana, USA

Abstract

A baseline for genetic diversity of Ralstonia solanacearum species complex (RSSC) causing bacterial wilt of field and greenhouse grown Solanum lycopersicum (tomato) in Louisiana was established based on biovar, phylotype and phylogenetic analysis of the egl gene sequence. RSCC strains were characterized as Biovars 1, 3 and 6 and belonged to phylotypes I and II. Phylotypes were subdivided into sequevars based on differences in the nucleotide sequence of the egl gene. Phylotype II strains clustered with closely related North American strains in sequevar 7 and phylotype I strains clustered with Asian strains in sequevar 14. All three RSCC strains isolated from greenhouse grown tomato were phylotype II sequevar 7 and were identical to strain AW1 from tomato in Alabama (AL). While all RSCC strains were pathogenic on tomato ‘Roma’, only six induced a hypersensitive reponse (HR) on Nicotiana tabacum. Four of the HR positive strains were also pathogenic on pepper ‘Yolo Wonder’. This is the first study to characterize RSSC strains causing bacterial wilt of tomato in Louisiana and confirms that strains originating from Asia are present in North America. Genetic characterization of RSCC strains currently present in Louisiana is the first step towards the development of strain-specific management practices, including the identification of strain-specific host resistance.

Résumé

Une base de référence, en ce qui a trait à la diversité génétique du complexe d’espèces Ralstonia solanacearum (CERs) causant la flétrissure bactérienne chez la tomate cultivée en champ et en serre en Louisiane, a été établie en se basant sur le biovar, le phylotype et l’analyse phylogénétique de la séquence du gène egl. Les souches de CERs ont été caractérisées en tant que Biovars 1, 3 et 6 appartenant aux phylotypes I et II. En se basant sur les différences qui existent dans la séquence de nucléotides du gène egl, les phylotypes ont été divisés en séquevars. Les souches du phylotype II se sont groupées avec les souches nord-américaines étroitement apparentées dans le séquevar 7, et les souches du phylotype I se sont groupées avec les souches asiatiques dans le séquevar 14. Les trois souches de CERs isolées à partir de tomates cultivées en serre étaient du phylotype II séquevar 7, et étaient identiques à la souche AW1 de la tomate cultivée en Alabama. Tandis que toutes les souches de CERs étaient pathogènes à l’égard de la tomate ‘Roma’, seulement six ont induit une réaction d’hypersensibilité (RH) chez Nicotiana tabacum. Quatre des souches provoquant une RH étaient également pathogènes à l’égard du poivron ‘Yolo Wonder’. Cette étude est la première à caractériser les souches de CERs causant la flétrissure bactérienne de la tomate en Louisiane et confirme que des souches issues d’Asie sont établies en Amérique du Nord. La caractérisation génétique des souches de CERs actuellement établies en Louisiane est la première étape qui concoure à développer des stratégies de gestion propres à ces souches, y compris la détermination de la résistance de l’hôte spécifique de la souche.

Keywords:

• biovar
• Louisiana
• phylotype
• Ralstonia solanacearum
• RSCC
• sequevar
• tomato

Mots clés:

• biovar
• CERs
• Lousiane
• phylotype
• Ralstonia solanacearum
• séquevar
• tomate

Acknowledgements

We thank C. Allen, University of Wisconsin, Madison for kindly providing DNA of representative phylotype and biovar 3 race 2 strains.

Additional information

Funding

This research was supported by Louisiana State University (LSU) and LSU AgCenter (Baton Rouge, LA, USA).