Diaporthe species associated with symptomatic and asymptomatic infection of soybean stems in Minnesota: identity, virulence, and growth characteristics

Abstract

Stem diseases of soybean with symptoms typical of infection by Diaporthe spp. are common in the Northern USA. Information is limited, however, on the characteristics of the associated pathogens. This study determined the identity and characteristics of Diaporthe spp. associated with symptomatic and asymptomatic soybean stems across diverse environments in Minnesota. Plants with symptoms of stem canker, pod and stem blight, and plant dieback, as well as asymptomatic plants, were sampled. Agar-based media and PCR assays were used to isolate and detect Diaporthe spp. from stems. The isolates were identified to species based on DNA sequencing and morphology. Diaporthe spp. were common in symptomatic and asymptomatic plants across all environments. Three species were detected: D. longicolla, D. caulivora, and D. cucurbitae. Diaporthe longicolla was the most widespread in distribution. Diaporthe cucurbitae was isolated from symptomatic soybean and confirmed to be a soybean pathogen for the first time. Only D. longicolla was detected in asymptomatic plants. While all isolates were pathogenic to soybean, virulence differed among isolates, and cultivars differed in susceptibility. Temperatures of 25°C and 32°C differentially influenced the growth of D. longicolla and D. caulivora. All isolates were sensitive to pyraclostrobin and tebuconazol. The results advance our understanding of the Diaporthe species associated with different soybean stem diseases, as well as their characteristics and management.

Résumé: Les maladies de la tige du soya affichant des symptômes typiques de l’infection causée par Diaporthe spp. sont courantes dans le Nord-Est américain. Toutefois, il y a peu d’information sur les caractéristiques des agents pathogènes qui leur sont associés. Cette étude a établi l’identité et les caractéristiques des Diaporthe spp. associés aux tiges de soya symptomatiques et asymptomatiques dans divers environnements au Minnesota. Les plants présentant des symptômes de chancre de la tige, de brûlure phomopsienne et de dépérissement ainsi que des plants asymptomatiques ont été échantillonnés. Des milieux gélosés et des épreuves par PCR ont été utilisés pour isoler et détecter Diaporthe spp. sur les tiges. Les isolats ont été identifiés à l’espèce en se basant sur le séquençage de l’ADN et la morphologie. Diaporthe spp. étaient courants chez les plants symptomatiques et asymptomatiques, et ce, dans tous les environnements. Trois espèces ont été détectées: D. longicolla, D. caulivora et D. cucurbitae. Diaporthe longicolla était le plus largement disséminé. Diaporthe cucurbitae a été isolé de plants de soya symptomatiques et confirmé en tant qu’agent pathogène du soya pour la première fois. Seul D. longicolla a été détecté chez des plants asymptomatiques. Tandis que tous les isolats étaient pathogènes pour le soya, la virulence variait chez ces derniers et les cultivars ont réagi diversement quant à leur susceptibilité à leur égard. Des températures de 25°C et de 32°C ont influencé différemment la croissance de D. longicolla et de D. caulivora. Tous les isolats étaient sensibles à la pyraclostrobine et au tébuconazole. Les résultats font progresser notre compréhension des espèces de Diaporthe associées aux différentes maladies de la tige du soya de même que de leurs caractéristiques et de leur gestion.

Keywords:

• blight
• canker
• Diaporthe caulivora
• Diaporthe cucurbitae
• Diaporthe longicolla
• Phomopsis

Mots clés:

• pourriture
• chancre
• Diaporthe caulivora
• Diaporthe longicolla
• Diaporthe cucurbitae
• Phomopsis

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).

Supplementary material

Supplemental data for this article can be accessed online here: https://doi.org/10.1080/07060661.2022.2077450

Additional information

Funding

This work was supported by the Minnesota Soybean Research and Promotion Council (project #00030443) and the University of Minnesota Agricultural Experiment Station.