The occurrence of cyst nematodes in agricultural fields of Southern Manitoba

Abstract

In southern Manitoba, Canada, a survey was carried out in 2012 and 2013 to determine the presence of Heteroderidae cyst-forming plant-parasitic nematodes, with a focus on the soybean cyst nematode (SCN) (Heterodera glycines). A total of 48 fields having grown soybean were sampled. A modified Fenwick elutriation-flotation technique was used to extract cysts with a 75% cyst recovery efficiency. Cyst population density averaged 0.9 cysts kg⁻¹ soil, with a total of 65 cysts recovered. Preliminary screening of cysts, based on general body shape and vulval cone top structure, showed the presence of cysts belong to circumfenestrate, and ambifenestrate groups of cyst-forming nematodes. Limited morphological data was accessible due to poor quality or insufficient cysts for analysis; however, generated DNA sequences for nuclear rDNA ITS and D2-D3 expansion region of the 28S rRNA were obtained for four samples and matched sequences in GenBank for the cyst nematodes Cactodera milleri, C. torreyanae, C. weissi, C. estonica and unknown Cactodera species. Only one of the ambifenestrate cysts with a cone top structure of Heterodera species yielded DNA for analysis and its identification was ambiguous for soybean cyst nematode (SCN). None of the cysts were positive through SCN diagnostic PCR. Cactodera is not a pest of soybean or other crops in Manitoba. These cyst nematodes are likely to be naturally associated with weeds and grasses in the sampled fields or may be introduced from neighbouring states of the USA. Further annual surveys are needed and recommended in the near future to encompass more soybean fields and corroborate the absence of the pest.

Résumé

Dans le sud du Manitoba, au Canada, une étude a été menée en 2012 et 2013 pour confirmer la présence de nématodes à kystes parasites des plantes de la famille des Heteroderidae, tout en mettant l’accent sur le nématode à kyste du soja (NKS) (Heterodera glycines). En tout, 48 champs dans lesquels du soja avait été cultivé ont été échantillonnés. Une méthode de Fenwick modifiée par élutriation et flottaison, dont l’efficacité de récupération était de 75%, a été utilisée pour extraire les kystes. La densité de la population de kystes était en moyenne de 0,9 kyste/kg de sol, pour un total de 65 kystes récupérés. Le criblage initial des kystes, basé sur la forme générale du corps et la structure du sommet du cône vulvaire, a indiqué la présence de kystes appartenant à des groupes circumfenestrés et ambifenestrés de nématodes à kystes. L’information morphologique limitée découlait de la piètre qualité des kystes ou de leur nombre insuffisant pour l’analyse; toutefois, des séquences d’ADN générées en fonction de l’ITS de l’ADNr nucléique et des segments d’expansion D2-D3 du gène 28S de l’ARNr ont été obtenus à partir de quatre échantillons et séquences correspondantes de la GenBank pour les nématodes kystes Cactodera milleri, C. torreyanae, C. weissi, C. estonica et l’espèce inconnue Cactodera. Un seul des kystes ambifenestrés possédant une structure de sommet de cône d’Heterodera a fourni de l’ADN pour l’analyse, mais son identification en tant que nématode à kyste du soja était ambigüe. Aucun des kystes n’a donné de résultats positifs à la suite du diagnostic par PCR pour détecter le NKS. Cactodera n’est pas un ravageur du soja ni d’aucune autre culture au Manitoba. Il est probable que ces nématodes à kystes soient naturellement associés à des adventices et à des graminées poussant dans les champs échantillonnés ou qu’ils proviennent d’États américains limitrophes. D’autres études annuelles sont nécessaires et recommandées à brève échéance pour englober plus de champs de soja et confirmer l’absence du ravageur.

Keywords:

• Cactodera
• cyst nematodes
• D2-D3 expansion region of the 28S rRNA gene
• Heterodera
• ITS
• PCR
• soybean

Mots clés:

• Cactodera
• Heterodera
• ITS
• nématodes à kyste
• PCR
• segments d’expansion D2-D3 du gène 28S de l’ARNr
• soja

Acknowledgments

The authors thank Professor Dr. Allen Szalanski and Professor Dr. Maurice Moens for assisting with reviewing and scientific editing of the manuscript, which greatly improved it.

Disclosure statement

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