Colonization and confrontation of four Armillaria sinapina isolates to Armillaria ostoyae within inoculated wood blocks and stumps

Abstract

Roots represent a third of terrestrial biomass. After logging, fungal pathogens use stump roots as a food base to survive and this may result in negative impact on aboveground plant production. Mycelial spread determines the fungal volume in the stump, which in turn dictates inoculum potential and spread distance; hence, it is a key disease factor. The current study focuses on the spread and confrontation of two sympatric species of Armillaria with differing virulence. Living cut blocks of Douglas-fir stem were inoculated at opposite ends with a virulent Armillaria ostoyae isolate, or four A. sinapina isolates with low virulence from two biogeoclimatic zones. The inoculum blocks were buried in moist sand, and then the surface area and volume occupied by each was determined. The drier zone A. sinapina isolates colonized 80% of the block surface areas, while the moister zone isolates were about equal with A. ostoyae (42% colonized). Additionally, inoculum blocks of each species were buried against a root and root collar of two living trees, the trees were cut, and the stumps became colonized. One stump had greater A. ostoyae colonization over A. sinapina by 12%, and the other larger stump by 74% because of thicker root collar bark that hindered A. sinapina. All interspecific encounters produced a stalemate. Increased growth potential of A. sinapina in drier zones might enable root colonization before drying. Southern Canada is forecast to become drier and warmer, favouring A. ostoyae over A. sinapina in the currently more productive areas, with an increasing negative impact on aboveground productivity.

Résumé

Les racines représentent le tiers de la biomasse terrestre. Après l’abattage des arbres, les agents pathogènes fongiques utilisent les racines des souches comme source de nourriture pour survivre, et cela peut avoir un effet négatif sur la production végétale épigée. La propagation du mycélium détermine le volume fongique dans la souche qui, à son tour, confère à l’inoculum son potentiel et sa distance de propagation. En conséquence, c’est un facteur déterminant de la maladie. Cette étude traite principalement de la propagation et de la confrontation de deux espèces sympatriques d’Armillaria comportant différents degrés de virulence. Des tronçons vivants de tiges de sapin de Douglas ont été inoculés à leurs extrémités opposées avec un isolat virulent d’Armillaria ostoyae ou quatre isolats d’A. sinapina de faible virulence provenant de deux zones biogéoclimatiques. Les tronçons inoculés ont été enfouis dans du sable humide, puis la surface et le volume occupés par chacun ont été déterminés. Les isolats d’A. sinapina provenant de la zone plus sèche ont colonisé 80% de la surface des tronçons, tandis que les isolats de la zone humide arrivaient à peu près ex æquo avec A. ostoyae (taux de colonization de 42%). De plus, des blocs d’inoculum de chaque espèce ont été enfouis contre une racine et un col racinaire de deux arbres vivants. Puis, après que les arbres ont été coupés, la colonization des souches s’en est suivie. Une souche affichait un taux de colonization plus élevé par A. ostoyae qu’A. sinapina de 12%, et l’autre plus grosse souche, de 74% à cause de l’écorce plus épaisse du col racinaire qui a entravé l’action d’A. sinapina. Toutes les rencontres interspécifiques se sont soldées par une impasse. Un potentiel accru de croissance d’A. sinapina dans des zones plus sèches pourrait permettre la colonization des racines avant qu’elles sèchent. On prévoit que le sud du Canada deviendra plus sec et plus chaud, ce qui sera plus favourable à A. ostoyae qu’à A. sinapina dans les aires actuelles plus productives et accroîtra les effets négatifs à l’égard de la productivité épigée.

Keywords:

• Armillaria ostoyae
• Armillaria sinapina
• competition
• inoculum
• stump colonization

Mots clés:

• Armillaria ostoyae
• Armillaria sinapina
• compétition
• colonization des souches
• inoculum

Acknowledgements

The author gratefully acknowledges Dominique Lejour and Antione Lalumière for their work on fungal culture, digitizing areas and data management. Thanks to Ralph Nevill for the A. sinapina cultures. This work was financially supported by Natural Resources Canada-Canadian Forest Service’s Developing Sustainable Fibre Solutions Research Program.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.