Diversity in virulence and metalaxyl-m sensitivity of Phytophthora rubi isolates has implications for raspberry root rot and wilting complex management

Abstract

Raspberry root rot and wilting complex (RRWC), primarily caused by Phytophthora rubi, is the most important disease for raspberry producers in Canada. There is currently little to no information on phenotypic diversity or sensitivity to metalaxyl-m of P. rubi isolates affecting raspberries in Canada. This study was conducted to understand the diversity in virulence and sensitivity to metalaxyl-m of P. rubi populations collected from diverse raspberry cultivars, fields, and locations during 2018–2020. All isolates of P. rubi (n = 24) were pathogenic on ‘Chemainus’ raspberry and showed significant variation (P < 0.05) in days to first foliar symptom development (DFSD) and progress in wilting index, as indicated by relative areas under disease progress curves (rAUDPC). Principal component analyses identified that root rot index, rAUDPC, DFSD, and percentage reduction in root length and weight were important variables in assessing pathogen virulence. Metalaxyl-m sensitivity was assessed using a radial growth assay and effective concentrations that inhibited 50% of mycelial growth (EC₅₀) were determined for 44 isolates. The EC₅₀ values ranged from 0.035–4.71 µg mL⁻¹ with a mean value of 0.793 µg mL⁻¹. About 61% of the isolates were very sensitive (EC₅₀ values <0.20 µg mL⁻¹), 25% of isolates were considered sensitive (EC₅₀ values of 0.21–1.18 µg mL⁻¹), and 14% of isolates showed reduced sensitivity to metalaxyl-m (EC₅₀ value range of 1.19–4.71 µg mL⁻¹). Knowledge of pathogen phenotypic diversity will be useful for raspberry breeders in screening genotypes against RRWC and the results of the fungicide sensitivity study will be useful in developing management strategies for RRWC.

Résumé

Le complexe pourridié/flétrissement du framboisier (CPFF), causé principalement par Phytophthora rubi, est la plus importante maladie pour les producteurs de framboises au Canada. Il y a actuellement peu ou pas d’information sur la diversité phénotypique ou la sensibilité au métalaxyl-m des isolats de P. rubi touchant les framboisiers au Canada. Cette étude a été menée afin de comprendre la diversité de virulence et la sensibilité des populations de P. rubi au métalaxyl-m collectées chez divers cultivars ainsi que dans différents champs et à différents sites de 2018 à 2020. Tous les isolats de P. rubi (n = 24) étaient pathogènes à l’égard du cultivar ‘Chemainus’ et affichaient des variations significatives (P < 0,05) quant au nombre de jours relatifs au développement des premiers symptômes foliaires (DPSF) et à la progression de l’indice de flétrissement, comme indiqué par les surfaces relatives sous la courbe de progression de la maladie (SrSCPM). Les analyses en composantes principales ont indiqué que l’indice du pourridié, les SrSCPM, le DPSF et le taux de réduction de la longueur et du poids des racines étaient d’importantes variables quant à l’évaluation de la virulence de l’agent pathogène. La sensibilité au métalaxyl-m a été évaluée selon un test de croissance radiale, et les concentrations efficaces qui inhibaient la croissance du mycélium de 50% (CE₅₀) ont été établies pour 44 isolats. Les valeurs de CE₅₀ variaient de 0,035–4,71 µg mL⁻¹ pour une valeur moyenne de 0,793 µg mL⁻¹. Environ 61% des isolats étaient très sensibles (valeurs de CE₅₀ <0,20 µg mL⁻¹), 25% des isolats étaient considérés comme sensibles (valeurs de CE₅₀ de 0,21–1,18 µg mL⁻¹) et 14% des isolats affichaient une sensibilité réduite au métalaxyl-m (gamme de valeurs de CE₅₀ de 1,19–4,71 µg mL⁻¹). La connaissance de la diversité phénotypique de l’agent pathogène sera utile aux sélectionneurs de framboisiers quant au criblage des génotypes contre le CPFF, et les résultats de l’étude sur la sensibilité aux fongicides serviront à développer des stratégies de gestion du CPFF.

Keywords:

• metalaxyl-m
• Phytophthora rubi
• raspberry
• root rot and wilting complex
• virulence

Mots clés:

• Métalaxyl-m
• Phytophthora rubi
• framboisier
• complexe pourridié/flétrissement
• virulence

Acknowledgements

We thank Taysia Nikaido Landry, Brigit Christie, Amy Novinscak, Emily Betz, and the greenhouse staffs at Agassiz Research and Development Center for providing technical assistance. We also thank Syngenta Crop Protection, Canada for providing technical grade metalaxyl-m. We thank the Storkan-Hanes-McCaslin research foundation for providing research award support to Sanjib Sapkota.

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/10.1080/07060661.2023.2175912

Additional information

Funding

We thank the Canadian Agricultural Partnership (CAP) AgriScience Program and the Raspberry Industry Development Council for funding support (CAP– AgriScience Project No. ASP-007).