Potato Research

, Volume 27, Issue 4, pp 393–411 | Cite as

Resistance toPhytophthora infestans in tuber-bearing species ofSolanum and its geographical distribution

  • L. J. M. Van Soest
  • Bärbel Schöber
  • M. F. Tazelaar
Article

Summary

During the last 10 years, 1962 accessions in the German-Netherlands Potato Department of the Gene Bank in the FAL Braunschweig-Völkenrode have been evaluated for race non-specific resistance toPhytophthora infestans, by using different tests. A survey of the results shows that, in addition to the well-known sources of late blight resistance from Mexico, there are high levels of field resistance in several interesting species from the Andes. Species with high levels of race non-specific resistance are concentrated in the mexican and Bolivian-Argentinian parts of the centres of diversity of the potato, particularly near the northern and southern tropics. We suggest that some species of Andean origin should be given more attention in breeding for partial resistance.

Additional keywords

non-specific resistance German-Netherlands potato collection field and laboratory test geographic distribution 

Zusammenfassung

Während der letzten 10 jahre wurden 1962 Eingänge, die 1395 Herkünfte von 86 knollentragenden Arten, 34 interspezifischen Hybriden und 11 nicht bestimmten Herkünften umfassten, in der Deutsch-Niederländischen Kartoffelsammlung erhalten und auf ihre unspezifische Resistenz gegenPhytophthora infestans geprüft (Tab. 1). Die mit Hilfe eines Feld-und eines Labortests für einige Herkünfte vonS. tuberosum ssp.andigena eines Sämlingstests gewonnenen Prüfergebnisse werden in der Arbeit dargestellt (Tab. 3 und 5).

Es zeigt sich, dass der Genpool vonS. tuberosum ssp.andigena für Krautfäule hochanfällig ist, aber es gibt je nach der benutzten Testmethode einige Unterschiede (Tab. 4). Es wird vermutet, dass die genannte Kulturart aus Südamerika keine Gene für die Reduktion der Sporulation besitzt.

Zahlreiche Wildarten aus Mexiko und der Andenregion zeigen sowohl im Feld-als auch im Labortest hohe unspezifische Resistenz (Tab. 5 und 6). Es gibt Hinweise, dass einige Arten aus Mexiko, wie. z. B.S. demissum, S. fendleri, S. hjertingii undS. stoloniferum in hohem Mass die Sporulation unterdrücken können. In einer Liste sind 25 Herkünfte, die in der Sammlung erhalten werden, aufgeführt, die eine äusserst hohe unspezifische Resistenz gegenP. infestans aufweisen (Tab. 6). Tab. 7 zeigt die Resistenz von einigen interspezifischen Hybriden einschliesslich einiger künstlicher Hybriden.

Die geographische Verbreitung der Arten mit hoher Resistenz genen Krautfäule macht deutlich, dass diese Arten hauptsächlich in der mexikanischen und bolivianisch-argentinischen Region der Ursprungs-und Verbreitungsgebiete der Kartoffel vorkommen. Die Zentren liegen jeweils am Wendekreis des Krebses und des Steinbocks (Abb. 1).

Es wird gefolgert, dass der PilzP. infestans der die Krautfäule verursacht, in Südamerika schon eine viel längere Periode heimisch war, als verschiedene Autoren berichteten. Einige Gründe werden vorgestellt, die für eine intensivere Nutzung einer Zahl von Wildarten der Andenregion in der Züchtung auf Krautfäuleresistenz sprechen. Es wird die Möglichkeit angedeutet, dass neue Impulse für die Schaffung von Sorten mit bessere Krautfäule-resistenz in der Kombination von Genen für unspezifische Resistenz der zentral- und südamerikanischen Ursprungs-und Verbreitungs-gebieten zu finden sind.

Résumé

Au cours des dix dernières années, 1962 inscriptions comprenant 1395 obtentions issues de 86 espèces tubériferes, 34 hybrides interspécifiques et 11 accessions non identifiées, toutes retenues dans la collection Germano-Néerlandaise de Pommes de terre, ont été évaluées pour leur résistance non spécifique àPhytophthora infestans (tabl. 1). Les tableaux 3 et 5 montrent les résultats obtenus au champ et par test en laboratoire ainsi que par test sur plantules pour certaines obtentions deS. tuberosum ssp.andigena.

L'ensemble des gènes deS. tuberosum ssp.andigena est très sensible au mildiou mais des différences apparaissent selon le test de sélection utilisé (tabl. 4). Ceci laisse supposer que pour cette sous-espèce cultivée d'Amérique du Sud, font défaut des gènes réduisant la sporulation.

Plusieurs espèces sauvages du Mexique et de la région des Andes montrent des hauts niveaux de résistance, tant en plein champ qu'en laboratoire (tabl. 5 et 6). Certaines espèces du Mexique, par exempleS. demissum, S. fendleri, S. hjertingii etS. stoloniferum, peuvent réduire la sporulation de facon notable. Le tableau 5 regroupe 25 inscriptions maintenues dans la collection et présentant de très hauts niveaux de résistance non spécifique àP. infestans. Le tableau 7 donne la résistance de certains hybrides interspécifiques y compris certains hybrides artificiels.

Les espèces à haut niveau de résistance partielle au mildiou prédominent dans les régions du Mexique, de la Bolivie et d'Argentine où les espèces y sont diversifiées, particulièrement près des tropiques du Cancer et du Capricorne (fig. 1).

Il est prouvé queP. infestans à l'état spontané a été trouvé en Amérique du Sud à une date plus avancée que celle suggérée au départ par certains chercheurs. Ceci indique que des espèces sauvages de la région des Andes devraient être utilisées de facon plus intensive dans la sélection sur la résistance au mildiou. Une nouvelle approche pour obtenir des variétés de meilleure résistance au mildiou, serait de combiner des gènes de résistance non spécifique provenant des zones diversifiées d'Amérique centrale et du Sud.

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References

  1. Black, W., 1970. The nature and inheritance of field resistance to late bligth (Phytophthora infestans) in potatoes.American Potato Journal 47: 279–288.Google Scholar
  2. Black, W. & M. E. Gallegly, 1957. Screening ofSolanum species for resistance to physiologic races ofPhytophthora infestans.American Potato Journal 34: 273–281.Google Scholar
  3. Feldman, M., 1983. Gene transfer from wild species into cultivated plants.Genetika 15: 145–161.Google Scholar
  4. Gibson, R. W., 1979. The geographical distribution, inheritance and pestresisting properties of sticky-tipped foliar hairs on potato species.Potato Research 22: 223–236.CrossRefGoogle Scholar
  5. Guzmán, N., 1964. Nature of partial resistance of certain clones of threeSolanum species toPhytophthora infestans.Phytopathology 54: 1398–1404.Google Scholar
  6. Hawkes, J. G., 1963. A revision of the tuber-bearing Solanums. Records Scottish Plant Breeding Station, p. 76–181.Google Scholar
  7. Hawkes, J. G., 1972. Evolution of the cultivated potatoSolanum tuberosum L.Symposia Biologica Hungarica 12: 183–188.Google Scholar
  8. Hawkes, J. G., 1978. Biosystematics of the potato. In: P. M. Harris (Ed.) The potato crop: The scientific basis of improvement. Chapman and Hall, London. Chapter 2, p. 15–19.Google Scholar
  9. Hermsen, J. G. Th. & J. Verdenius, 1971. Wageningen Potato Collection (WAC). Inventory of Seed Stocks. Wageningen 28 pp.Google Scholar
  10. Hermsen, J. G. Th. & M. S. Ramanna, 1973. Double-bridge hybrids ofSolanum bulbocastanum and cultivars ofSolanum tuberosum.Euphytica 22: 457–466.Google Scholar
  11. Hodgson, W. A., 1961. Laboratory testing of the potato for partial resistance toPhytophthora infestans.American Potato Journal 38: 259–264.Google Scholar
  12. Howard, H. W., 1963. Some potato breeding problems. Annual Report Plant Breeding Institute 1961–2: 5–21.Google Scholar
  13. Howard, H. W., 1970. Genetics of the potato. Logos Press, London, 126 pp.Google Scholar
  14. Lapwood, D. H., 1971. Observations on blight (Phytophthora infestans) and resistant potatoes at Toluca, Mexico.Annals of Applied Biology 68: 41–53.Google Scholar
  15. Niederhauser, J. S. & W. R. Mills, 1953. Resistance ofSolanum species toPhytophthora infestans in Mexico.Phytopathology 43: 456–457.Google Scholar
  16. Malcolmson, J. F., 1969. Factors involved in resistance to blight (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary) in potatoes and assessment of resistance using detached leaves.Annals of Applied Biology 64: 461–468.Google Scholar
  17. Ross, R. W. & P. R. Rowe, 1969. Inventory of Tuber-BearingSolanum Species. Bulletin 533. Wisconsin Agricultural Experiment Station, 66 pp. (revised).Google Scholar
  18. Ross, H., 1979. Wild species and primitive cultivars as ancestors of potato varieties. Proceedings Conference Broadening Genetic Base of Crops. Pudoc, Wageningen. p. 237–245.Google Scholar
  19. Rothacker, D., 1968. Sortiment wilder und kultivierter Kartoffelspezies des Instituts für Pflanzenzüchtung Gross-Lüsewitz (G-LKS). Teil 2. Untersuchungsergebnisse. Institut für Pflanzenzüchtung, Gross-Lüsewitz, 233pp.Google Scholar
  20. Rothacker, D., 1969. Zur geographisch-taxonomischen Lokalisierung einer Anzahl züchterisch wertvoller Merkmale und die sich daraus ergebenden Aspekte für die Züchtung. Diss. Universität Rostock, 160 pp.Google Scholar
  21. Rowe, P. R., 1969. Nature, distribution and use of diversity in the tuber-bearingSolanum species.Economic Botany 23: 330–338.Google Scholar
  22. Schöber, B., 1981. Phytoalexine in Wildarten vanSolanum. 8th Triennial Conference of the EAPR (München). Abstracts of Conference Papers. p. 36–37.Google Scholar
  23. Simmonds, N. W. and J. F. Malcolmson 1967. Resistance to late blight inandigena potatoes.European Potato Journal 10: 161–166.Google Scholar
  24. Soest, L. J. M. van & L. Seidewitz, 1981. Evaluation data on tuber-bearingSolanum species. Institut für Pflanzenbau und Pflanzenzüchtung der FAL/Stichting voor Plantenveredeling (SVP), 165 pp.Google Scholar
  25. Soest, L. J. M. van & W. Hondelmann, 1983. Taxonomische und Resistenz-Untersuchungen an Kartoffel-Wildarten und-Primitivformen der deutsch-niederländischen Sammelreise in Bolivien 1980.Landbauforschung Völkenrode 33: 11–23.Google Scholar
  26. Soest, L. J. M. van, J. G. Hawkes & W. Hondelmann, 1983. Potato Collecting Expedition to Bolivia and the Importance of Bolivian Germplasm for Plant Breeding.Zeitschrift für Pflanzenzüchtung 91: 154–168.Google Scholar
  27. Soest, L. J. M. van, 1983. Interspecific hybridization with the allotetraploid tuber-bearingSolanum speciesS. hjertingii andS. fendleri.Genetika 15: 257–268.Google Scholar
  28. Soest, L. J. M. van & B. Schöber, 1983. Non-race specific late blight resistance (Phytophthora infestans) inSolanum hjertingii andS. fendleri and some progenies. Abstract.Potato Research 26: 405.CrossRefGoogle Scholar
  29. Tazelaar, M. F., 1981. The screening ofSolanum species for horizontal resistance against late blight (Phytophthora infestans) and its use for breeding programmes. 8th Triennial Conference of the EAPR (München). Abstract of Conference Papers. p. 34–36.Google Scholar
  30. Toxopeus, H. J., 1964. Treasure-digging for blight resistance in potatoes.Euphytica 13: 206–222.CrossRefGoogle Scholar
  31. Umaerus, V. & M. Stålhammer, 1969. Studies on field resistance toPhytophthora infestans. 3. Screening ofSolanum species for field resistance toP. infestans.Zeitschrift für Pflanzenzüchtung 62: 6–15.Google Scholar
  32. Umaerus, V., 1970. Studies on field resistance toPhytophthora infestans. 5. Mechanisms of resistance and applications to potato breeding.Zeitschrift für Pflanzenzüchtung 63: 1–23.Google Scholar
  33. Umaerus, V., 1973. Background paper for the late blight project planning conference of CIP. Report of the late blight planning conference at Mexico (August 1973). CIP, Lima, Peru. p. 22–36.Google Scholar
  34. Zaag, D. E. van der, 1959. Some observations on breeding for resistance toPhytophthora infestans.European Potato Journal 2: 278–286.Google Scholar

Copyright information

© Kluwer Academic Publishers 1984

Authors and Affiliations

  • L. J. M. Van Soest
    • 1
  • Bärbel Schöber
    • 2
  • M. F. Tazelaar
    • 3
  1. 1.German-Netherlands Potato Department of the Gene Bank in the Federal Research Center for Agriculture Braunschweig-Völkenrode (FALBraunschweig
  2. 2.Institut für Pflanzenschutz in Ackerbau und Grünland der Biologischen Bundesanstalt für Land-und Forstwirtschaft (BBA)Braunschweig
  3. 3.Stichting voor Plantenveredeling (SVPWageningen

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