Variation for the degree of susceptibility to the potato cyst nematode (Globodera pallida) withinSolanum tuberosum ssp.tuberosum

Summary

Many cultivars of theSolanum tuberosum ssp.tuberosum group were investigated in a number of studies for their susceptibility toGlobodera pallida. Phenotypic and genotypic variation for this character is reported in material previously regarded as uniformly susceptible. The implications of these results are discussed in relation to potato breeding policy and nematological studies.

Zusammenfassung

Über Unterschiede in der Vermehrung des Kartoffelzystennematoden auf anfälligen Kartoffelsorten wurde schon früher kurz berichtet. Versuche, die im Scottish Crop Research Institute durchgeführt wurden und Ergebnisse aus Prüfungen von Zuchtmaterial haben ergeben dass im Hinblick auf die Resistenz gegen den Kartoffelzystennematoden phänotypische und genotypische Unterschiede zwischen den Klonen bestehen. Hier wird über Untersuchungen repräsentativer Sorten derSolanum tuberosum ssp.tuberosum Gruppe in bezug auf Variationen ihrer Anfälligkeit gegenGlobodera pallida berichtet.

Tabelle 1 zeigt eine Reihe von allgemein als anfällig geltenden Kartoffelsorten, die mitG. pallida (Pa 2/3) geprüft wurden. Es wird über fünf Versuche berichtet; in den ersten drei (1A, 1B und 1C) wird die Resistenz von Klonen die aus Knollen aufgewachsen waren, erfasst und in den anderen zwei Versuchen (2A und 2B) die Resistenz von Sämlingen die aus Kreuzungen mit anfälligen Sorten stammen.

Im versuch 1A (1978) wurden Augenstecklinge von 9 Sorten in 8 Wiederholungen im Gewächshaus ausgepflanzt. Der Kompost John Innes Nr. 2 wurde mit 40 Eiern/g vonG. pallida (Pa 2/3) inokuliert. Nach 11 Wochen wurden die Zysten ausgezählt und als Prozent der Zysten auf Pentland Crown (% Anfälligkeit) ausgedrückt (siehe Tabelle 1, erste Reihe und statistische Verrechnung in Tabelle 2a) Im Versuch 1B (1982) wurden 25 Sorten in fünf Wiederholungen in geschlossenen Behältern mit 4 verschiedenen Inokulumdichten geprüft: 1500, 2000, 2500 und 3000 Eier Behälter. Sieben Wochen später wurden die Zysten gezählt und als % Anfälligkeit, basierend auf den durchschnittlichen Zystenzahlen der 4 Inokulumdichten (Tab. 1, statistische Verrechnung in Tabelle 2b) ausgedrückt. Im Versuch 1 C (1983) wurden 22 Sorten bei einer Inokulumdichte von 3500 Eiern/Behälter geprüft. Die Ergebnisse zeigt Tabelle 1 und die Statistik Tabelle 2c.

In Tabelle 1 sind die Sorten in absteigender Reihenfolge angegeben, beginnend mit P. Javelin, die die höchste Zystenzahl aufwies.

Fünf der in Tabelle 1 angegebenen 36 Sorten wurden in allen drei Prüfungen verwendet: P. Javelin, Désirée, M. Piper, Croft und P. Crown. Tabelle 3 zeigt die Varianzanalyse der fünf Sorten und für drei Jahre.

Die in den Tabellen 2a, 2b und 2c aufgeführten Analysen zeigen dass signifikante Unterschiede (P<0,001) im Hinblick auf die Zystenbildung zwischen den Sorten bestehen. Die Analyse in Tabelle 3 veranschaulicht dass die signifikanten Unterschiede in bezug auf die Zahl der gebildeten Zysten auf die Haupteinflüsse (Jahre, Sorten) zurükzuführen ist.

Im ersten Sämlingstest (2A) wurde die Resistenz von Nachkommenschaften eines North Carolina 2-Kreuzungsprogrammes untersucht, bei dem elf gegenG. pallida resistente Klone mit sieben anfälligen gekreuzt wurden. Tabelle 4 zeigt die durchschnittlichen Zystenzahlen für die Nachkommenschaften der anfälligen Sorten und in Tabelle 5 ist die statistische Verrechnung aufgeführt. Die Verteilung des allgemeinen Kombinationsfähigkeitseffektes (Tab. 5) zeigt dass die anfälligen Eltern regelmässig, aber mit unterschiedlichem Ausmass zum generellen, inherenten Resistenzgrad gegen Kartoffelzystennematoden in der Nachkommenschaft beitragen.

Im zweiten Sämlingstest (2B) wurde die Resistenz gegenG. pallida in 4 Nachkommenschaften anfälliger Eltern untersucht. Diese wurden in 5×5×4,5 cm Plastiktöpfen ‘Plant Pak’ in John Innes Nr. 2 Kompost, inokuliert mit 40 Eiern/g vonG. pallida, untersucht. 24 Einzelsämlinge wurden in jedem von 4 Blöcken randomisiert, Abb. 1 gibt die nach neun Wochen ausgezählten sichtbaren Zystenzahlen wieder. Das zeigt dass in den 4 Nachkommenschaften eine Abstufung der Anfälligkeit vorhanden ist.

Die Ergebnisse der fünf Versuche zeigen dass zwischen den ursprünglich als anfällig angesehenen Sorten Unterschiede im Ausmass der Zystenproduktion bestehen. Diese Unterschiede stellen sowohl phänotypische als auch genotypische Variationen dar, die vorher beiSolanum tuberosum ssp.tuberosum nicht deutlich aufgezeigt waren. Diese Unterschiede können auf verschiedenen Faktoren des Phänotyps, ausser dem Resistenzmechanismus an sich, beruhen; im Zusammenhang mit einem Züchtungsprogramm ist aber am wichtigsten dass sie eine vererbbare Komponente haben, die zur Beschleunigung der phänotypischen Ausprägung der Resistenz beitragen kann.

Résumé

Les variations de taux de multiplication des nématodes à kyste de la pomme de terre pour des variétés sensibles ont déjà été brièvement relatées. Des essais conduits au Scottish Crop Research Institute et les données de tests de routine dans le programme de sélection montrent que des différences phénotypiques et génotypiques existent entre clones, en ce qui concerne la résistance du nématode à kyste. Les études présentées concernent les variétés représentatives du groupeSolanum tuberosum ssp.tuberosum pour leur variation de sensibilité auGlobodera pallida.

Des variétés généralement connues pour leur sensibilité auG. pallida (Pa2/3) sont expérimentées et mentionnées dans le tableau 1. Cinq essais sont réalisés. Les 3 premiers (1A, 1B et 1C) concernant la résistance des clones à partir des plantes issues de tubercules tandis que les deux autres (2A et 2B) se rapportent à la résistance de descendants issus de plantules provenant de croisements avec des variétés sensibles.

Dans l'essai 1A (1978), des oeilletons de neuf variétés sont plantés en serre, à raison de 8 répétitions par variété. Le compost John Innes No 2 est inoculé avec 40 oeufs/g deG. pallida (Pa2/3). Les comptages de kystes après 11 semaines, exprimés en pourcentage du nombre de kystes sur Pentland Crown (% sensibilité) sont présentés dans la première colonne du tableau 1 et l'analyse statistique figure dans le tableau 2a. L'essai 1B (1982) comporte 25 variétés répétées cinq fois, en containers clos, et inoculées à 4 niveaux: 1500, 2000, 2500 et 3000 oeufs par container. Les comptages de kystes après 7 semaines sont présentés dans le tableau 1 en pourcentage de sensibilité sur la base des comptages moyens de kystes pour les 4 niveaux d'inoculum et l'analyse dans le tableau 2b. L'essai 1 C (1983) comporte 22 variétés, également en containers clos, maís avec un seul niveau d'inoculum: 3500 oeufs par container. Les résultats sont présentés dans le tableau 1 et l'analyse dans le tableau 2c.

Les variétés présentées dans le tableau 1 sont classées par ordre décroissant avec comme première variété P. Javelin, qui produit le plus grand nombre de kystes. Pour les 36 variétés présentées dans le tableau 1, tous les test ont été réalisés sur cinq d'entre elles: P. Javelin, Désirée, M. Piper, Croft et P. Crown. L'arrachage de variance pour les 3 années et les cinq variétés est indiquée dans le tableau 3.

Les analyses dans les tableaux 2a, 2b et 2c démontrent que des différences significatives (P<0,001) existent entre les variétés, quant à la production de kystes. L'analyse dans le tableau 3 montre que la variation significative n'est expliquée que par les facteurs principaux (années et variétés), en ce qui concerne le nombre de kystes.

Le premier test sur plantules met en évidence la résistance de la descendance par un programme de croisement North Carolina-2 entre 11 clônes résistants àG. pallida et 7 variétés sensibles. Un résumé des moyennes des kystes dans la descendance des variétés sensibles est indiqué dans le tableau 4 et l'analyse dans le tableau 5. Le part des effets combinés possibles, dans le tableau 5, montre que les parents sensibles contribuent de façon notable, mais à des degrés différents, aux niveaux de résistance propre au nématode pour chaque descendant.

Le deuxième test sur plantules met en évidence la résistance àG. pallida pour quatre descendants de variétés sensibles. L'étude est faite dans des pots en plastique ‘plant pak’ de 5×5×4,5 cm remplis de compost John Innes No 2 inoculés avec 40 oeufs/g deG. pallida. 24 plantules individuelles sont placées au hasard dans chacun des quatre blocs. Les kistes visibles sont comptés après 9 semaines (figure 1); les résultats indiquent que différents niveaux de sensibilité existent pour les quatre descendants.

Les résultats des cinq expériences démontrent qu'il y a des différences dans les niveaux de production de kystes pour des variétés prealablement classées comme étant d'égale sensibilité. Ces différences représentent des variations à la fois phénotypique et génotypique, au départ non clairement identifiées avecS. tuberosum ssp.tuberosum. Ces différences peuvent provenir de facteurs divers du phénotype autres que les mécanismes de résistance véritables, cependant il est important de considérer ce facteur héréditaire dans un programme de sélection ou il peut être utilisé pour accroître la résistance phénotypique.