Bacterial seed tuber decay in irrigated sandy soils of New South Wales

Summary

Breakdown of newly sown seed tubers in semi-arid irrigated sands was shown to be caused byErwinia carotovora var.carotovora andE. chrysanthemi. The soil-borne bacterial population appeared to be more important than seed tuber population in initiating rots in soil. Pectolytic activity of tuber-borne bacteria in an anaerobic environment increased with increasing temperature; there was comparatively little rotting below 25°C. Average percentage weight loss of tubers was approximately seven times greater when they were dip-or puncture-inoculated withE. chrysanthemi than withE. carotovora. Control measures should perhaps be based on protection of the newly planted seed tuber rather than on development of clean seed sources. This is the first report ofE. chrysanthemi caused soft-rotting of potato tubers.

Zusammenfassung

In den beregneten Gebieten im Südwesten von New South Wales (N.S.W.) wird die Pflanzendichte der Herbstpflanzung im Durchschnitt um 25% durch eine bakterielle Fäule der gepflanzten Saatknollen kurz nach der Pflanzung reduziert. Wurden oberflächensterilisierte ganze Knollen, mit und ohne angestochenen Lentizellen, in unbehandelte Erde gepflanzt, so entwickelten sich nach 5 Tagen in 95% bzw. 81% Nassfäuleläsionen (Tabelle 2). Wurden nicht sterilisierte Knollen in gedämpfte Erde gepflanzt, so entwickelten sich nur 10% bzw. 12% Nassfäuleläsionen. Die Population pektolytischer Bakterien im Boden scheint beim Zerfall der Saatknollen bedeutender zu sein als die Bakterien der Knollenoberfläche. Wurden Knollen in feuchtes Filterpapier und Plastikfolie eingepackt, um eine anaerobe Umgebung zu schaffen, stieg die Entwicklungsrate der Nassfäuleläsionen mit steigender Temperatur schnell an (Tabelle 3). Unter 25°C zeigte sich nur eine geringe Fäuleentwicklung. Anaerobiosis entwickelte sich unter diesen Bedingungen schneller, weil die Diffusionsrate von Sauerstoff durch die Plastikfolie viel geringer war als durch Sand, was für die schnellere Entwicklung der Nassfäuleläsionen als im gedämpften Sand verantwortlich war.

Die in diesen Versuchen isolierten Bakterien gehörten zu der GruppeErwinia carotovora. Neun Isolate wurden alsE. chrysanthemi identifiziert, vier alsE. carotovora var.carotovora und einige nur alsErwinia spp. (für die diagnostischen Merkmale siehe Tabelle 1).E. carotovora var.atroseptica wurde nicht isoliert und es wird angenommen, dass die hohen Bodentemperaturen für die Seltenheit der Schwarzbeinigkeitssymptome in der Sommerpflanzung verantwortlich sind. Bei 33°C war die pektolytische Aktivität vonE. chrysanthemi in Knollen, die durch Tauchen und durch Anstechen inokuliert waren, beträchtlich höher als die vonE. carotovora. Tabelle 4 zeigt, dass der durchschnittliche prozentuelle Gewichtsverlust in beiden Behandlungen mitE. chrysanthemi ungefähr siebenmal höher war als mitE. carotovora. Dies ist der erste Bericht über Nassfäuleläsionen verursacht durchE. chrysanthemi.

Die Krankheitsäthiologie unterscheidet sich im Inland von N.S.W. von der der nördlichen Hemisphäre durch die hohen Bodentemperaturen und durch die Bedeutung des bodenbürtigen Inokulums. Die Entwicklung einer Bekämpfung sollte vielleicht mehr auf einem Schutz der gepflanzten Saatknollen vor den bodenbürtigen pektolytischen Bakterien beruhen als auf einer Produktion und Erhaltung gesunden Pflanzgutes.

Résumé

Au Sud-Ouest des zones irriguées situées en Nouvelle Galles du Sud (N.S.W.), la densité des plants, pour les cultures d’automne, est réduite en moyenne de 25% à la suite de pourritures bactériennes apparaissant juste après la plantation. Après avoir planté dans des sols non traités, des tubercules dont la surface a été entièrement désinfectée et dont les lenticelles ont été ou n’ont pas été perforées (tableau 2), on a respectivement 95% et 81% de tubercules qui présentent des symptômes ou pourritures molles 5 jours après.

On observe respectivement, seulement 10 et 12% de pourritures après a voir planté dans un sol désinfecté à la vapeur, des tubercules non stérilisés.

La population du sol en bactéries pectinolytiques semble être plus importante au niveau de la pourriture du tubercule-mère que celle rencontrée à la surface du tubercule. Après avoir enveloppé des tubercules dans du papier filtre humide et du film plastique afin d’obtenir un environnement anaérobie, le taux de développement des pourritures molles a augmenté rapidement en relation avec l’augmentation de température (tableau 3).

Comparativement, il y a eu un faible développement des pourritures en dessous de 25°C. L’anaérobie s’est développée plus rapidement dans ces conditions car le taux de diffusion de l’oxygène à travers le film plastique est plus faible qu’à travers le sable.

Les bactéries isolées à partir de ces expérimentations appartiennent au groupeErwinia carotovora. Neuf isolements ont été identifiés commeE. chrysanthemi, quatre commeE. carotovora var.carotovora et plusieurs commeErwinia spp. (voir tableau 1 au sujet des caractères de diagnostic).

E. carotovora var.atroseptica n’a pas été isolé, les auteurs pensent que les températures élevées du sol sont responsables du peu de symptômes de jambe noire observées dans les cultures estivales. L’activité pectinolytique à 33°C d’E. chrysanthemi dans des tubercules inoculés, trempés et perforés a été considérablement plus élevée que celle d’E. carotovora. Le tableau 4 montre que le % moyen de perte de poids des tubercules dans les deux traitements est approximativement 7 fois plus élevé avecE. chrysanthemi qu’avecE. carotovora. C’est la première communication concernant le fait qu’E. chrysanthemi cause des pourritures molles sur tubercules de pommes de terre.

L’étiologie de la maladie à l’intérieur de la N.S.W. diffère de celle de l’hémisphère nord à cause des températures du sol élevées et de l’importance de l’inoculum du sol. Les stratégies de lutte pourraient peut-être être basées sur la protection des tubercules-mères nouvellement plantés, vis-à-vis des bactéries pectinolytiques du sol, plutôt que, sur la production et le maintien du plant sain.