Temperature requirements for germination, germ tube growth and appressorium formation of urediospores of Hemileia vastatrix

Abstract

Requirements for germination, germ tube growth and appressorium formation of urediospores ofHemileia vastatrix, the causal organism of coffee leaf rust, were investigated by applying treatments with constant temperatures, ranging from 10 to 31°C, and with variable temperatures. Observations were made after 4, 6, 8 and 24 h of incubation of the spores in distilled water on glass slides. The lower and upper limits for germination were estimated to be 13 and about 30°C, respectively. Germination was quickest at 22 to 28°C, whereas appressoria formed more rapidly at 13 to 16°C. After 24 h of incubation, a broad optimum, from 16 to 28°C, was observed for germinationn and total appressorium formation. The shape of the appressoria was torpedo-like or roundish at 13 to 19°C, whereas at higher temperatures their shape was predominantly irregular. Germ tube length increased linearly with time, with an optimum at 19 to 22°C. The degree of branching of the germ tube was positively correlated with germ tube length. Germination percentage and appressorium formation were higher on leaf disks than on glass slides. With variable temperatures, significant correlation were found between temperature sum and percentage of germination, appressorium formation and germ tube length.

The results show that germination and appressorium formation can occur at lower temperatures than reported in literature. Penetration byH. vastatrix seems te be realized most rapidly in nature, if, after wetting of the spores, a decline in temperature occurs from initially ca. 23 to 17°C within a few hours. Such conditions prevail during evening and early night in many areas where Arabica coffee is grown.

Samenvatting

De temperatuurbehoeften voor kieming en appressoriumvorming van uredosporen vanHemileia vastatrix werden onderzocht door incubatie bij constante temperaturen, 10 tot 31°C, en variabele temperaturen. Waarnemingen werden gedaan na 4, 6, 8 en 24 uur incubatie van de sporen in gedestilleerd water op glasplaatjes. De onder- en bovengrens voor kieming bleek bij 13 en ca 30°C te liggen. De kieming kwam het snelst op gang bij 22 tot 28°C en de appressoriumvorming bij 13 tot 16°C. Na 24 uur incubatie werd een breed optimum waargenomen van 16 tot 28°C voor het kiempercentage en het totale aantal appressoria. De vorm van de appressoria was torpedoachtig of rond bij 13 tot 19°C, terwijl bij hogere temperaturen de vorm meestal onregelmatig was. De lengte van de kiembuis nam vrijwel rechtlijnig toe met de tijd, met een optimum van 19 tot 22°C. De vertakkingsgraad van de kiembuizen was positief gecorreleerd met de kiembuislengte.

Kieming en appressoriumvorming verliepen beter op de bladschijven dan op glasplaatjes. Bij de behandelingen met variabele temperaturen werden significante correlaties waargenomen tussen de temperatuursom en de kiembuislengte en ook tussen de temperatuursom en het kiem- en appressoriumpercentage.

De resultaten tonen aan dat kieming en vooral appressoriumvorming bij lagere temperaturen kan plaatsvinden dan verondersteld in de literatuur. Ze suggereren dat penetratie vanH. vastatrix het snelst gerealiseerd kan worden in de natuur als, na bevochtiging van de sporen, een temperatuurdaling plaatsvindt van aanvankeljk ca. 23 naar ca. 17°C binnen een paar uur. Deze conditie komt veelvuldig voor in de namiddag en het begin van de nacht in vele gebieden waar Arabica-koffie wordt verbouwd.