The spread ofErwinia carotovora subsp.atroseptica and subsp.carotovora from stem lesions and degenerating seed tubers to progeny tubers in soil

Summary

In 1978 and 1979 field experiments were made in which serologically distinct isolates ofErwinia carotovora subsp.atroseptica and subsp.carotovora were inoculated on different dates into stems or seed tubers. The latter had been removed from emerging plants, inoculated and replaced on different dates. Samples of soil and progeny tubers were taken at intervals after inoculation to monitor spread. Progeny tubers were induced to rot and the bacterium responsible was identified by immunodiffusion tests.

In 1978 no spread of subsp.carotovora from placement tuber lesions to progeny tubers was detected and spread on one occasion only from stem lesions was detected. Spread of subsp.atroseptica was detected from both inoculum sources. In 1979 spread of subsp.carotovora was detected on eight occasions during the season from placement tubers and on twelve from inoculated stems and for subsp.atroseptica on twenty two and nineteen occasions respectively.

Zusammenfassung

Im Jahr 1977 zeigten die Ergebnisse eines kleinen Feldversuches, dass nach Inokulation von Stengeln der Sorte King Edward mitErwinia carotovora subsp.carotovora der Organismus von den Stengelläsionen auf die Tochterknollen übertragen werden konnte. Um diese Beobachtung abzusichern, die Häufigkeit solcher Übertragung zu untersuchen und die relative Bedeutung von Stengelläsionen und verfaulenden Pflanzknollen als Quelle des Inokulums zu bestimmen, werden 1978 und 1979 Versuche mit serologisch identifizierbaren Stämmen der Subspeziescarotovora undatroseptica durchgeführt. 1978 wurden zwei Versuchspaare angelegt und in einem Versuch wurden Pflanzknollen (die vorher von den wachsenden Pflanzen weggenommen wurden), inokuliert mit subsp.atroseptica untergeschoben (siehe Lapwood & Harris, 1977) und Stengel der gleichen Pflanzen der Sorte Pentland Crown durch Injektion von Subsp.carotovora unter die Epidermis inokuliert. Im zweiten Versuch jedes Paares, vom ersten durch vier Leerreihen getrennt, waren die Inokulationsstellen umgekehrt. Die Versuchspaare waren von einander durch sechs Leerreihen getrennt und ein Paar wurde durch Beregnung mit ungefähr 25 mm Wasser zu jedem der drei Termine während der Vegetationsperiode versorgt (17. Juli und 6. September; der für Mitte August geplante Termin entfiel wegen Regen). 1979 wurde nur ein Versuchspaar angelegt, die Beregnung wurde weggelassen. 1978 wurde an drei Terminen inokuliert (Tab. 1) und 1979 an neun (Tab. 2); die Daten der Probenahme sind ebenfalls in den Tabellen angegeben. Bei der Probenahme wurden aus jeder der drei Wiederholungen von jedem Inokulationstermin (und aus den nicht inokulierten Kontrollparzellen) 2 Pflanzen in nebeneinander liegenden Reihen mit einer, des-infizierten Grabgabel aufgenommen. Die in-okulierte (untergeschobene) Knolle wurde entfernt bevor Bodenproben genommen und fünf Tochterknollen jeder Pflanze geerntet wurden. Das die Läsionen enthaltende Stengelgewebe wurde zur Bestimmung und Isolierung von den Pflanzen abgeschnitten. Die Proben einer Parzelle wurden zusammengefasst und Bodenproben auf das Vorhandensein der Subspezies vonE. carotovora geprüft. Bei den Tochterknollen wurde durch Untertauchen in Wasser die Fäule provoziert und der dafür massgebende Erreger durch den von Vruggink & Maas Geesteranus (1975) beschrieben und von Lapwood & Harris (1980) modifizierten Immun-Diffusiontest identifiziert.

Die 1978 mit subsp.carotovora inokulierten Knollen verfaulten sehr schnell, aber das Bakterium konnte weder in den faulenden Tochterknollen noch im die inokulierten Knollen umgebenden Boden gefunden werden, mit Ausnahme am 27. September (inokulier am 29. August) in den beregneten Versuchen. Nach der Inokulation der Stengel konnten die Bakterien schnell aus Stengeln isoliert werden, aus den Tochterknollen aber nur am 14. August (Inokulation am 26. Juli) und niemals aus dem Boden, gleichgültig, ob die Parzellen beregnet waren oder nicht.

Die Ergenisse der Stengel-und Knolleninokulation mit subsp.atroseptica für die nicht beregneten Parzellen sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Das Bakterium wurde mehrmals in Bodenproben aus der Umgebung der inokulierten Knollen gefunden, jedoch niemals im Boden nahe der Tochterknollen, gleichgültig, ob beregnet wurde oder nicht. Es konnte nur am 24. Juli (beregneter Versuch) und am 7. August (nicht beregneter Versuch) in induzierten Fäulen der Tochterknollen identifiziert werden, wobei die inokulierte Pflanzknolle das Inokulum lieferte, aber in vielen Fällen, wenn das Inokulum vom Stengel stammt. Das Muster der Verbreitung (Abb. 1) zeigt, dass das meiste während der nassen, kühlen Witterung Ende Juli und Anfang August geschah.

1979 konnte die Ausbreitung der subsp.carotovora während der Vegetationszeit achtmal von inokulierten Knollen und zwölfmal von inokulierten Stengeln ausgehend beobachtet werden und bei subsp.atroseptica von 22 bzw. 19 (Tabelle 2); Abb. 1 zeigt, die Ergebnisse im Verhältnis zu den Witterungsbedingugen.

Die Ergebnisse zeigen, dass in Stengel inokulierte Bakterien darauffolgend in Tochterknollen wiedergefunden werden können wahrscheinlich durch das Abwaschen und den Transport durch Regen. Stengelläsionen scheinen als Quelle des Inokulums ebenso wichtig zu sein, wie die Pflanzknollen, für subsp.atroseptica in beiden Jahren und für subsp.carotovora 1979. Die Stengelläsionen können für fast die gesamte Wachstumsperiode eine Quelle des Inokulums darstellen, während nassfaule Pflanzknollen, die schnell bis auf einen leeren Stengel reduziert sind, ihr gesamtes Inokulum bald entleert haben können. Zusätzlich wird die Zerfallsrate der Pflanzknolle vielleicht auch durch das Eindringen von Sekundär-Erregern beschleunigt, wodurch sowohl der Gehalt an Inokulum und die Dauer seiner Verfügbarkeit begrenzt wird, Bedingungen, die vielleicht weniger bei den Stengelläsionen auftreten.

Résumé

Les résultats d'une expérimentation au champ, à petite échelle, à Rothamsted en 1977, montraient que lorsqueErwinia carotovora subsp.carotovora était inoculé dans les tiges de la variété King Edward, l'organisme pouvait être transmis à partir des lésions sur tiges, aux tubercules-fils. Pour confirmer cette observation, pour rechercher la fréquence de ce type de propagation et pour déterminer l'importance relative des lésions de tiges et des tubercules de semence pourris comme sources d'inoculum, des expérimentations ont été conduites en 1978 et en 1979 en utilisant une souche identifiée sérologiquement de subsp.carotovora et aussi de subsp.atroseptica. En 1978 deux séries d'expérimentations ont été mises en place et dans la première expérimentation de chaque série, des tubercules de semence (prélevés sur des plantes en culture), inoculés avec subsp.atroseptica ont été introduits (voir Lapwood & Harris, 1977) et les tiges des mêmes plantes de variétés Pentland Crown ont été inoculées avec subsp.carotovora par injection hypodermique. Dans la seconde expérimentation de chaque série, séparée de la première par quatre rangs non plantés, les sites d'inoculation étaient inversés. Les séries d'expérimentations étaient séparées l'une de l'autre par six rangs non plantés et la première série était irriguée par aspersion pour couvrir approximativement un besoin de 25 mm en trois occasions durant la saison (à savoir, 27 Juillet et 6 Septembre; celle prévue à la mi-août n'a pas été appliquée à cause de la pluie). En 1979, seule une série d'expérimentations a été mise en place, l'irrigation ayant été omise. En 1978, il y avait trois date d'inoculation (Tableau 1) et en 1979, neuf (Tableau 2). Les dates d'échantillonnage sont également indiquées dans les tableaux. Pour l'échantillonnage, deux plantes de rangs adjacents sont arrachées avec une bêche désinfectée, à raison de 3 répétitions pour chaque date d'inoculation (et pour les parcelles témoins non inoculées). Le tubercule inoculé était enlevé avant de prendre les échantillons de sol et cinq tubercules fils sur chaque plante. Les tissus de tiges contenant la lésion étaient détachés de la plante pour détermination et isolement. Les échantillons de chaque parcelle étaient groupés. Les sols étaient examinés en ce qui concerne la présence des subsp. d'E. carotovora et les tubercules fils étaient mis à pourrir par immersion dans l'eau et l'agent causal était identifié par la méthode sérologique d'immunodiffusion décrite par Vruggink & Maas Geesteranus (1975) et modifiée par Lapwood & Harris (1980). En 1978, les tubercules inoculés avec subsp.carotovora pourrissaient rapidement mais la bactérie n'a pas été détectée dans les pourritures des tubercules fils induits et dans le sol entourant le tubercule inoculé sauf le 27 Septembre (inoculation du 29 Août) dans l'expérimentation conduite en irrigation. Lorsque les tiges étaient inoculées, les bactéries étaient à nouveau isolables des tiges, mais elles n'étaient retrouvées dans les pourritures des tubercules fils que le 14 Août (inoculation du 26 Juillet) et jamais dans le sol, que les parcelles soient irriguées ou non.

Les résultats de l'inoculation des tiges et des tubercules avec subsp.atroseptica sont indiqués dans le Tableau 1 pour la condition non irriguée seulement. La bactérie a été retrouvée de nombreuses fois dans le sol entourant les tubercules inoculés mais jamais dans le sol environnant des tubercules fils que les parcelles soient irriguées ou non. Elle est retrouvée dans les pourritures des tubercules fils induits seulement le 24 Juillet (conditions irriguées) et le 7 Août (condition non irriguée) lorsque le tubercule de semence inoculé était la source d'inoculum, mais dans de nombreuses occasions lorsque l'inoculum provenait de la tige. Le modèle indique (fig. 1) qu'il y avait plus de propagation par temps humide et frais de fin juillet et début août.

En 1979, la propagation de subsp.carotovora était mise en évidence à neuf reprises durant la saison à partir des tubercules inoculés et en 12 occasions à partir des tiges inoculées et celle de subsp.atroseptica dans 22 et 19 occasions respectivement (Tableau 2); les résultats sont en relation avec les param⪻tres climatique dans la fig. 1.

Les résultats montrent que les bactéries inoculées aux tiges peuvent être retrouvées dans les tubercules fils, probablement à cause du lessivage et du transport par la pluie. Les lésions de tiges apparaissent comme était aussi importantes que le tubercule de la semence en tant que source d'inoculum pour subsp.atroseptica pour les deux années et pour subsp.carotovora en 1979. Les lésions de tiges peuvent être une source d'inoculum persistante durant la saison de culture du fait que les tubercules de semence sont atteints de pourriture molle. Ces lésions peuvent rapidement se limiter à une tige détruite et ainsi éliminer rapidement leur inoculum. De plus, le niveau de dégradation des tubercules de semence peut être accru par l'intervention d'organismes secondaires qui limitent à la fois le taux d'inoculum produit et la durée de sa disponibilité, conditions moins vraissemblables peut être d'apparaitre avec les lésions sur tiges.