Abstract
In five field experiments, carried out from 2002 to 2004, the infestation of potato plants and the contamination of soil with Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, the causal agent of bacterial ring rot of potato, were investigated throughout the growing season. Aiming at a detailed description of disease progress, for the first time potato tubers, stems and roots as well as soil were examined in parallel. The development of bacterial populations in plant organs and soil differed considerably within and between the experiments. Roots showed the highest and tubers the lowest incidence of infection of plant organs based on polymerase chain reaction (PCR) and immunofluorescence antibody staining (IFAS). Logistic regression analyses indicated a significant increase in the probability of infestation (in the case of soil: contamination) during the growing season for all investigated plant parts of highly infected plants and the respective soil samples. Results were discussed in terms of the suitability of particular plant organs and the determination of the best sampling time point for official testing. Furthermore, the risks are evaluated to contaminate machinery on the field and to spread bacterial ring rot through soil.
Zusammenfassung
In fünf Feldversuchen, durchgeführt in den Jahren 2002 bis 2004, wurden über die Vegetationsperiode hinweg die Befalls-entwicklung in Kartoffelpflanzen sowie die Bodenkontamination mit Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus, dem Erreger der Bakteriellen Ringfäule der Kartoffel, untersucht. Um den Krankheitsverlauf möglichst detailliert dokumentieren zu können, wurden erstmals Knollen, Stängel, Wurzeln und Boden parallel untersucht. Sowohl innerhalb als auch zwischen den Experimenten ergaben sich sehr unterschiedliche Entwicklungen der Bakterienpopulation in den untersuchten Pflanzenorganen und dem Boden. Mit der Polymerasekettenreaktion (PCR) und dem Immunfluoreszenztest (IFAS) konnte gezeigt werden, dass von den Pflanzenorganen die Wurzeln die höchsten und die Knollen die geringsten Befallsraten aufwiesen. Die logistische Regressionsanalyse ergab für alle untersuchten Pflanzenteile hoch infizierter Pflanzen und die dazugehörigen Bodenproben einen signifikanten Anstieg der Wahrscheinlichkeit für Befall (bzw. im Fall des Bodens der Kontamination) im Verlauf der Vegetationsperiode. Die Ergebnisse wurden im Hinblick auf die Eignung der untersuchten Pflanzenteile für die Routinetestung und den optimalen Probenahmezeitpunkt diskutiert. Außerdem wurden die Risiken beleuchtet, Maschinen bei der Feldarbeit zu kontaminieren und die Bakterielle Ringfäule über den Boden zu verbreiten.
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Literature
Anonymous, 1990: Luarantine procedure, clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus–inspection and test methods. eppo bull. 20, 235–254.
Anonymous, 1993: Council Directive 93/85/EEC: Off. J. Eur. Commun. L 259, 18.10.93.
Abdel-Kader, D., J. Kakau, P. Müller, K.H. Pastrik, L. Seigner, 2004a: Besteht das Risiko der Verschleppung der Bakteriellen Ringfäule der Kartoffel durch den Krautschläger? Ges. Pfl. 56, 105–110.
Abdel-Kader, D., J. Kakau, P. Müller, K.H. Pastrik, L. Seigner, 2004b: Verbreitung der Bakteriellen Ringfäule der Kartoffel (Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus) durch kontaminierte Lagerkisten. Ges. Pfl. 56, 116–121.
Abdel-Kader, D., L. Seigner, M. Zellner, 2000: Epidemiologische Feldstudien über die Bakterielle Ringfäule (Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus) und die Schleimkrankheit (Ralstonia solanacearum) der Kartoffel. Ges. Pfl. 52, 240–247.
Bishop, A.L., S.A. Slack, 1987: Effect of cultivar, inoculum dose, and strain of Clavibactermichiganenese subsp. sepedonicum on symptom development in potatoes. Phytopathology 77, 1085–1089.
Bonde, R., 1939: Bacterial wilt and soft rot of potato. Am. Potato J. 16, 109–114.
Bonde, R., M. Covell, 1950: Effect of host variety and other factors on pathogenicity of potato ring-rot bacteria. Phytopathology 40, 161–172.
De Boer, S.H., 1991: Current status and future prospects of bacterial ring rot testing. Am. Potato J. 68, 107–113.
De Boer, S.H., J.W. Hall, 1996: The probability of detectingClavibacter michiganensis subsp. sepedonicus by indexing seed potato lots with serological tests. J. Phytopathol. 144, 459–463.
De Boer, S.H., J.D. Janse, D.E. Stead, J. van Vaerenbergh, A.R. Mc Kenzie, 1992: Detection of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus in potato stems and tubers grown from seed pieces with various levels of inoculum. Potato Res. 35, 207–216.
De B oer, S.H., M. Mc Cann, 1989: Determination of population densities of Corynebacterium sepedonicum in potato stems during the growing season. Phytopathology 79, 946–951.
Dinesen, I.G., 1987: Dispersal of potato ring rot (Corynebacterium sepedonicum) in the field. In: Proceedings of the 6th International Conference on Plant Pathogenic Bacteria, Beltsville, MD, USA, pp. 752–755.
Dykstra, T.P., 1941: Results of experiments in control of bacterial ring rot of potatoes in 1940: Am. Potato J. 18, 27–55.
Franc, G.D., 1999: Persistence and latency of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus in field-grown seed potatoes. Plant Dis. 83, 247–250.
Hukkanen, A., R. Karjalainen, S. Nielsen, J.M. van der Wolf, 2004: Epidemiology of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus in potato under European conditions: population development and yield reduction. Z. Pflanzenk. Pflanzen–J. Plant Dis. Prot. 112, 88–97.
Kaemmerer, D., M. Kappen, M. Friedrich-Zorn, L. Seigner, 2006: Bakterielle Ringfäule der Kartoffel–Zellzahlentwicklung in gelagerten Knollen. Kartoffelbau 57, 504–508.
Kakau, J., D. Abdel-Kader, P. Müller, K.H. Pastrik, L. Seigner, 2004a: Untersuchungen zur Übertragung von Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus auf gesunde Kartoffelknollen. Ges. Pfl. 56, 95–104.
Kakau, J., D. Abdel-Kader, P. Müller, K.H. Pastrik, L. Seigner, 2004b: Untersuchungen zur Übertragung von Clavibacter michiganensis ssp. sepedonicus, dem Erreger der Bakteriellen Ringfäule, in das Kraut von Kartoffelpflanzen. Ges. Pfl. 56, 116–121.
Kakau, J., P. Müller, 2004: Ergebnisse zur Überdauerung des Erregers der Schleimkrankheit der Kartoffel (Ralstonia solanacearum) und zur Übertragung mit Maschinen. Mitt. Biol. Bundesanst. Land–Forstwirtsch. 396, 344.
Kawchuk, L.M., D.R. Lynch, G.C. Kozub, G.A. Nelson, F. Kulcsar, D.K. Fujimoto, 1998: Multi-year evaluation of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus disease symptoms in cultivated potato genotypes. Am. J. Potato Res. 75, 235–243.
Langerfeld, E., 1989: Bacterial ring rot of potatoes (Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus Davis et al.) in biological, epidemiological and economical view. A literature survey. Nachrichtenbl. Deut. Pflanzenschutzd. 41, 153–159.
Larson, R.H., J.C. Walker, 1941: Temperatures affect development of ring rot. Bull. Wisc. Agric. Exp. Sta. 451, 62–63.
Li, X., S.H. De Boer, 1995: Selection of polymerase chain reaction primers from an RnA intergenic spacer region for specific detection of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus. Phytopathology 85, 837–842.
Logsdon, C.E., 1967: Effect of soil temperature on potato ring rot. Am. Potato J. 44, 281–286.
Mansfeld-Giese, K., 1997: Plant-to-plant transmission of the bacterial ring rot pathogen Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus. Potato Res. 40, 229–235.
Metzger, C.H., A.M. Binkley, 1940: Some evidence on the spread of bacterial wilt. Am. Potato J. 17, 198–201.
Nelson, G.A., 1982: Corynebacterium sepedonicum in potato: Effect of inoculum concentration on ring rot symptoms and latent infection. Can. J. Plant Pathol. 4, 129–133.
Nelson, G.A., G.C. Kozub, 1983: Effect of total light energy on symptoms and growth of ring rot-infected Red Pontiac potato plants. Am. Potato J. 60, 461–468.
Nelson, G.A., W.E. Torfason, F.R. Harper, 1971: Comparison of inoculation methods on ring rot development in potatoes. Am. Potato J. 48, 225–229.
Paquin, R.R., H. Généreux, 1976: Effet du climat sur la fletissure bacterienne de la pomme de terre et relation avec le contenu en sucres des tiges. Can. J. Plant Sci. 56, 549–554.
Pastuszewska, T., J. Lewosz, Z. Sadoch, 2005: Application of IFAS and PCR for Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus detection in potato plants during the growing season. In: Sobczewski, P. (ed.): Papers from the workshop ‘Improvement and unification of plant disease diagnostics’ organized by the Research Institute of Pomology and Floriculture, Skierniewice, Poland, August 30–September 1.
Seigner, L., 1997: Der Nachweis von Burkholderia (Pseudomonas) solanacearum mit der Polymerase-Kettenreaktion (PCR)–Vergleich verschiedener DNA-Extraktionsmethoden. Ges. Pfl. 49, 37–42.
Van der Wolf, J.M., J.R.C.M. van Beckhoven, 2004: Factors affecting survival of Clavibacter michiganensis subsp. sepedonicus in water. J. Phytopathol. 152, 161–168.
Westra, A.A.G., C.P. Arneson, S.A. Slack, 1994: Effect of interaction of inoculum dose, cultivar and geographic location on the development of foliar symptoms of bacterial ring rot of potato. Phytopathology 84, 410–415.
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Kaemmerer, D., Seigner, L., Poschenrieder, G. et al. Epidemiology of bacterial ring rot of potato in plant and soil–consequences for disease management. J Plant Dis Prot 114, 159–166 (2007). https://doi.org/10.1007/BF03356212
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