Study on usability of Fusarium oxysporum Schlecht.f.sp.tulipae Apt. metabolites for screening for basal rot resistance in tulip

• Autorzy: Podwyszynska M , Skrzypczak C. , Fatel K. , Michalczuk L.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The usefulness of fungus culture filtrates and fusaric acid as selecting agents for Fusarium resistance breeding in tulip was examined on in vitro cultures of shoots and embryonic calli of seven tulili genotypep differing in resistance to Fusarium oxysporum Schlecht, f. sp. tulipae Apt. (F.o.t.) and four virulent F.o.t. isolates. Fusaric acid influenced the shoot growth of all cultivars tested in a similar way, irrespectively of their greenhouse resistance to basal rot. Also, the sensitivity of calli of the cultivars studied to fusaric acid did not correspond with their resistance to F.o.t. evaluated in the greenhouse screening. The phytotoxity of F.o.t. culture filtrates did not depend on their fusaric acid contents. There was a negative correlation between cultivar's resistance to F.o.t in greenhouse tests and the sensitivity of their shoots to fungus culture filtrates in in vitro tests. This indicates that defence mechanism against F.o.t. in tulip tissue may have a nature of hypersensitive response. Considering the results of our study, it may be concluded that the use of fusaric acid or fungus culture filtrates for the in vitro selection of somaclones resistant to F.o.t. in tulip is not feasible.

PL

Celem badań było sprawdzenie możliwości wykorzystania kwasu fuzariowego lub filtratów z hodowli Fusarium oxysporum Schlecht, f. sp. tulipae (F.o.t.). jako czynników selekcyjnych w hodowli odpornościowej tulipana. W badaniach wykorzystano siedem genotypów tulipana różniących się poziomem odporności na F.o.t. i cztery wysoko patogeniczne izolaty F.o.t. Wykazano, że kwas fuzariowy oddziaływuje podobnie na pędy, zarówno odmiany odpornej na F.o.t. jak i podatnej. Wskazuje to, iż reakcje pędów nie odpowiadały rzeczywistej odporności na patogena. Także wrażliwość kalusa na kwas fuzariowy nie odzwierciedlała poziomu odporności ocenianej w teście szklarniowym. Testy z udziałem pędów wykazały, że odmiany najbardziej odporne na F.o.t. przejawiały najwyższą wrażliwość na filtraty. Odzwierciedlają to wysokie ujemne współczynniki korelacji pomiędzy testami in vitro a testem szklarniowym. Takie reakcje pędów mogą wskazywać na to, że mechanizm odporności u tulipana ma charakter reakcji nadwrażliwości. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań można wnioskować, że wykorzystanie zarówno kwasu fuzariowego jak i filtratów do selekcji in vitro odpornych na Fusarium somaklonów wydaje się nieuzasadnione.

Słowa kluczowe

EN

metabolite; disease resistance; test; rot resistance; Fusarium oxysporum f.sp.tulipae; genotype; tulip; in vitro

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2001
• Tom: 54
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.71-82,fig.

Twórcy

autor

Podwyszynska M

• Research Institute of Pomology and Floriculture, Pomologiczna 18, 96-100 Skierniewice, Poland

autor

Skrzypczak C.

autor

Fatel K.

autor

Michalczuk L.

Bibliografia

• Abd-El-Moneem K.M.H., El-Farash E.M., Fahmy F.G., 1997. In vitro selection for high yielding somaclones resistant to charcoal root-rot and wilt disease complex in sesame. Asiut Journal of Agricultural Sciences 28:201-224.
• Ahmed K.Z., Mesterhazy Á., Sagi F., 1991. In vitro techniques for selecting wheat (Triticum aestivum) for Fusarium-resistance. I. Double-layer culture technique. Euphytica 57: 251-257.
• Baayen R.P., 1992. Resistance mechanisms of plans to rot and wilt diseases caused by Fusarium oxysporum. Acta Hort. 325: 675-682.
• Baker C.J., Orlandi E.W., 1995. Active oxygen in plant pathogenesis. Annu. Rev. Phytopathol. 33: 299-321.
• Bergman B.H.H., 1966. Presence of a substance in the white skin of young tulip bulbs which inhibits growth of Fusarium oxysporum. Neth. J. Plant Pathol. 72: 222-230.
• Bergman B.H.H., Beijersbergen J.C.M., 1972. A possible explanation of variations in susceptibility of tulip bulbs to infection by Fusarium oxysporum. Acta Hort. 23: 225-229.
• Beijersbergen J.C.M., Lemmers C.B.G. 1972. Enzymie and non-enzymic liberation of tulipalin A (α - methylene butyrolactone) in extracts of tulip. Physiol. Plant Pathol. 2: 265-270.
• Binarova P., Nedelnik J., Fellner M., Nedbalkova B., 1990. Selection for resistance to filtrates of Fusarium spp. in embryogenic cell suspension culture of Medicago saliva L. Plant Cell Tissue Organ Cult. 22: 191-196.
• Botta G.L., Dimarco M.P., Melegari A.L., Huarte M.A., Barassi C.A., 1994. Potential of a Fusarium eumartii culture filtrate on the screening for wilting resistance in potato. Euphytica 80: 63-69.
• Cvikrova M., Binarova P., Eder J., Nedelnik J., 1992. Accumulation of phenolic acids in filtrate-treated alfaalfa cell cultures derived from genotypes with different susceptibility to Fusarium oxysporum. J. Plant Physiol. 140: 21-27.
• Chawla H.S., Wenzel G., 1987. In vitro selection for fusaric acid resistant barley plants. Plant Breeding 99: 159-163.
• Christensen L.P., Kristiansen K., 1999. Isolation and quantification of tuliposides and tulipalins in tulip (Tulipa) by high performance liquid chromatography. Contact Dermatitis 40: 300-309.
• Heath-Pagliuso S., Pullmann J., Rappaport L., 1989. 'UC-T3 Somaclone' celery germplasm resistant to Fusarium oxysporum f.sp. apii. Race 2. HortScience 24: 711-712.
• Hidalgo O.B., Santos R., Tussel R.T., Pires De Matos A., Cabral R.S., Arzola M., Perez M.C., 1999. Phytotoxity of Fusarium subglutinans culture filtrates on in vitro plantlets and calli of resistant and susceptible pineapple (Ananas comosus). Plant Pathol. 48: 756-758.
• Jin H., Hartman G.L., Nickell C.D., Widholm J.M., 1996. Pytotoxicity of culture filtrate from Fusarium solani, the casual agent of soybean sudden death syndrome. Plant Dis. 80: 922-927.
• Kamerbeek G.A., de Munk W.J., Berman B.H.H., Beijersbergen J.C.M., 1976. Some phytopathological problems in flower bulbs in relation to ethylene factor. Acta Botanica Neerlandica 25: 506- 508.
• Keulen H. van, van J. Aartrijk J., 1994. Ziektegevoeligheid van cultivars van bloembolgewassen. Milieu platform bloembollensektor, Hillegom, pp. 11-24.
• Löffler H.J.M., Mouris I.R., 1990. Screenings for Fusarium resistance in lily. Med. Fac. Landbouww. Rijks University of Gent 54/2B: 525-530.
• Matsumoto K., Barbosa M.L., Copati Souza L.A., Teizeira J.B., 1994. Race 1 fusarium wilt tolerance on banana plants selected by fusaric acid. Euphytica 84: 67-71.
• Morpurgo R., Lopato S.V., Afza R., Novak F.J., 1994. Selection parameters for resistance to Fusarium oxysporum f.sp. cubense race 1 and race 4 on diploid banana (Musa acuminata Colla). Euphytica 75: 121-129.
• Murashige T., Skoog F., 1962. A revised medium for rapid assays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: 473-497.
• Nishiuchi Y., 1979. Studies on vegetative propagation of tulip. II. Formation and development of adventitious buds in the excised bulb scale cultivated in vitro. J. Japan Soc. Hort. Sci. 48: 99-105.
• Podwyszyńska M., Marasek A., Gabryszewska E., 1997. Indukcja tworzenia pędów przybyszowych i zarodków somatycznych w kulturach in vitro tulipana. Zesz. Nauk. Akad. Roln. im. H. Kołłątaja w Krakowie 318: 195-198.
• Podwyszyńska M., Skrzypczak Cz., Michalczuk L., 1998. Wpływ kwasu fuzariowego oraz filtratów pożywek po hodowli Fusarium oxysporum f.sp. tulipae na wzrost kalusa, pędów i zarodków przybyszowych tulipana in vitro. W: Zastosowanie kultur in vitro w fizjologii roślin. ZFR PAN, Kraków: 151-154.
• Remotti P.C., 1996. The role of fusaric acid in the Fusarium - gladiolus interaction and its application in in vitro selection for resistance breeding. Ph.D. Thesis, CPRO-DLO, Wageningen, The Netherlands, pp. 104.
• Remotti P.C., Löffler H.J.M., 1996. The involvement of fusaric acid in the bulb-rot of gladiolus. J. Phytopathology 144: 405-411.
• Remotti P.C., Löffler H.J.M., Vloten-Doting L., 1997. Selection of cell-line and regeneration of plant resistant to fusaric acid from Gladiolus x grandiflorus cv. Peter Pear. Euphytica 96: 237-45.
• Rossum van M.W.P.C., Alberda M.,van der Plas L.H.W., 1998. Tulipaline and tuliposide in cultured explants of tulip bulbs scales. Phytochemistry 49: 723-729.
• Saniewski M., 1980. Rola etylenu we wzroście i rozwoju tulipanów. Post. Nauk Roln. 1: 7-48.
• Scala F., Bettini P., Buiatti M., Bogani P., Pellegrini G., Tognoni F., 1985. Tamato-Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici interaction: 'in vivo' analysis of several possible pathogenic factors. Phytopathol. Z. 113: 90-94.
• Straathof Th.P., Löffler H.J.M., Roebroeck E.J.A., Linfield C.A., 1997. Breeding for resistance to Fusarium oxysporum in flower bulbs. Acta Hort. 430: 477- 486.
• Svabova L., Lebeda A., Griga M., 1998.Comparison of in vitro testing methods for screening of resistant peas to Fusarium spp. Acta Phytopathologica et Entomologica Hungarica 33: 275-284.
• Swart A., Kamerbeek G.A., 1976. Different ethylene production in vitro by several species and formae speciales of Fusarium. Neth. J. Pathol. 82: 81 -84.