Differentiation and genetic structure of Sclerophoma pythiophila (Corda) v. Hoehn. strains associated with various damage and disease symptoms on Pinus sylvestris L.

• Autorzy: Kraj W. , Kowalski T. , Zarek M.

Warianty tytułu

PL

Zróżnicowanie i struktura genetyczna szczepów Sclerophoma pythiophila (Corda) v. Hoehn. związanych z różnymi typami objawów chorobowych i uszkodzeń na Pinus sylvestris L.

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Eighty-three strains of Sclerophoma pythiophila were isolated in the period between 1996 and 2006 from needles and shoots of Pinus sylvestris displaying various types of disease symptoms or damages caused by Contarinia baeri or Thecodiplosis brachyntera. On the basis of fifty-six RAMS markers, very high genetic variability of examined strains was ascertained (mean value of Jaccard’s coefficient 0.58). The highest genetic similarity was shown by strains related with needles damaged by Contarinia baeri (0.65), whereas the lowest by those derived from dead shoot tips (0.53). No monomorphic markers were found for individual groups of strains, yet on the basis of Nei’s genetic distance matrix, it was possible to determine a group of closely related fungus populations which was connected with the damaging of the needles by C. baeri or T. brachyntera (Nei’s coefficient ranging from 0.035 to 0.059) and populations related with the occurrence of necrosis on shoots or decay of their tips (Nei’s coefficient – 0.066). The PCA confirmed genetic similarity of strains related with damaging of the needles by insects and strains isolated from local necroses on shoots and withered shoot tips. A high level of genetic variability between populations was shown by AMOVA analysis. A high level (14.9%) and statistically significant (P=0.001) share of between-population genetic variability were ascertained.

PL

Osiemdziesiąt trzy szczepy Sclerophoma pythiophila były izolowane w okresie 1996 – 2006 z igieł i pędów Pinus sylvestris wykazujących różne typy objawów chorobowych lub uszkodzeń spowodowanych przez Contarinia baeri lub Thecodiplosis brachyntera. Na podstawie 56 uzyskanych markerów RAMS stwierdzono bardzo wysokie zróżnicowanie genetyczne badanych szczepów (średnia wartość wsp. Jaccarda 0.58). Największe podobieństwo genetyczne wykazywały szczepy związane z uszkodzeniem igieł przez Contarinia baeri (0.65), natomiast najmniejsze pochodzące z zamarłych szczytów pędów (0.53). Nie stwierdzono monomorficznych dla poszczególnych grup szczepów markerów, jednak na podstawie macierzy odległości genetycznej Nei wyróżniono grupę blisko spokrewnionych populacji grzyba związanych z uszkodzeniem igieł przez C. baeri lub T. brachyntera (wsp. Nei od 0.035 do 0.059) oraz populacji związanych z występowaniem nekroz na pędach lub zamieraniem ich szczytów (wsp. Nei 0.066). Analiza PCA potwierdziła podobieństwo genetyczne szczepów związanych z uszkodzeniem igieł przez owady oraz szczepów izolowanych z lokalnych nekroz na pędach i zamarłych szczytów pędów. Wysoki stopień zróżnicowania genetycznego między populacjami wykazała analiza AMOVA. Stwierdzono duży (14.9%), wysoce statystycznie istotny (P=0.001) udział miedzypopulacyjnej zmienności genetycznej.

Słowa kluczowe

EN

differentiation; genetic structure; Sclerophoma pythiophila; fungal strain; fungi association; damage; plant disease; disease symptom; Pinus sylvestris; Contarinia baeri; Thecodiplosis brachyntera

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2009
• Tom: 62
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.57-65,fig.,ref.

Twórcy

autor

Kraj W.

• Department of Forest Pathology, Agricultural University, Al.29-Listopada 46, 31-425 Krakow, Poland

autor

Kowalski T.

autor

Zarek M.

Bibliografia

• B a t k o S., M u r r a y J. S., P e a c e T. R., 1958. Sclerophoma pythiophila associated with needle-cast of pines and its connexion with Pullularia pullulans. Trans. Brit. Mycol. Soc. 41: 126-128.
• B o c k C. H., T h r a l l P. H., B r u b a k e r C. L., B u r d o n J. J., 2002. Detection of genetic variation in Alternaria brassicicola using AFLP fingerprinting. Mycol. Res. 106: 428-434.
• B r z e z o w s k a E., Dmochowska-Gł a d y s z J., Kowals k i T., 2005. Abilities of Sclerophoma pythiophila and Epithyrium resinae cultures to transform steroid hormones and their esters. Acta Scientiarum Polonorum, Biotechnologia, 4: 13-19.
• B u r d o n J. J., S i l k J., 1997. Sources and patterns of diversity in plant-pathogenic fungi. Phytopathology, 87: 664-669.
• B u t i n H., 1964. Über zwei Nebenfruchtformen von Sydowia polyspora (Bref. et v. Tav.) Müller. Sydowia, 17: 114-118.
• B u t i n H., 1965. Untersuchungen zur Ökologie einiger Bläuepilze an verarbeitetem Kiefernholz. Flora, 155: 400-440.
• B u t i n H., K o w a l s k i T., 1990. Die natürliche Astreinigung und ihre biologischen Voraussetzungen. V. Die Pilzflora der Kiefer, Fichte und Lärche. Eur. J. For. Path. 20: 44-54.
• E x c o f f i e r L., S m o u s e P. E., Q u a t t r o J. M., 1992. Analysis of Molecular Variance Inferred From Metric Distances Among DNA Haplotypes: Application to Human Mitochondrial DNA Restriction Data. Genetics, 131: 479-491.
• F u n k A., 1985. Foliar fungi of western trees. Can. Forest Service Victoria: 159.
• G i b s o n I. A. S., 1978. Diseases of forest trees widely planted as exotics in the tropics and southern hemisphere. Part II. The genus Pinus. Commonw. Mycol. Inst., Kew, U.K.
• Gremmen J., 1957. Microfungi decomposing organic remains of pines. Fungus, 27: 34-42.
• Gremmen J., 1960. A contribution to the mycoflora of pine forest in the Netherlands. Nova Hedwigia, 1: 251-288.
• G u o L. D., L i Xu., Z heng W. H., Hyde K. D., 2004. Genetic variation of Alternaria alternata, an endophytic fungus isolated from Pinus tabulaeformis as determined by random amplified microsatellites (RAMS). Fungal Divers. 16: 53-65.
• H o o g de G. S., Y u r l o v a N. A., 1994. Conidiogenesis, nutritional physiology and taxonomy of Aureobasidion and Hormonema. Antonie van Leeuwenhoek, 65: 41-54.
• H u f f D. R., P e a k a l l R., S m o u s e P. E., 1993. RAPD variation within and among natural populations of outcrossing buffalograss Buchloe dactyloides (Nutt) Engelm. Theor. Appl. Genet. 86: 927-934.
• J a h n e l H., J u n g h a n s B., 1957. Über eine wenig bekannte Kiefernkrankheit (Sclerophoma pityophila). Forstw. Cbl. 76: 129-192.
• K e i t e l B., 1953. Auftreten einer neuen Kiefernkrankheit. Der Wald S. 320.
• K o w a l s k i T., 1983. Fungi infecting Pinus sylvestris needles of various ages. Eur. J. For. Path. 12: 182-190.
• K o w a l s k i T., 1988. Zur Pilzflora toter Kiefernnadeln. Zeitschr. für Mykologie, 54: 159-173.
• K o w a l s k i T., 1993. Fungi in living symptomless needles of Pinus sylvestris with respect to some observed disease processes. J. Phytopathology, 139: 129-145.
• K o w a l s k i T., 1998. A study on Cenangium shoot dieback of Pinus sylvestris L. in Poland. In: „Disease/Environment Interactions in Forest Decline” (eds. T. L. Cech et al.). Proceedings of a Workshop of the Working Party Disease. / Environment Interactions in Forest Decline. IUFRO 7.02.06. Vienna, Austria, March, 16-21: 1998, 73-81.
• K o w a l s k i T., Domań s k i S., 1983. Występowanie i przyczyny odwierzchołkowego zamierania pędów Pinus nigra, P. silvestris i P. strobus w niektórych drzewostanach południowej Polski w latach 1979-1980. / Occurence and source of the shoot top die-back of Pinus nigra, P. sylvestris and P. strobus in some forest stands in Southern Poland in 1979-1980. Acta Agr. Silv. Ser. Silv. 20: 19-34.
• K o w a l s k i T., K e h r R. D., 1992. Endophytic fungal colonization of branch bases in several forest tree species. Sydowia, 44: 137-168.
• K o w a l s k i T., P o ź d z i k P., 1993. Grzyby endofityczne w żywych igłach Pinus sylvestris L. / Endophytic fungi in living symptomless needles of Pinus sylvestris L. Acta Agr. Silv. ser. Silv. 31: 17-30.
• K o w a l s k i T., S t a ń c z y k i e w i c z A., 2000. Communities of endophytic fungi in twigs and needles of Pinus sylvestris affected to a different degree by air pollution. Phytopathol. Pol. 19: 69-87.
• K r a j W., K o w a l s k i T., 2008. Genetic variation of polish strains of Gremmeniella abietina. For. Pathol. 38: 203- 217.
• K r a j W, 2009. Genetic polymorphism of Polish strains of Gremmeniella obietina and Bruchorstia pinea var. cembrae. Dendrobiology, 61: 13-21.
• Magan N., K i r k w o o d I. A., McLeod A. R., S m i t h K., 1995. Effect of open-air fumigation with sulphur dioxide and ozone on phyllosphere and endophytic fungi of conifer needles. Plant Cell Environ. 18: 291-302.
• Mań k a K., P r z e z b ó r s k i A., 1982. Dalsze obserwacje związane z występowaniem w Polsce choroby igieł sosny powodowanej przez grzyb Sclerophoma pityophila (Corda) v. Höhn, / Further observations on the occurence of pine needle disease caused by the fungus Sclerophoma pityophila (Corda) Höhn in Poland, Sylwan, 126: 11-18.
• Munk A., 1957. Danish Pyrenomycetes. Copenhagen. N e i M., 1972. Genetic distance between populations. American Naturalist, 106: 283-392.
• P e a k a l l R. O. D., S m o u s e P. E., 2006. Genalex 6: genetic analysis in Excel. Population genetic software for teaching and research. Mol. Ecol. Notes, 6: 288-295.
• P e t r i n i L., P e t r i n i O., L a f l a m m e G., 1989. Recovery of endophytes of Abies balsamea from needles and galls of Paradiplosis tumifex. Phytoprotection, 70: 97-103.
• R o s s m a n A. Y., C a s t l e b u r y L. A., F a r r D. F., S t a n o s z G. R., 2008. Sirococcus conigenus, Sirococcus piceicola sp. nov. and Sirococcus tsugae sp. nov. on conifers: anamorphic fungi in the Gnomoniaceae, Diaporthales. Forest Pathol. 38: 47-60.
• Schwenke W., 1982. Die Forstschädlinge Europas. Verlag Paul Parey Hamburg und Berlin.
• S i e r o t a Z., K o l k A., Ś l u s a r s k i S., 1998. Przyczyny i przebieg zjawiska zamierania pędów sosny zwyczajnej na terenie północno-zachodniej części Polski w latach 1995-1997. / The cause and course of the shoot tip dieback of Scots Pine in the northwestern part of Poland in the period of 1995-1997. Prace IBL, seria B, 34: 75-93.
• S i n c l a i r W. A., Lyon H. H., 2005. Diseases of trees and shrubs. Cornell Univ. Press. Ithaca.
• S m e r l i s E., 1970. Notes on Sydowia polyspora. Can. J. Bot. 48: 1613-1615.
• S u t t o n B. C., Wat er ston J. M., 1970. Sydowia polyspora. CMI description of Pathogenic Fungi and Bacteria, 228.
• U o t i l a A., K u r k e l a T., T u o m i v i r t a T., H a n t u l a J., K a i t e r a J., 2006. Gremmeniella abietina types cannot be distinguished using ascospore morphology. Forest Pathol. 36: 395-405.
• W e t de J., B u r g e s s T., S l i p p e r s B., P r e i s i g O., W i n g f i e l d B. D., W i n g f i e l d M. J., 2003. Multiple gene genealogies and microsatellite markers reflect relationships between morphotypes of Sphaeropsis sapinea and distinguish a new species of Diplodia. Mycol. Res. 107: 557-566.
• Z i e t k i e w i c z E., R a f a l s k i A., L a b u d a D., 1994. Genome fingerprinting by simple sequence repeat (SSR) anchored polymerase chain reaction amplification.Genomics, 20: 176-183.