Published June 1, 2021
| Version v1
Publication
Open
Tracing seed to seedling transmission of the wheat blast pathogen<i>Magnaporthe oryzae</i>pathotype<i>Triticum</i>
- 1. Universidad Nacional de La Plata
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
- 3. RWTH Aachen University
Description
Abstract Wheat blast caused by Magnaporthe oryzae pathotype Triticum (MoT), initially restricted to South America, is a global threat for wheat after spreading to Asia in 2016 by the introduction of contaminated seeds, raising the question about transmission of the pathogen from seeds to seedlings, a process so far not well understood. We therefore studied the relationship between seed infection and disease symptoms on seedlings and adult plants. To accomplish this objective, we inoculated spikes of wheat cv. Apogee with a transgenic isolate (MoT‐DsRed, with the addition of being resistant to hygromycin). We identified MoT‐DsRed in experiments using hygromycin resistance for selection or by observation of DsRed fluorescence. The seeds from infected plants looked either apparently healthy or shrivelled. To evaluate the transmission, two experimental designs were chosen (blotter test and greenhouse) and MoT‐DsRed was recovered from both. This revealed that MoT is able to colonize wheat seedlings from infected seeds under the ground. The favourable conditions of temperature and humidity allowed a high recovery rate of MoT from wheat shoots when grown in artificial media. Around 42 days after germination of infected seeds, MoT‐DsRed could not be reisolated, indicating that fungal progression, at this time point, did not proceed systemically/endophytically. We hypothesize that spike infection might occur via spore dispersal from infected leaves rather than within the plant. Because MoT‐DsRed was not only successfully reisolated from seed coats and germinating seeds with symptoms, but also from apparently healthy seeds, urgent attention is needed to minimize the risks of inadvertent dispersal of inoculum.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يعد انفجار القمح المجرد الناجم عن النمط المرضي Magnaporthe oryzae Triticum (MoT)، الذي يقتصر في البداية على أمريكا الجنوبية، تهديدًا عالميًا للقمح بعد انتشاره إلى آسيا في عام 2016 عن طريق إدخال البذور الملوثة، مما يثير السؤال حول انتقال العامل الممرض من البذور إلى الشتلات، وهي عملية غير مفهومة جيدًا حتى الآن. لذلك درسنا العلاقة بين عدوى البذور وأعراض المرض على الشتلات والنباتات البالغة. ولتحقيق هذا الهدف، قمنا بتلقيح طفرات من السيرة الذاتية للقمح. الأوج مع عزل معدّل وراثيًا (MoT‐ DsRed، مع إضافة كونه مقاومًا للهيغرومايسين). حددنا MoT‐ DsRedفي التجارب التي تستخدم مقاومة الهيغرومايسين للاختيار أو من خلال ملاحظة التألق DsRed. بدت بذور النباتات المصابة إما صحية على ما يبدو أو ذبلت. لتقييم الإرسال، تم اختيار تصميمين تجريبيين (اختبار النشاف والدفيئة) وتم استرداد MoT- DsRed من كليهما. وكشف هذا أن وزارة النقل قادرة على استعمار شتلات القمح من البذور المصابة تحت الأرض. سمحت الظروف المواتية لدرجة الحرارة والرطوبة بمعدل استرداد مرتفع لـ MoT من براعم القمح عند زراعتها في وسائط اصطناعية. بعد حوالي 42 يومًا من إنبات البذور المصابة، لا يمكن إعادة عزل MoT- DsRed، مما يشير إلى أن التقدم الفطري، في هذه المرحلة الزمنية، لم يستمر بشكل منهجي/داخلي. نحن نفترض أن عدوى السنبلة قد تحدث عن طريق تشتت الأبواغ من الأوراق المصابة بدلاً من داخل النبات. نظرًا لأن MoT- DsRed لم يتم إعادة عزلها بنجاح فقط من معاطف البذور وبذور الإنبات مع الأعراض، ولكن أيضًا من البذور الصحية على ما يبدو، هناك حاجة إلى اهتمام عاجل لتقليل مخاطر التشتت غير المقصود للقاح.Translated Description (French)
Résumé L'explosion de blé causée par le pathotype Magnaporthe oryzae Triticum (MoT), initialement limitée à l'Amérique du Sud, est une menace mondiale pour le blé après sa propagation en Asie en 2016 par l'introduction de graines contaminées, soulevant la question de la transmission de l'agent pathogène des graines aux semis, un processus jusqu'à présent mal compris. Nous avons donc étudié la relation entre l'infection des semences et les symptômes de la maladie sur les semis et les plantes adultes. Pour atteindre cet objectif, nous avons inoculé des pics de blé cv. Apogée avec un isolat transgénique (MoT‐DsRed, avec l'ajout d'être résistant à l'hygromycine). Nous avons identifié MoT‐DsRed dans des expériences utilisant la résistance à l'hygromycine pour la sélection ou par observation de la fluorescence DsRed. Les graines des plantes infectées semblaient soit en bonne santé, soit ratatinées. Pour évaluer la transmission, deux modèles expérimentaux ont été choisis (test du buvard et serre) et MoT‐DsRed a été récupéré à partir des deux. Cela a révélé que le MoT est capable de coloniser les semis de blé à partir de graines infectées sous terre. Les conditions favorables de température et d'humidité ont permis un taux élevé de récupération de la MoT des pousses de blé lorsqu'elles ont été cultivées dans des milieux artificiels. Environ 42 jours après la germination des graines infectées, le MoT‐DsRed n'a pas pu être réisolé, ce qui indique que la progression fongique, à ce stade, n'a pas progressé de manière systémique/endophytique. Nous émettons l'hypothèse que l'infection par les pointes pourrait se produire par la dispersion des spores à partir des feuilles infectées plutôt qu'à l'intérieur de la plante. Étant donné que MoT‐DsRed a non seulement été réisolé avec succès à partir de couches de graines et de graines en germination présentant des symptômes, mais également à partir de graines apparemment saines, une attention urgente est nécessaire pour minimiser les risques de dispersion accidentelle de l'inoculum.Translated Description (Spanish)
Resumen El estallido del trigo causado por el patotipo Triticum (MoT) de Magnaporthe oryzae, inicialmente restringido a América del Sur, es una amenaza global para el trigo después de extenderse a Asia en 2016 por la introducción de semillas contaminadas, lo que plantea la cuestión sobre la transmisión del patógeno de las semillas a las plántulas, un proceso hasta ahora no bien entendido. Por lo tanto, estudiamos la relación entre la infección de las semillas y los síntomas de la enfermedad en plántulas y plantas adultas. Para lograr este objetivo, inoculamos espigas de trigo cv. Apogeo con un aislado transgénico (MoT-DsRed, con la adición de ser resistente a la higromicina). Identificamos MoT-DsRed en experimentos que utilizan la resistencia a la higromicina para la selección o mediante la observación de la fluorescencia de DsRed. Las semillas de las plantas infectadas parecían aparentemente sanas o marchitas. Para evaluar la transmisión, se eligieron dos diseños experimentales (prueba de secante e invernadero) y se recuperó MoT-DsRed de ambos. Esto reveló que el MoT es capaz de colonizar plántulas de trigo a partir de semillas infectadas bajo tierra. Las condiciones favorables de temperatura y humedad permitieron una alta tasa de recuperación de MoT de los brotes de trigo cuando se cultivan en medios artificiales. Alrededor de 42 días después de la germinación de las semillas infectadas, MoT-DsRed no pudo volver a aislarse, lo que indica que la progresión fúngica, en este momento, no avanzó sistémicamente/endofíticamente. Planteamos la hipótesis de que la infección puntiaguda podría ocurrir a través de la dispersión de esporas de las hojas infectadas en lugar de dentro de la planta. Debido a que MoT-DsRed no solo se volvió a aislar con éxito de las capas de semillas y las semillas en germinación con síntomas, sino también de semillas aparentemente sanas, se necesita atención urgente para minimizar los riesgos de dispersión inadvertida del inóculo.Files
Tracing%20seeds%20publicado%20Plant%20Pathology.pdf.pdf
Files
(1.6 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c6177955215d150e17632f322a36136f
|
1.6 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تتبع البذور إلى انتقال الشتلات لممرض انفجار القمح<i> Magnaporthe oryzae</i>pathotype<i>Triticum</i>
- Translated title (French)
- Traçage de la transmission de la semence à la semence de l'agent pathogène du blé<i> Magnaporthe oryzae</i>pathotype<i>Triticum</i>
- Translated title (Spanish)
- Rastreo de semillas hasta la transmisión de plántulas del patógeno de la explosión del trigo<i> Magnaporthe oryzae</i>pathotype<i>Triticum</i>
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3160223474
- DOI
- 10.1111/ppa.13400
References
- https://openalex.org/W129671840
- https://openalex.org/W1571840503
- https://openalex.org/W1857358032
- https://openalex.org/W2002708506
- https://openalex.org/W2038571693
- https://openalex.org/W2048598529
- https://openalex.org/W2055261509
- https://openalex.org/W2060940345
- https://openalex.org/W2071782562
- https://openalex.org/W2092894302
- https://openalex.org/W2101355982
- https://openalex.org/W2118049005
- https://openalex.org/W2118476033
- https://openalex.org/W2124334205
- https://openalex.org/W2207647060
- https://openalex.org/W2248827337
- https://openalex.org/W2327617237
- https://openalex.org/W2408717264
- https://openalex.org/W2418515096
- https://openalex.org/W2529645216
- https://openalex.org/W2560023484
- https://openalex.org/W2603419371
- https://openalex.org/W2618854809
- https://openalex.org/W2765787065
- https://openalex.org/W2801253315
- https://openalex.org/W2904758986
- https://openalex.org/W2906797872
- https://openalex.org/W2953457719
- https://openalex.org/W2969025014
- https://openalex.org/W2977849857
- https://openalex.org/W3000786327
- https://openalex.org/W3015109671
- https://openalex.org/W3087286627
- https://openalex.org/W3088922549
- https://openalex.org/W3156491645
- https://openalex.org/W4211002042
- https://openalex.org/W4235374591