La "seca" de olivos jóvenes II: identificación y patogenicidad de los hongos asociados con podredumbres radicales

This work deals with the identification of fungal isolates associated with root rot, the major factor included in the «drying and death syndrome» («seca») of young olive trees in Andalucía, southern Spain. Fungi associated with damping-off in olive tree nurseries were also identified. Several isolates from every fungal species were tested for pathogenicity in nursery plants and rooted cuttings of olive cultivar 'Picual'. Pathogenicity tests demonstrated that five fungal species -Cylindrocarpon destructans, Phytophthora megasperma, P. palmivora, Pythium irregulare and Sclerotium rolfsii- were clearly pathogenic to olive trees and reproduced symptoms of root rot and foliar wilting. Other fungal species associated with root rot of olive trees in the field or in the nurseries, including Fusarium acuminatum, F. eumartii, F. oxysporum, F. solani, Macrophomina phaseolina and Rhizoctonia solani, were weakly or not pathogenic. Pathogenicity of Phytophthora megasperma, P. palmivora and Pythium irregulare depended on soil water content, since isolates tested only caused extensive root rot and sudden plant death when the soil was continuously waterlogged. The high frequency of P. megasperma (part I) and its dependence for pathogenicity on soil water content suggest that this pathogen may play an important role in the well known sensitivity of young olive trees to «root asphyxiation».En este trabajo se han identificado los aislados fúngicos asociados a las podredumbres radiculares de olivo, el factor más importante incluido bajo la denominación genérica de «seca» de olivos jóvenes en Andalucía, así como los aislados asociados a la muerte de plántulas («damping-off») en viveros de olivo. La patogenicidad de aislados seleccionados de cada especie fúngica se evaluó en plantones y estaquillas enraizadas de olivo del cultivar «Picual», en condiciones parcialmente controladas. De todas las especies ensayadas, cinco mostraron claramente su patogenicidad en olivo: Cylindrocarpon destructans, Phytophthora megasperma, P. palmivora, Pythium irregulare y Sclerotium rolfsii, reproduciendo los síntomas de podredumbre radicular y marchitez foliar en las plantas inoculadas. Otras especies asociadas a podredumbres radiculares en campo y vivero {Fusarium acuminatum, F. eumartii, F. oxysporum, F. solani, Macrophomina phaseolina y Rhizoctonia solani) resultaron débilmente o nada patogénicas. La patogenicidad de Phytophthora megasperma, P. palmivora y Pythium irregulare resultó dependiente del contenido hídrico del suelo, ya que los aislados ensayados sólo causaron necrosis extensas del sistema radicular y muerte de las plantas inoculadas en condiciones de saturación continua del suelo. La elevada frecuencia de aislamiento de Phytophthora megasperma en suelos encharcados (parte I) y su dependencia patogénica del exceso de agua en el suelo sugieren que este hongo puede jugar un papel importante en la generalmente aceptada sensibilidad de los olivos jóvenes a la «asfixia radicular»

La seca de encinas y alcornoques en Andalucía : decaimiento y enfermedad

El decaimiento forestal es una enfermedad de etiología compleja, resultado de la acción de un número variable de factores bióticos y abióticos que causan un deterioro gradual y general de los árboles afectados, hasta su muerte. Los factores implicados en el decaimiento de los Quercus en Andalucía son factores predisponentes de tipo selvícola, alteraciones climáticas como factor incitante, y plagas y enfermedades como factores contribuyentes. Entre las enfermedades implicadas en Seca de los Quercus destacan, por orden de importancia, la podredumbre radical causada por Phytophthora cinnamomi, los chancros de tronco y ramas causados por Botryosphaeria spp. y el chancro carbonoso causado por Biscogniauxia mediterranea. No obstante, las dos primeras enfermedades tienen una especial incidencia en distintas zonas de Andalucía de forma independiente, no asociadas al decaimiento. En el presente artículo se exponen las medidas de control disponibles contra estas enfermedades de los Quercus y se plantea la necesidad de disponer de un diagnóstico preciso en cada caso para abordar dicho control con garantías, ya que no cabe encontrar soluciones únicas que resulten eficaces con independencia de la naturaleza del problema._____________________________________The forestry decline is a complex disease, as a result of the action of a changeable number of biotic and abiotic factors that cause a gradual and general deterioration of the affected trees, until their death. The factors involved in the Quercus decline in Andalusia are predisposing factors like silvic, climatic alterations as inciting factor, and insect pest and diseases as contributing factors. Between the diseases involved in oak decline stand out, in order of importance, the root roting caused by Phytophthora cinnamomi, the chancres of trunk and branches caused by Botryosphaeria spp. and the charcoal canker caused by Biscogniauxia mediterranea. Nevertheless, the first two diseases have a special effect on different zones of Andalusia in different ways, not associated with the decay. In this article we expose the available tools of disease control. We emphasizes the need of having a precise diagnosis in every case to approach the control with guarantees, since there is no chance of finding only one efficient solution regardless of the nature of the problem

Heterologous expression of AtNPR1 gene in olive for increasing fungal tolerance

The NPR1 gene encodes a key component of SAR signaling mediated by salicylic acid (SA). After a pathogen infection, the accumulation of SA releases NPR1 monomers in the cytosol that are translocated to the nucleus, activating the expression of pathogenesis-related (PR) genes. Overexpression of NPR1 has conferred resistance to fungal, viral and bacterial pathogens in several plant species. The aim of this research was to generate transgenic olive plants expressing the gene AtNPR1 from Arabidopsis thaliana to obtain material resistant to fungal pathogens. Three transgenic lines expressing AtNPR1 gene under the control of the constitutive promoter CaMV35S were obtained following the protocol of Torreblanca et al. (2010), using an embryogenic line derived from a seed of cv. Picual. Level of AtNPR1 expression in transgenic calli varied greatly among the different lines, being higher in the line NPR1-780. The elicitation of embryogenic calli in liquid medium with AS did not increase endochitinase activity, a PR protein. However, jasmonic acid induced a transient increase in chitinase activity after 24 h of treatment in all the lines, being the increment higher in transgenic NPR1 than in control. After maturation and germination of transgenic somatic embryos, plants were micropropagated and acclimated to ex vitro conditions. The expression of AtNPR1 did not alter the growth of transgenic plants neither in vitro nor in the greenhouse. Experiments are in progress to determine the resistance of transgenic AtNPR1 plants to V. dalihae and R. necatrix.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. Research projects: Plan Nacional AGL2014-52518-C2-1-R; AGL2017-83368-C2-1-R and Junta de Andalucía P11-AGR799

Genetic diversity and population structure of Ascochyta rabiei from the western Iranian Ilam and Kermanshah provinces using MAT and SSR markers

Knowledge of genetic diversity in A. rabiei provides different levels of information that are important in the management of crop germplasm resources. Gene flow on a regional level indicates a significant potential risk for the regional spread of novel alleles that might contribute to fungicide resistance or the breakdown of resistance genes. Simple sequence repeat (SSR) and mating type (MAT) markers were used to determine the genetic structure, and estimate genetic diversity and the prevalence of mating types in 103 Ascochyta rabiei isolates from seven counties in the Ilam and Kermanshah provinces of western Iran (Ilam, Aseman abad, Holaylan, Chardavol, Dareh shahr, Gilangharb, and Sarpul). A set of 3 microsatellite primer pairs revealed a total of 75 alleles; the number of alleles varied from 15 to 34 for each marker. A high level of genetic variability was observed among A. rabiei isolates in the region. Genetic diversity was high (He = 0.788) within populations with corresponding high average gene flow and low genetic distances between populations. The smallest genetic distance was observed between isolates from Ilam and Chardavol. Both mating types were present in all populations, with the majority of the isolates belonging to Mat1-1 (64%), but within populations the proportions of each mating type were not significantly different from 50%. Results from this study will be useful in breeding for Ascochyta blight-resistant cultivars and developing necessary control measures

Efecto de distintas fertilizaciones de fósforo en la resistencia de brinzales de encina y alcornoque a Phytophthora cinnamomi Rands.

The oomycete Phytophthora cinnamomi Rands is the mean responsible for oak decline in southern Spain. This paper investigates the relationship between phosphoric fertilization of Quercus ilex and Q. suber seedlings and resistance to the disease caused by Phytophthora cinnamomi. The study was conducted on holm oak and cork oak seedlings previously submitted to a phosphoric fertilization programme involving four different treatments, namely: Phosphate-A (3 mg P2O5 seedling), Phosphate-B (6 mg P2O5 seedling), Phosphite (0.15 mg de P2O5 seedling) and No Fertilization. Tests were conducted in greenhouse over a period of 7 months and a number of treatments to plants inoculated with Phytophthora cinnamomi Rands. were applied, assessing the changes in their morphological (viz. height, root and collar diameter, and secondary root biomass) and physiological characteristics (viz. leaf nutrient contents). Based on the results, phosphate failed to improve plant resistance to P. cinnamomi; by contrast, phosphite successfully avoided infection by this pathogen. In fact, the phosphitetreated plants exhibited a morphological and physiological status similar to or even better than that of the non-inoculated controls. The protective effect of phosphite against P. cinnamomi can be achieved by applying it during seedling cultivation in nurseries.El factor de contribución más virulento en el proceso de decaimiento forestal en el sur de la península ibérica es el Oomiceto Phytophthora cinnamomi Rands. Recientes investigaciones avalan el uso de fertilizaciones fosfóricas y fosfitos como fungicida contra Phytophthora cinnamomi. El objetivo general de este trabajo es estudiar el efecto de la fertilización fosfórica en brinzales de Quercus ilex y Q. suber sobre la resistencia a la podredumbre radical producida por P. cinnamomi. Se realizó un ensayo con brinzales de encina y alcornoque que previamente habían sido cultivados con un programa de fertilización fosfórica, dando lugar a cuatro tratamientos: Fosfato-A (3 mg P2O5 por planta), Fosfato-B (6 mg de P2O5 por planta), Fosfito (0,15 mg de P2O5 por planta) y no fertilizado. El ensayo se realizó en invernadero y tuvo una duración de 7 meses. Consistió en inocular las plantas de los distintos tratamientos con Phytophthora cinnamomi Rands. y estudiar la evolución de sus atributos morfológicos (altura, diámetro del cuello de la raíz y biomasa de raíz secundaria) y fisiológicos (contenido foliar de nutrientes). Los resultados mostraron que la fertilización con fosfatos no había mejorado la resistencia a la podredumbre radical causada por P. cinnamomi, mientras que el fosfito logró controlar totalmente la infección del patógeno, dando resultados negativos el reaislamiento de la especie fúngica inoculada en este tratamiento. Las plantas tratadas con fosfito presentaron un estado morfológico y fisiológico igual, y en algunos aspectos mejor, que el Control no inoculado. Se puede concluir que sería posible lograr una acción protectora frente a P. cinnamomi mediante el tratamiento con fosfitos durante el cultivo en vivero

Detecting Xylella fastidiosa in a machine learning framework using Vcmax and leaf biochemistry quantified with airborne hyperspectral imagery

The bacterium Xylella fastidiosa (Xf) is a plant pathogen that can block the flow of water and nutrients through the xylem. Xf symptoms may be confounded with generic water stress responses. Here, we assessed changes in biochemical, biophysical and photosynthetic traits, inferred using biophysical models, in Xf-affected almond orchards under rainfed and irrigated conditions on the Island of Majorca (Balearic Islands, Spain). Recent research has demonstrated the early detection of Xf-infections by monitoring spectral changes associated with pigments, canopy structural traits, fluorescence emission and transpiration. Nevertheless, there is still a need to make further progress in monitoring physiological processes (e.g., photosynthesis rate) to be able to efficiently detect when Xf-infection causes subtle spectral changes in photosynthesis. This paper explores the ability of parsimonious machine learning (ML) algorithms to detect Xf-infected trees operationally, when considering a proxy of photosynthetic capacity, namely the maximum carboxylation rate (Vcmax), along with carbon-based constituents (CBC, including lignin), and leaf biochemical traits and tree-crown temperature (Tc) as an indicator of transpiration rates. The ML framework proposed here reduced the uncertainties associated with the extraction of reflectance spectra and temperature from individual tree crowns using high-resolution hyperspectral and thermal images. We showed that the relative importance of Vcmax and leaf biochemical constituents (e.g., CBC) in the ML model for the detection of Xf at early stages of development were intrinsically associated with the water and nutritional conditions of almond trees. Overall, the functional traits that were most consistently altered by Xf-infection were Vcmax, pigments, CBC, and Tc, and, particularly in rainfed-trees, anthocyanins, and Tc. The parsimonious ML model for Xf detection yielded accuracies exceeding 90% (kappa = 0.80). This study brings progress in the development of an operational ML framework for the detection of Xf outbreaks based on plant traits related to photosynthetic capacity, plant biochemistry and structural decay parameters.This research was supported by grant: ITS2017-095: Design and Implementation of control strategies for Xylella fastidiosa, Project 5. Government of the Balearic Islands, Spain. Data collection was partially supported by the European Union's Horizon 2020 research and innovation program through gran agreement XF-ACTORS (727987).Peer reviewe

El emplomado del olvio, una grave enfermedad poco conocida

Tradicionalmente se ha confundido el repilo plomizo con el repilo y la antracnosis, denominándose con el nombre de vivo o vivillo a las tres enfermedades. Actualmente el emplomado o repilo plomizo se encuentra distribuido por todas las comarcas olivareras españolas y sus síntomas se aprecian en las hojas como manchas cloróticas en el haz y de color grisáceo en el envés, aunque también puede afectar a los frutos, peciolos y péndulos

Variabilidad morfológica y cultural de "Pseudocercospora cladosporioides", agente del emplomado del olivo

El Emplomado del olivo causado por el hongo Pseudocercospora cladosporioides, es una enfermedad importante y ampliamente distribuida en todas las regiones olivareras del mundo, pero muy poco conocida. La escasa información disponible sobre esta enfermedad ha motivado que se inicie una línea de investigación sobre su etiología, epidemiología y control, en la que se enmarca el presente trabajo cuyo objetivo general es caracterizar aislados del patógeno por su morfología y estudiar el efecto de diferentes medios de cultivo y de la temperatura sobre el crecimiento in vitro de diversos aislados. El método más rápido, fácil y efectivo para la obtención de aislados a partir de tejidos infectados y de cultivarlos in vitro resultó ser mediante transferencia directa de conidias a placas del medio de cultivo Patata-Dextrosa-Agar; sin embargo, la consecución de colonias se ve restringida por determinadas causas que impiden o dificultan su aislamiento en periodos distintos a los de invierno u otoño. En ningún caso las colonias obtenidas produjeron conidias, por lo que la caracterización morfológica se ha realizado sobre las conidias formadas en las lesiones de las hojas afectadas. Se han estudiado un total de 59 aislados de olivo, obtenidos de zonas olivareras de España y Marruecos, así como 4 aislados de P. ceratoniae procedentes de algarrobo (Ceratonia siliqua L.) para la comparación con los anteriores. Los resultados muestran diferencias significativas entre los aislados para cada uno de los parámetros evaluados y mostraron una clara separación entre las dos especies. Los estudios de crecimiento sobre distintos medios de cultivo han puesto de manifiesto que el PDA diluido resulta válido para realizar estudios sobre el efecto de distintos factores en el crecimiento micelial del hongo. Además estos estudios han demostrado que la luz no influye significativamente sobre el crecimiento del hongo. El patrón de crecimiento in vitro de 5 aislados de P. cladosporioides a distintas temperaturas puso de manifiesto una temperatura mínima algo inferior a 5ºC, la óptima alrededor de los 21-22.5ºC y la máxima cercana a los 30ºC. Asimismo, estos estudios han demostrado que existen claras diferencias para la tasa de crecimiento entre los diferentes aislados estudiados