Występowanie grzybów z rodzaju Neotyphodium i Epichloe w kostrzewie łąkowej i kostrzewie czerwonej w Polsce oraz selekcja endofitów jako potencjalnych czynników biologicznej ochrony traw

Neotyphodium and Epichloë endophytes often influence beneficially on the host plant. Thus, could be used as a biological factor enhancing grass growth and resistance to stress factors. A detailed study was made to: (i) determine the infestation of genotypes of meadow fescue and red fescue, which occur in natural grass communities, in Poland by the Neotyphodium/Epichloë endophytes, (ii) define the level of ergovaline, a toxic alkaloid produced by active associations, (iii) determine the activity of antagonistic distinguishing isolates of endophytic fungi against selected microorganisms. There were analysed 204 genotypes of meadow fescue and 171 genotypes of red fescue. Mean frequency of the infection with endophytes was 74.5% and 64.3% respectively. Ergovaline was produced by 77% of E+ meadow fescue genotypes and 80.9% of red fescue genotypes. Mean content of the alkaloid was 0.202 and 0.151 μg·g DM-1 respectively. FpII30, FpII67, FpII77, FpII168 and FrII82 demonstrated a high ability for protection of the host grasses from all the tested pathogens. These isolates due to high antimicrobial activity and a lack of ergovaline production have a great potential for biological control of grasses.Endofity z rodzaju Neotyphodium i Epichloë często wpływają pozytywnie na roślinę żywicielską, dlatego mogą być wykorzystane jako biologiczny czynnik poprawiający wzrost traw oraz ich odporność na czynniki stresowe. Szczegółowe badania podjęto w celu: (i) określenia zasiedlenia genotypów kostrzewy łąkowej i kostrzewy czerwonej występujących w naturalnych zbiorowiskach trawiastych w Polsce przez endofity z rodzaju Neotyphodium/Epichloë, (ii) określenia poziomu ergowaliny, toksycznego alka-loidu produkowanego przez aktywne asocjacje, (iii) określenia aktywności antagonistycznej wyróżniających się izolatów grzybów endofitycznych w stosunku do wybranych mikroorganizmów. Badano 204 genotypy kostrzewy łąkowej i 171 genotypów kostrzewy czerwonej. Średnie zasiedlenie badanych gatunków traw przez endofity wynosiło odpowiednio 74,5% i 64,3%. Ergowalinę produkowało 77% zasiedlonych genotypów kostrzewy łąkowej i 80,9% genotypów kostrzewy czerwonej. średnia zawartość alkaloidu wynosiła odpowiednio 0,202 i 0,151 μg·g DM-1. Izolaty FpII30, FpII67, FpII77, FpII168 i FrII82 wysoce skutecznie chroniły roślinę żywicielską przed wszystkimi testowymi patogenami. Izolaty te, ze względu na swoją dużą aktywność antygrzybową oraz brak zdolności produkowania ergowaliny mogą zostać wykorzystane do biologicznej ochrony traw

Volatile induction of infected and neighbouring uninfected plants potentially influence attraction/repellence of a cereal herbivore

Pathogen infection can induce plant volatile organic compounds (VOCs). We infected ‘McNeal’ wheat and ‘Harrington’ barley with a Fusarium spp. blend (F. graminearum, F. avenaceum and F. culmorum). Both cereals had the greatest VOC induction 14 days after pathogen innoculation, only slightly lower induction occurred at 7 days, but displayed no induction at 1 days. The induced VOC bouquet for both cereals included six green leaf volatiles (GLVs; e.g. (Z)-3-hexenol and (Z)-3-hexenyl acetate), four terpenes (linalool, linalool oxide, (Z)-β-ocimene and (E)-β-caryophyllene) and benzyl acetate. Neighboring, uninfected individuals of both cereals had significant VOC induction when exposed to an infected, conspecific plant. The temporal pattern and VOC blend were qualitatively similar to infected plants but with quantitative reductions for all induced VOCs. The degree of neighbouring, uninfected plant induction was negatively related to distance from an infected plant. Plant VOC induction in response to pathogen infection potentially influences herbivore attraction or repellency. Y-tube tests showed that herbivorous female and male Oulema cyanella Voet. (Chrysomelidae: Coleoptera) were significantly attracted to (Z)-3-hexenal and (Z)-3-hexenyl acetate at 300 and 1500 ng/h but were repelled by both GLVs as well as (Z)-β-ocimene and linalool at 7500 ng/h. These O. cyanella behavioral responses were significantly at higher concentrations than those emitted by single plants with pathogen-induced VOCs, so adults might only be able to respond to a dense group of infected plants. Also, O. cyanella dose responses differ from the previously tested congeneric O. melanopus (cereal leaf beetle), which was attracted to three VOCs induced by Fusarium infection of maize, barley and wheat. Future behavioral tests may indicate whether different herbivore dose responses measured with each VOC singly can help to predict attraction or repellency to injured and uninjured VOC bouquets from different host plant species