P. D. S. Caligari

A glasshouse progeny test for resistance to tuber blight (Phytophthora infestans)

SummaryThe susceptibility to tuber blight (Phytophthora infestans) of seedling progenies from ten crosses involving resistant and susceptible parents was assessed by inoculating tubers grown in the glasshouse and in the field. The mean level of tuber blight in each progeny corresponded with the resistance category of the cross, and the rank order of increasing susceptibility was almost identical in both tests. It is suggested that two samples of ten glasshouse-grown seedlings, each seedling providing two tubers harvested as the plants begin flowering, is an adequate sample size on which to predict the tuber blight susceptibility of a progeny.ZusammenfassungDie Anfälligkeit gegen Knollenbraunfäule von 10 Nachkommen, einmal von Knollen im Gewächshaus angezogener Sämlinge (1984), zum anderen von im Feld gewachsener Pflanzen (1985), wurde verglichen. Vier Nachkommen von resistenten Eltern, drei von anfälligen Eltern und drei aus ‘resistent x anfällig’-Kreuzungen (Tabelle 1) wurden in zwei Blocks von 40 Pflanzen 9 Wochen lang in 10 cm-Töpfen angezogen. Acht Proben von 10 Pflanzen wurden von jedem Nachkommen entnommen (und zwei Knollen von jedem Topff zu Beginn der Blüte Anfang September), durch Tauchen in eine Zoosporen-Suspension vonPhytophthora infestans inokuliert, und 8 Tage danach die Anzahl der infizierten Knollen festgestellt. Der mittlere Grad von Braunfäule bei jedem Nachkommen entsprach der Resistenzgruppe der Kreuzung (Tabellen 2 und 3).Im Gewächshaus angezogene Knollen der gleichen Nachkommen wurden im Feld in zwei Wiederholungen (Blocks) mit 16 bzw. 23 Sämlingen je Nachkommen ausgepflanzt. Die beiden Blocks wurden mit Schwester-Knollen bepflanzt, so dass jeder Sämling in beiden Blocks vorhanden war. Die Knollen wurden nach 16 Wochen geerntet, danach inokuliert und wie zuvor geschildert ausgewertet. Die Rangfolge mit ansteigender Anfälligkeit war in beiden Tests fast identisch (Tabelle 2).Daraus wird geschlossen, dass zwei Partien von 10 Sämlingen mit je 2 Knollen eine angemessene Probengrösse zur Vorhersage der Knollenfäule-Anfälligkeit eines Nachkommens darstellen (Tabelle 4). Der Test ist schnell und einfach in der Handhabung und ermöglicht in Verbindung mit einer Prüfung der Krautfäuleanfälligkeit die Möglichkeit einer Auslese sowohl auf Krautfäule als auch auf Knollen-Braunfäule im gleichen Jahr.RésuméLa sensibilité de 10 lignées au mildiou du tubercule est évaluée à partir de tubercules issues de plantules cultivées en serre (1984) et en plein champ (1985). Quatre lignées de parents résistants, 3 de parents sensibles et 3 de croisements résistant x sensible (tableau 1) sont cultivés dans deux blocs de 40 plantes mises en pots de 10 cm pendant 9 semaines. Huit échantillons de dix plantes sont prélevés dans chaque lignée et deux tubercules sont retirés de chaque pot au premier stade de la floraison début septembre, puis inoculés par trempage dans une suspension de zoospores deP. infestans; le nombre de tubercules contaminés est enregistré après 8 jours. Le niveau moyen de contamination dans chaque lignée correspond à la catégorie de résistance du croisement (tableaux 2 et 3).Les tubercules issus de la serre et appartenant aux mêmes lignées sont plantés en plein champ dans deux blocs, chacun comprenant deux échantillons de 16 à 23 plantules par lignée. Les deux blocs sont plantés avec des tubercules dun même pied, de sorte quil y a deux répétitions pour chaque plantule. Les tubercules sont récoltés après 16 semaines puis inoculés et notés comme précédemment. Le classement par ordre croissant de sensibilité est pratiquement identique dans les deux tests (tableau 2).En conclusion, deux lots de 10 plantules, chacune produisant deux tubercules, constituent un échantillon approprié pour analyser la sensibilité dune lignée au mildiou des tubercules (tableau 4). Le test est simple et rapide, et combiné au test sur feuille, il offre la possibilité de détecter la résistance au mildiou des feuilles et des tubercules dans la même année.

A seedling progeny test for resistance to potato foliage blight (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary)

SummaryBatches of 25 seedlings from progenies representing a range of resistance to foliage blight were exposed toP. infestans in a glasshouse seedling test, the surviving seedlings grown on and the tubers harvested. Two tubers of 15 clones of 51 such progenies chosen to represent a range of resistance from high to low were grown in a field trial. An equal number of clones from unexposed populations of the same progenies were included. The mean level of resistance of each exposed progeny was higher than its unexposed counterpart, and there was a high correlation between the seedling score and the field score of unexposed progenies. The mean field scores were higher and variances lower in exposed populations, indicating that truly susceptible seedlings had been eliminated by the seedling test and confirming the validity of this test for assessing horizontal resistance to late blight.ZusammenfassungAnhand eines umfangreichen Kreuzungsplanes wurden Samen aus 220 Nachkommenschaften, die sowohl gegen Krautfäule resistente Klone als auch Sorten mit unterschiedlichen Resistenzgraden enthielten, erzeugt. Zwei Töpfe, von denen jeder 25 Sämlinge derselben Nachkommenschaft enthielt, wurden besprüht mit der Rasse 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11 vonPhytophthora infestans, wie bei Stewart et al. (1983) beschrieben. Nach 7 Tagen wurde der Gesamt-Infektionsgrad bewertet mittels einer 1–4 Skala mit sinkender Anfälligkeit, und wurden die stark infizierten und abgestorbenen Sämlinge entfernt. Die überlebenden Pflanzen wurden mit Fungizid besprüht und danach in Einzeltöpfe verpflanzt, in denen sie bis zur Abreife blieben. Die Knollen wurden geerntet. Zwei Töpfe mit Sämlingen wurden ohne Behandlung mitP. infestans in gleicher Weise verpflanzt.Mit Hilfe der mittleren Werte der beiden behandelten Wiederholungen wurde jede Nachkommenschaft den Kategorien 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 oder 4.0 zugeordnet. Acht Nachkommen in jeder Kategorie (ausser der ersten beiden) wurden in einem Feldversuch ausgepflanzt. Jede Nachkommenschaft war durch zwei Knollen von 30 Klonen vertreten: 15 Überlebende aus dem Krautfäuletest und 15 nicht-behandelte Klone. Die Knollen wurden in zwei Blöcken randomisiert, jeder enthielt 1340 Pflanzen in 17 Reihen. Jede dritte Reihe wurde mit der Sorte King Edward bepflanzt, die Anfang Juli mitP. infestans inokuliert worden war. Der Befallsgrad an Krautfäule wurde im August in Intervallen bewertet nach der 1–9 Skala von Malcolmson (1976) mit ansteigender Resistenz.Die am 30. August ermittelten Daten von 30 Knollen der acht über den Versuch verteilten Kontrollsorten sind in Tabelle 1 dargestellt. Im Vergleich zu veröffentlichten Daten zeigen sie eine zufriedenstellende Rangordnung. Tabelle 2 zeigt die Varianzanalyse der Krautfäule-Werte der nicht-behandelten Proben von Nachkommen. Sie zeigt signifikante Variationen zwischen Nachkommenschaften innerhalb der Sämlingstest-Kategorien, zwischen Geschwistern innerhalb der Nachkommenschaften und zwischen Kategorien. In Tabelle 3 ist der durchschnittliche Krautfäule-Index behandelter und nicht-behandelter Populationen jeder Nachkommenschaft aufgelistet, entsprechend ihrer Klassifizierung im Sämlingstest. Feld- und Sämlingstest korrelieren im hohen Masse, und der durchschnittliche Grad an Resistenz jeder behandelten Probe ist höher als der von entsprechenden, nicht-behandelten Proben, zumal ihre Variation geringer ist.Auf diese Weise ergab ein Sämlingstest zuverlässige Bewertungen der Resistenz reifer Pflanzen und kann zur Eliminierung anfälliger Sämlinge in frühen Stadien von Züchtungsprogrammen herangezogen werden. Er kann zudem als Methode zur Prüfung von Nachkommenschaften mit umfangreichem Elternanteil dienen, um die besten Kombinationen für weitere Züchtung zu identifizieren, wobei die Selektion eher auf dem Genotyp als dem Phänotyp beruht.RésuméDes semences de 220 lignées sont obtenues par un programme de croisements de façon à obtenir des clônes résistants au mildiou du feuillage et des variétés présentant différents degrés de résistance. Deux pots, contenant chacun 25 plantules de la même lignée, sont pulvérisés avec les races 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, dePhytophthora infestans suivant la méthode décrite par Stewart et al. (1983). Après 7 jours, les différentes contaminations sont notées pour chaque pot, selon une échelle l à 4 de sensibilité décroissante; les plantules détruites ou sévèrement atteintes sont retirées. Les plantes restantes sont traitées avec un fongicide et transplantées dans des pots individuels puis laissés jusquà maturité. Les tubercules sont ensuite récoltés. Deux pots de plantules ont été transplantés en labsence de contamination parP. infestans.A partir de la note moyenne des deux répétitions, on attribue à chaque lignée une catégorie 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5 ou 4.0. Huit lignées dans chaque catégorie (sauf pour les deux premières où il y en a moins) sont ensuite plantées dans un essai de plein champ. Chaque lignée est représentée par 30 clones de 2 tubercules: 15 clônes ayant survécu au test mildiou et 15 clônes non contaminés. Les tubercules sont plantés de façon aléatoire dans 2 blocs comprenant chacun 1340 plantes sur 17 rangs. La variété King Edward plantée sur chaque troisième rang, a été inoculée avecP. infestans en début juillet. La gravité du mildiou sur feuille est mesurée au cours du mois daoût, suivant léchelle 1 à 9 de résistance croissante de Malcolmson (1976).Les résultats obtenus le 30 août à partir de tubercules provenant de 8 variétés prises comme témoins et réparties à travers lessai, sont regroupés dans le tableau 1 et sont en concordance avec des résultats déjà publiés. Le tableau 2 donne lanalyse de variance résultant des notations de mildiou sur les lots non contaminés. On observe une différence significative entre les lignées au sein dune même catégorie, entre les individus dune même lignée et entre les catégories. Le tableau 3 regroupe les notations de mildiou sur les populations contaminées et non contaminées de chaque lignée, selon leur classification par le test de résistance à partir des plantules. Les notes obtenues en plein champ et par le test de résistance à partir des plantules sont correlées de façon ha⫲tement significative et le niveau moyen de résistance de chaque lot contaminé est supérieur à celui du lot correspondant non contaminé, bien que la variance soit plus faible.Le test de résistance à partir des plantules donne une bonne estimation de la résistance des plantes à maturité et il peut être utilisé pour supprimer les plantules sensibles à un stade précoce dans un programme de sélection. Il peut être un moyen rapide pour tester un nombre important de lignées en identifiant les combinaisons les meilleures dans la poursuite de la sélection, cette dernière étant fondée sur le génotype plutôt que le phénotype.

The effects ofAlternaria solani andVerticillium dahliae on potatoes growing in Israel

SummaryThe effects of two major fungal diseases of potatoes growing in hot climates, early blight (Alternaria solani) and Verticillium wilt (Verticillium dahliae), were investigated in field trials. Large populations of clones were grown in the Negev, Israel in the Spring and Autumn seasons of three years, 1983, 1984 and 1985. Although symptoms of the diseases were seen in both seasons they were less severe in the Autumn. The effects ofA. solani on yield, when expressed as percent of the control plot yield were also less in the Autumn than the Spring. WithV. dahliae, however, the proportional effect on yield was greater in the Autumn. The decreases in yield associated with the two diseases were examined in terms of losses to the grower. The advantages of breeding for resistance/tolerance to these diseases were clear, emphasising the need for suitable screening techniques.

Assessing the resistance to gangrene of progenies of potato (Solanum tuberosum L.) from parents differing in susceptibility

SummaryThe resistance to gangrene (caused byPhoma exigua var.foveata) of progenies from two hybridisation schedules involving cultivars resistant, susceptible, or of intermediate reaction to gangrene was assessed. Two methods of sampling tubers from field-grown single-plant plots of 18 clones representing each progeny were used: one tuber was taken from each plant, and a bulk sample of 18 tubers was selected at random from the whole progeny. Gangrene resistance was assessed after incubating tubers which had been rolled in cornmeal-sand inoculum ofP. exigua var.foveata, and was expressed as a percentage of tubers infected. Results from the two methods of sampling correlated closely, and agreed well with tests in a subsequent year on 10-tuber samples of each individual clone.It is concluded that an 18-clone sample adequately represented each progeny, and that the mid-parent gangrene score satisfactorily predicted the resistance of the resulting progeny. There are indications that susceptibility tended to be dominant. The implication of these findings to breeding for resistance to gangrene is discussed.

Screening for field resistance to early blight (Alternaria solani) in potatoes

Summary27 clones were trialled in the Negev, Israel, in the Spring and Autumn seasons of 1984 and 1985, in a control area (kept disease free) and an Alternaria area (artificially infected withA. solani). Disease symptoms and maturities were assessed. Significant variation in symptom expression was detected between clones and seasons, as well as a significant interaction of clones by years by seasons. The symptoms showed low correlations between seasons but were larger between years within the same season.The clones displayed a range of maturity scores and it was demonstrated that these showed a relationship with the variation in observed disease symptoms. The deviation of symptom expression from a linear relation with maturity was taken to reflect a clones actual resistance or susceptibility. The results showed agreement over years and it was suggested that such trials and methods of assessment might provide the basis for screening large numbers of clones.

Assessing the resistance of potatoes to powdery scab (Spongospora subterranea (Wallr.) Lagerh.)

SummaryThe reaction of nine cultivars to infection bySpongospora subterranea (powdery scab) was studied in two successive years of trials in naturally infested field soil and in artificially-inoculated field soil contained in brick-sided beds. The incidence of infection was recorded on a 1–9 scale, with complete absence of the disease scoring 9. The correlation coefficient (r) between scores from bed and field was 0.84 (1985) and 0.81 (1986). The field test gave satisfactory discrimination between resistant and susceptible cultivars in only one year, but the bed test gave good results in both years and is suggested as a small-scale alternative to field trials for this disease.

Confirmatory evidence for the efficacy of a seedling progeny test for resistance to potato foliage blight (Phytophthora infestans (Mont.) de Bary)

SummaryExamination of the field resistance to foliage late blight of a population of selected potato clones has clearly demonstrated the efficiency of a seedling blight screen in eliminating susceptible material from that population. The subsequent selection from amongst survivors of the screen of agronomically superior material compares favourably with an unexposed sample of the same population, confirming the applicability of a seedling screen in a breeding programme.

A glasshouse progeny test for resistance to gangrene (Phoma foveata)

SummaryTubers were obtained from 80 glasshouse-grown seedlings of each of twelve progenies, inoculated withPhoma foveata Foister, and the mean percentage of infected tubers recorded. There was a good correlation (r=0.798) between this assessment and that made previously on field-grown tubers of eleven of the progenies. A gangrene test on glasshouse-grown tubers is suggested as a more rapid means of identifying progenies with useful levels of resistance.

Assessment of a glasshouse test for measuring the resistance of potato cultivars to common scab

SummaryResistance to common scab was assessed on 19 cultivars in a glasshouse in pots containing naturally-infested sandy soil, diluted or not with river sand. Disease assessments by directly scoring the produce of the pots on a 1–9 scale of increasing resistance was as satisfactory as calculating the percentage of infected tubers after estimating the amount of common scab on each tuber. Tubers from plants growing in sandy soil diluted to 50%, as described, gave a wider variation in scab score between cultivars and a reduced error variance compared with undiluted sand. The data from the 50% mixture also correlated more closely with scab resistance scores provided by other sources. It is calculated that the use of 12 replicate plants would permit the detection of a difference in mean resistance of 1.3 points on a 9-point scale.ZusammenfassungDie Resistenz gegenüber Kartoffelschorf (Streptomyces scabies) wurde in mehr als 2 Jahren im Gewächshaus nach der Methode von Bjor & Roer (1980) bestimmt. Dafür wurden die Saatknollen von 9 (1982) bzw. 19 (1983) Sorten in 10 cm-Töpfe mit natürlich befallenem sandigen Boden gepflanzt, der entweder mit gleichem Volumen Flussand versetzt war oder ungemischt blieb. Die Töpfe wurden in Beete mit Pflanzerde gesetzt, die durch Tröpfchenbewässerung versorgt wurden, so dass der Boden in den Töpfen trocken blieb. Die Wurzeln der Pflanzen wuchsen durch den Topfboden in die darunter liegende Erde. 1982 wurden 12 Wiederholungen und 1983 6 Wiederholungen pro Sorte für jedes der beiden Beete mit den entsprechenden Sandtypen angesetzt.Die Bonitur des Krankheitsbildes erfolgte bei der Ernte sowohl durch direkte Einstufung der Knollen eines jeden Topfes in eine 1–9 Skala (mit zunehmender Resistenz) als auch an Hand der prozentualen Anteile infizierter Knollen (definiert als Befall auf mehr als 1/32 der Oberfläche).1983 ergaben sich gesicherte Unterschiede bei der direkten Einstufungsmethode zwischen den Beeten mit dem selben Sandtyp, der grösste Teil der Unterschiede war jedoch zwischen den Beeten mit unterschiedlichen Sandtypen zu beobachten (Tab. 1, a). Wechselwirkungen zwischen Beeten und Sorten wurden nicht gefunden, was anzeigt, dass sich die Sorten in beiden Böden gleichartig verhielten.Die Einstufung der infizierten Knollen (die Werte wurden einer Winkeltransformation unterzogen, Tab. 1, b) ergab das gleiche Bild, obgleich die Wiederholungen zusammengefasst worden waren und nur die Einzelwerte der Beete und der Sorten verglichen werden konnten. Die in beiden Jahren jeweils getrennt vorgenommenen Untersuchungen der 2 Sandtypen (Tab. 2) weisen darauf hin, dass bei beiden Einstufungsmethoden die 50%ige Mischung im Vergleich zum ungemischten Sand eine grössere Variabilität bei der Einstufung von resistenten und anfälligen Sorten, aber einen geringeren Zufallsfehler ergab. Die Resistenzeinstufung mittels der Sandmischung korrellierte auch besser mit den Schätzwerten aus einem Feldversuch mit gleichem Sandboden, dem das Inokulum aus dem Gewächshaustest zugesetzt worden war und ausserdem mit den Werten aus den amtlichen Quellen (Tab. 3).Zur Bestimmung der Schorfresistenz von Züchterklonen wird die Verwendung gemischter befallener Felderde und Anwendung der einfachen direkten Einstufung als ein brauchbarer Test empfohlen. Die Tab. 4 zeigt die notwendige Anzahl von Wiederholungen (d.h. Töpfe), um einen belegbaren Unterschied in der Anfälligkeit aus der 1–9 Skala zu begründen; z.B. 12 Wiederholungen würden eine Differenz von 1, 3 Punkten in der Skala ergeben.RésuméLa résistance à la gale commune (Streptomyces scabies) est évaluée pendant 2 ans en serre par une méthode similaire à celle de Bjor et Roer (1980). Des tubercules de semence de 9 (1982) et 19 (1983) variétés sont cultivés dans des pots de 10 cm, contenant un sol sableux naturellement contaminé, atténué ou non par un volume équivalent de sable de rivière. Les pots sont placés sur des billons de terre végétale avec une irrigation par goutte à goutte de façon à garder un sol sec dans les pots. Les racines traversent le fond du pot et se développent dans le billon. Douze répétitions par variété en 1982 et six en 1983 ont été retenues pour chacune des conditions composées par les deux types de sable.Les évaluations de la maladie sont données à la récolte par une notation directe pour chaque pot, selon une échelle de 1 à 9 de résistance croissante, ainsi que par un calcul de pourcentage de tubercules contaminés (définis comme ayant plus de 1/32 de leur surface contaminée) à partir de lensemble des répétitions par condition, pour chacune des variétés.En 1983, la méthode par notation directe a montré des différences significatives entre les billons dun même type de sable (tab. 1, a), ce facteur (c.a.d. le niveau dinoculum) expliquant la plus large part de la variation entre les billons. Linteraction entre billons et variétés nest pas significative, ce qui indique que les variétés sont classées de façon similaire pour chaque billon.Le comptage du nombre de tubercules contaminés (valeurs indiquées dans le tabl. 1, b après conversion angulaire) a donné une image similaire, bien que seuls les billons et les variétés ont pu être examinés, les répétitions ayant été regroupées. En analysant les deux types de sable séparément au cours des deux dernières années (tabl. 2), il apparaît quavec les deux méthodes de notation, le mélange à 50% donne un plus grand écart entre les variétés sensibles et résistantes, lécart type étant également plus faible, comparé à celui du sable non atténué. Les valeurs de résistance obtenues par le mélange sont également mieux correlées aux évaluations faites en essai de plein champ dans le même sol sableux ayant fourni linoculum pour le test en serre, ainsi quaux valeurs données par des sources officielles (tabl. 3).Lutilisation dun sol contaminé atténué et dune méthode directe de notation peut donc être suggérée comme test adapté aux mesures de résistance à la gale commune pour les clônes de sélection. Le tabl. 4 montre le nombre de répétitions (c.a.d. de pots), nécessaires pour détecter une différence sur léchelle de 1 à 9 au niveau des seuils de sensibilité; par exemple 12 répétitions permettent de mettre en évidence une différence de 1,3 points sur léchelle.