Development of a leaf symptom-based screening method for seed treatments with activity against Tilletia caries and application of the method using microbial antagonists
The efficacy of seed treatments against common bunt (causal organisms Tilletia caries (DC) Tul. [syn. T. tritici (Bjerk.) Wint.] and T. foetida (Wallr.) Liro. [syn. T. laevis Kühnl) is generally determined in field experiments based on the presence of bunted ears. While chis method is most accurate, it has rhe disadvantage of the long interval required until the ear symptoms can be read. One aim of the present study was co develop a method char would be fast and allow rhe evaluation of the efficacy of potential seed treatments under controlled conditions with reasonable accuracy. The experiments were carried out with the wheat cv. 'USU Apogee'. T his cultivar has a fast development, is highly susceptible co bunt, and infected planes can be identified by chlorotic flecking on leaf sheaths and blades. In leaves from planes expressing these early symptoms, the fungal mycelium was primarily observed in symptomatic leaf areas, indicating a close relationship between flecking and presence of the fungus. Mycelium could also be detected in macroscopically healthy areas of the leaf, but co a much lesser degree. On average of fi ve tests, 88 % of the plants with leaf symptoms also developed the ear symptom. Based on racing of leaf symptoms, a maximum of 6 % of rhe planes were falsely classified as healthy. This error was acceptable in view of the potential of the method to screen large numbers of treatments in a relatively short time. Using leaf symptoms as an indicator for infection, a total of 243 micro-organisms (153 bacteria (mainly Gram-negative rods), 49 accinomyceces and 41 strains of Trichoderma) were evaluated in pot tests for their ability co protect against bunt when applied as seed trearmencs. Within all groups of micro-organisms, certain isolates reduced the number of infected planes. The proportion was highest among the isolates of Trichoderma. Of the tested bacteria and actinomycetes, about one half reduced the incidence of diseased planes compared to the controls, whereas the other half caused an increase. When specific isolates were re-tested, the results tended co be more variable among the bacteria than among the Trichoderma-isolates and the actinomycetes. In replicated tests with selected strains, consistent control of T. caries was obtained with the Trichoderma-isolates. The results were more variable with the selected actinomycetes, with the exception of strain FZB53. Compared co the uncreated control, seed treatment with this isolate resulted in a statistically significant increase in the number of healthy planes in four out of five experiments.
Die Wirksamkeit von Saatgutbehandlungsmitteln gegen Steinbrand (hervorgerufen durch Tilletia caries (DC) Tul. [syn. T. tritici (Bjerk.) Wint.] und T. foetida (Wallr.) Liro. [syn. T. laevis Kühn]) wird üblicherweise in Feldversuchen anhand des Ährenbefalls ermittelt. Dieses Verfahren ist sehr exakt, hat aber den Nachteil, dass zwischen Aussaat und Erscheinen des Ährensymptoms ein langer Zeitraum liegt. Daher war es ein Ziel der vorliegenden Arbeit, eine Methode zu entwickeln, mit der sich die Wirksamkeit potentieller Saatgutbehandlungsmittel bei hinreichender Genauigkeit schnell und unter kontrollierten Bedingungen ermitteln lässt. Die Versuche wurden mit der Weizensorte 'USU Apogee' durchgeführt. Diese Sorte hat eine schnelle Entwicklung, ist hochanfällig gegenüber Steinbrand, und infizierte Pflanzen sind an chlorotischen Flecken an Blattscheiden- und spreiten zu erkennen. In Blättern von Pflanzen mit solchen Frühsymptomen wurde Pilzmyzel bevorzugt in symptomatischen Blattbereichen gefunden, was auf einen engen Zusammenhang zwischen der Gegenwart des Pilzes und den Chlorosen hinweist. Myzel konnte aber auch in makroskopisch gesunden Blattbereichen gefunden werden, allerdings mit sehr viel geringerer Häufigkeit. Im Durchschnitt von fünf Versuchen entwickelten 88 % der Pflanzen mit Frühsymptomen auch das Ährensymptom. Basierend auf der Abwesenheit von Frühsymptomen wurden maximal 6 % der Pflanzen fälschlicherweise als gesund eingestuft. Im Hinblick auf die Möglichkeit, eine große Anzahl von Behandlungsverfahren in kurzer Zeit testen zu können, erscheint diese Fehlerquote jedoch akzeptabel. Anhand der Frühsymptome wurden insgesamt 243 Mikroorganismen (153 Bakterien (vorwiegend Gram-negative Stäbchen), 49 Akrinomyceten und 41 Trichoderma-Isolate) in Topfversuchen als Saatgurbehandlungsmittel gegen Steinbrand überprüft. In allen Gruppen gab es Isolare, die die Anzahl infizierter Pflanzen reduzierten. Ihr Anteil war bei den Trichoderma-lsolaten am höchsten. Von den getesteten Bakterien und Akrinomyceten reduzierte etwa die Hälfte der Isolate die Anzahl der infizierten Pflanzen, während die andere Hälfte sie erhöhte. Bei wiederholter Testung bestimmter Isolace war die Variabilität bei den Bakterien größer als bei den Trichoderma-Isolaten und den Akcinomycecen. In zwei Versuchen mit ausgewählten Isolaten führte die Saatgutbehandlung mit den gewählten TrichodermaIsolaten zu einer signifikanten Befallsverminderung. Im Falle der ausgewählten Akcinomyceten waren die Ergebnisse weniger konsistent. Eine Ausnahme bildete der Stamm FZB53. Er führte in vier von fünf Versuchen zu einer signifikanten Befallsminderung.
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