Oospore viability and variation in zoospore and hyphal tip derivatives of the hybrid alder Phytophthoras

Authors


BRASIER e-mail: c.brasier@forestry.gsi.gov.uk

Abstract

Oospore viability, oospore germinability, and phenotypic variation among zoospore and hyphal tip derivatives of the standard and natural variant types of the hybrid alder Phytophthoras were investigated. Oospore viability in the standard hybrid, estimated by the tetrazolium bromide method, was low (≈ 31–36%). No germination was observed in more than 4000 oospores, although germination did occur in the Phytophthora cactorum, Phytophthora citricola and Phytophthora cambivora controls. This is consistent with the known meiotic irregularities in this hybrid. Mean oospore viabilities in the natural variants were significantly different (p < 0.001), ranging from approximately 24% in the UK variant to approximately 75% in the Dutch variant. Again, no oospore germination was observed. Zoospore and hyphal tip derivatives of the standard hybrid and of the Swedish and Dutch variants resembled the ‘parent’ isolate in phenotype. The derivatives of the German and UK variants, however, often differed from the parent type. Those of the UK variant were extremely and continuously variable in colony patterns, growth rates, temperature–growth relationships and fertility levels. Although these results do not support the view that the natural variants arise as genetic breakdown products of the standard hybrid, this possibility cannot yet be excluded. The apparent inviability of the oospores suggests that the mycelium and zoospores are mainly responsible for the survival and spread of the alder Phytophthoras in the field.

Abstract

Viabilité des oospores et variations chez les zoospores et l’extrémité des hyphes, chez les Phytophthoras hybrides de l’aune

La viabilité des oospores, leur aptitude à germer, et les variations phénotypiques des zoospores et de l’extrémité des hyphes ont étéétudiées chez le type standard et les variants naturels des Phytophthoras hybrides de l’aune. La viabilité des oospores de l’hybride standard, estimée par la méthode au bromide de tétrazolium, était faible (environ 31–36%). Aucune germination n’a été observée parmi plus de 4000 oospores, alors que la germination avait lieu chez Phytophthora cactorum, Phytophthora citricola et Phytophthora cambivora pris comme témoins. Ceci est cohérent avec les irrégularités méiotiques connues chez cet hybride. La viabilité moyenne des oospores des variants naturels était significativement différente (p < 0001), allant de 24% chez le variant de la Grande-Bretagne à 75% chez celui des Pays-Bas; aucune germination d’oospore n’a non plus été observée. Les zoospores et l’extrémité des hyphes de l’hybride standard et des variants de Suède et des Pays-Bas ressemblaient phénotypiquement à l’isolat ‘parent’. Les variants d’Allemagne et de la Grande-Bretagne, cependant, différaient souvent du type parental. Le variant de la Grande-Bretagne était extrêmement variable et de façon continue, pour l’aspect des colonies, la vitesse de croissance, les relations croissance-température, et les niveaux de fertilité. Ces résultats ne confirment pas l’idée que les variants naturels se forment par altération génétique de l’hybride standard, mais cette possibilité ne peut pas encore être exclue. La non viabililité apparente des oospores suggère que le mycélium et les zoospores sont le principaux responsables de la survie et de la dispersion des Phytophthoras de l’aune dans la nature.

Abstract

Oosporenvitalität und Variation von Hyphenspitzenkulturen bei Phythopthora-Hybriden an Erlen

Die Vitalität und Keimfähigkeit der Oosporen sowie die phaenotypische Variation bei Isolaten aus Zoosporen und Hyphenspitzen wurden beim Standardtyp und bei natürlich vorkommenden Varianten der Phythophthora-Hybriden, die an Alnus vorkommen, untersucht. Die Vitalität der Oosporen des Standardhybriden, ermittelt mit der Tetrazoliumbromid-Färbung, war niedrig (≈ 31–36%). Bei über 4000 Oosporen konnte keine Keimung beobachtet werden, obwohl in den Kontrollen Phythophthora cactorum, Phythophthora citricola und Phythophthora cambivora keimten. Dies bestätigt die bekannten Meiosestörungen bei diesen Hybriden. Die durchschnittliche Vitalität der Oosporen war bei den natürlich vorkommenden Varianten signifikant unterschiedlich (p < 0.001) und reichten von ≈ 24% in der englischen Variante bis zu ≈ 75% in der holländischen Variante. Auch hier wurde keine Oosporenkeimung beobachtet. Subkulturen aus Zoosporen und Hyphenspitzen des Standardhybriden sowie der schwedischen und holländischen Varianten ähnelten phänotypisch der Ausgangskultur. Subkulturen der deutschen und der englischen Varianten unterschieden sich jedoch häufig von der Ausgangskultur. Die Subkulturen der englischen Variante variierten sehr stark und kontinuierlich in ihrer Kulturmorphologie, der Wachstumsrate, der Temperaturabhängigkeit des Wachstums und in ihrer Fertilität. Diese Ergebnisse widersprechen der Hypothese, dass die natürlich vorkommenden Phytophthora-Varianten Produkte eines genetischen Zusammenbruchs des Standardhybriden sind. Trotzdem kann diese Möglichkeit aber nicht vollständig ausgeschlossen werden. Die geringe Vitalität der Oosporen deutet darauf hin, dass die Erlen-Phythophthoras unter natürlichen Bedingungen vorwiegend mit Hilfe ihres Myzels und der Zoosporen überleben.

Ancillary