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Summary

The fungus Sphaeropsis sapinea persists on or in stems of asymptomatic red pine (Pinus resinosa) nursery seedlings, and proliferates to cause collar rot and mortality after planting. In the spring of 2002, seven nurseries were surveyed to determine the potential range in frequency of asymptomatic persistence: three operated by Wisconsin Department of Natural Resources (DNR), two by Minnesota DNR, one by Michigan DNR, and one by USDA Forest Service (in Michigan). At each nursery five groups of 20 asymptomatic red pine seedlings were collected near an inoculum source (red pine windbreak), if present, and five groups of 20 asymptomatic seedlings were collected away from such a source (1400 seedlings total). A segment of the lower stem/root collar from each seedling was surface disinfested and incubated on tannic acid agar. Transfers were made from resulting colonies and the pathogen identified from pycnidia and conidia produced in culture. The pathogen was identified from asymptomatic seedlings collected in all Wisconsin and Minnesota nurseries, but was never detected from seedlings from the Michigan DNR or USDA Forest Service nurseries. Frequencies of detection were greater (as high as 88%) from asymptomatic seedlings near red pine windbreaks including diseased trees than from seedlings distant from such windbreaks. A subset of isolates from asymptomatic seedlings was characterized using inter-simple sequence repeat–polymerase chain reaction analysis. Most isolates were the A group of S. sapinea, but B group isolates (recently named Diplodia scrobiculata) were also obtained from one nursery. One Minnesota nursery was more extensively sampled in 2003, with 17–44 groups of five asymptomatic red pine seedlings collected in four separate fields (525 seedlings total). The mean frequency of detection of the pathogen in these four fields ranged from 40 to 71%. Persistence of S. sapinea on or in asymptomatic seedlings continues to be problematic, not only because of the potential for subsequent seedling mortality, but also as a means by which a pathogen may be widely distributed.

Résumé

Le champignon Sphaeropsis sapinea se maintient de façon asymptomatique sur ou dans les pousses des semis de Pin rouge (Pinus resinosa) en pépinières, et prolifère après plantation, causant des nécroses de collet et des mortalités. Au cours du printemps 2002, des prospections ont été réalisées dans sept pépinières pour déterminer l'amplitude potentielle de fréquence de la présence asymptomatique: trois pépinières gérées par le Wisconsin Department of Natural Resources (DNR), deux par le Minnesota DNR, une par le Michigan DNR, et une par l'U.S.D.A. Forest Service (au Michigan). Dans chaque pépinière, cinq groupes de vingt semis asymptomatiques de Pin rouge ont été récoltés d'une part à proximité d'une source d'inoculum (volis de Pin rouge), quand il y en avait, d'autre part à l’écart de la source (1400 semis au total). Un isolement èté réalisé pour chaque semis à partir d'un segment de la partie basale de la tige/collet, désinfecté superficiellement et incubé sur un milieu gélosé avec de l'acide tannique. Les colonies résultantes ont été repiquées et le pathogène identifiéà partir des pycnides et conidies produites en culture. Le pathogène a été détectéà partir de semis asymptomatiques pour toutes les pépinières du Wisconsin et du Minnesota, mais jamais en provenance des pépinières du Michigan (gérées par le DNR ou l'USDA Forest Service). La fréquence de détection est plus forte (jusqu’à 88%) pour les semis asymptomatiques situés à proximité de volis, incluant des arbres malades, que pour les semis plus éloignés de ces arbres. Un échantillon d'isolats de semis asymptomatiques a été caractérisé par ISSR-PCR. La plupart des isolats appartiennent au groupe A de Sphaerospis sapinea mais des isolats du groupe B (récemment renomméDiplodia scrobiculata) ont également été obtenus à partir d'une pépinière. Une pépinière du Minnesota a fait l'objet d'une prospection plus intensive en 2003, avec récolte de 17 à 44 groupes de cinq semis asymptomatiques dans quatre champs distincts (525 semis au total). La fréquence moyenne de détection du pathogène dans ces quatre champs varie entre 40 et 71%. Le maintien asymptomatique de S. sapinea sur ou dans les semis est un problème non seulement du fait des mortalités potentielles qui peuvent suivre mais aussi parce qu'il peut favoriser une large dissémination du pathogène.

Zusammenfassung

Sphaeropsis sapineaüberdauert endo- und epiphytisch in symptomlosen Stämmen von Pinus resinosa Sämlingen in Baumschulen. Der Pilz breitet sich von dort weiter aus und verursacht eine Wurzelhalsfäule, an der die Pflanzen eingehen. Die Häufigkeit der symptomlosen Besiedlung wurde im Frühling 2002 in sieben Baumschulen erhoben: drei Baumschulen des Wisconsin Department of Natural Resources (DNR), zwei Baumschulen des Minnesota DNR und je eine des Michigan DNR und des U.S.D.A. Forest Service (in Michigan). In jeder Baumschule wurden fünf Gruppen von je 20 symptomlosen Rotkiefer-Sämlingen in der Nähe einer Inokulumsquelle (Windwurffläche mit Rotkiefer), falls eine solche vorhanden war, und fünf gleich grosse Gruppen von Sämlingen, die entfernt von dieser Quelle wuchsen, gesammelt (insgesamt 1400 Sämlinge). Von jedem Sämling wurde ein Segment aus dem Übergangsbereich Stamm-Wurzelhals entnommen, oberflächendesinfiziert und auf Tanninagar inkubiert. Von den auswachsenden Myzelien wurden Reinkulturen angelegt und das Pathogen anhand der in diesen Kulturen gebildeten Pyknidien und Konidien identifiziert. Das Pathogen konnte in symptomlosen Sämlingen sämtlicher Baumschulen von Wisconsin und Minnesota festgestellt werden, war aber nie in oder auf den Pflanzen aus den Baumschulen des Michigan DNR oder des U.S.D.A. Forest Service vorhanden. Die Häufigkeit des Pilzes war in Pflanzen nahe von Windwurfflächen mit an S. sapinea erkrankten Rotkiefern grösser (bis 88%) als in Pflanzen, die entfernt von solchen Windwurfflächen wuchsen. Ein Teil der Isolate von den symptomlosen Sämlingen wurde mittels ISSR-PCR charakterisiert. Die meisten Isolate gehörten zur A Gruppe von S. sapinea, nur in einer Baumschule wurden auch Isolate der Gruppe B (die kürzlich als Diplodia scrobiculata beschrieben wurde) nachgewiesen. Eine ausgedehntere Untersuchung wurde in einer der beiden Baumschulen in Minnesota durchgeführt. Es wurden 17 bis 44 Gruppen von je 5 symptomlosen Sämlingen in vier verschiedenen Feldern gesammelt (insgesamt 525 Sämlinge). Die durchschnittliche Häufigkeit des Pathogens in diesen Feldern betrug zwischen 40 und 71%. Die Überdauerung von S. sapinea in oder auf symptomlosen Sämlingen bleibt ein Problem, nicht nur wegen der Sämlingsmortalität sondern auch wegen der Ausbreitung des Pathogens mit ,,gesunden’’ Baumschulpflanzen.