Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Potato late blight, caused by the oomycete Phytophthora infestans, is a very im-portant disease on potato, and one of the most devastating plant diseases in agri-culture worldwide. Despite the small area of potato in comparison with other cul-tivated crops, 40 % of the total use of fungicides in Sweden is used on potato.
The aim of this master thesis was to compare populations of P. infestans in two geographically separate regions in Sweden; Bjäre and Östergötland. Bjäre is known for its intense potato production and early infections of P. infestans, whereas in Östergötland, infections of late blight occur much later in the growing season. It is believed that the population of P. infestans on Bjäre has an increased sexual reproduction as a result of the cultivation practises in the region. The popu-lation structure of P. infestans was determined by the phenotypic and genotypic characterisation of samples collected from potato fields in the two different areas. The phenotype was assessed through aggressiveness tests and the genotype was determined by using molecular markers (microsatellites).
The results show that the early infections observed on Bjäre could have been de-rived from oospores or tuber infections, whereas in Östergötland the primary source probably was caused by asexual sporangia. The population of P. infestans in Östergötland showed a higher genotypic diversity than the population on Bjäre, which opposed the hypothesis. Weather conditions favouring an asexual spread of a few oospore driven genotypes on Bjäre this year and the sampling methodology could explain the little genotypic variation found on Bjäre. In Östergötland, the observed higher genotypic variation was probably due to several infection sources, where oospore infections might have been involved during the season as a result of both mating types being present in infested tubers.
The isolates from Bjäre showed a higher aggressiveness compared to the iso-lates from Östergötland when referring to the latency period, but there were no significant differences in lesion growth rate and number of spores per lesion.
As seen in this study, there are many factors that will affect the success of P. in-festans; establishment, development and spread of the pathogen can vary between regions and years. This study shows that a sexual reproduction can also be of im-portance in fields with good crop rotation practices in an area that is normally dominated by an asexual spread of the pathogen.

Potatisbladmögel, orsakat av oomyceten Phytophthora infestans, är en viktig sjuk-dom på potatis och tillhör en av de mest förödande växtsjukdomarna inom jord-bruket världen över. 40 % av den totala fungicidanvändningen i Sverige används i potatis, trots den relativt lilla arealen potatisodling i jämförelse med andra grödor.
Syftet med detta arbete var att jämföra populationer av P. infestans mellan två geografiskt åtskilda regioner i Sverige; Bjäre och Östergötland. Bjäre är känt för sin intensiva potatisodling med tidiga angrepp av bladmögel, medan i Östergötland sker infektionerna av P. infestans mycket senare under odlingssäsongen. Troligtvis beror de tidiga angreppen på Bjäre på att populationen av P. infestans har en mer sexuell förökning till följd av odlingssättet i regionen. Populationsstrukturen av P. infestans bestämdes med en fenotypisk och en genotypisk karaktärisering av isolat insamlade från potatisfält i de två områdena. Fenotypen bedömdes genom aggres-sivitetstester och genotypen bestämdes med hjälp av molekylära markörer (mikro-satteliter).
Resultaten visar att de tidiga angreppen som observerades på Bjäre kan ha upp-kommit från oosporer eller knölinfektioner, medan i Östergötland var den primära källan troligen orsakad av asexuella sporangier. I Östergötland visade population-en av P. infestans på en högre genotypisk diversitet än populationen på Bjäre, vilket motsade hypotesen. Väderförhållanden som kan ha gynnat en asexuell spridning av ett fåtal genotyper uppkomna från oosporer på Bjäre i år, samt prov-tagningsmetoden kan vara förklaringar till den lilla genotypiska variationen som hittades på Bjäre. I Östergötland var den högre observerade genotypiska variation-en förmodligen ett resultat av flera infektionsskällor, där oospor-infektioner kan ha varit involverade under säsongen som ett resultat av att båda parningstyper fanns i angripna knölar.
Isolaten från Bjäre hade en högre aggressivitet jämfört med isolaten från Öster-götland hänvisat till latenstiden. Det fanns ingen signifikant skillnad i lesionstill-växt eller antalet sporer per lesion.
Denna studie visar att många faktorer har en inverkan på P. infestans framgång; etablering, tillväxt och spridning av patogenen kan variera mellan både regioner och år. Studien visar också att en sexuell reproduktion kan vara betydelsefull även i fält med bra växtföljd och som normalt domineras av en asexuell spridning av patogenen.