Does radiation interception or radiation use efficiency limit the growth of wheat inoculated with tan spot or leaf rust?

Schierenbeck, Matías; Fleitas, María Constanza; Miralles, Daniel J.; Simón, Marı́a Rosa

doi:10.1016/j.fcr.2016.09.017

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“…Understanding which traits of an invasive species show higher phenotypic variability may inform us about aspects of its aggressive behavior, which can be important to make predictions about its future spread using invasion models (Martina & von Ende, ). The plant traits exhibiting high (>60%) population phenotypic variability were leaf elongation and rolling and those related to aboveground architecture of tussocks, which have been reported as significant factors contributing to fitness (Cornelissen, Song, Yu, & Dong, ; Heckathorn & DeLucas, ; Kadioglu & Terzi, ; Schierenbeck, Fleitas, Miralles, & Simon, ). Spartina densiflora has invaded salt marshes in the southwest Iberian Peninsula, where aboveground architecture of its tussocks also varies among different habitats (Nieva et al, ).…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Low genetic diversity contrasts with high phenotypic variability in heptaploid Spartina densiflora populations invading the Pacific coast of North America

Castillo

Gallego‐Tévar

Figueroa

et al. 2018

Ecology and Evolution

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Species can respond to environmental pressures through genetic and epigenetic changes and through phenotypic plasticity, but few studies have evaluated the relationships between genetic differentiation and phenotypic plasticity of plant species along changing environmental conditions throughout wide latitudinal ranges. We studied inter‐ and intrapopulation genetic diversity (using simple sequence repeats and chloroplast DNA sequencing) and inter‐ and intrapopulation phenotypic variability of 33 plant traits (using field and common‐garden measurements) for five populations of the invasive cordgrass Spartina densiflora Brongn. along the Pacific coast of North America from San Francisco Bay to Vancouver Island. Studied populations showed very low genetic diversity, high levels of phenotypic variability when growing in contrasted environments and high intrapopulation phenotypic variability for many plant traits. This intrapopulation phenotypic variability was especially high, irrespective of environmental conditions, for those traits showing also high phenotypic plasticity. Within‐population variation represented 84% of the total genetic variation coinciding with certain individual plants keeping consistent responses for three plant traits (chlorophyll b and carotenoid contents, and dead shoot biomass) in the field and in common‐garden conditions. These populations have most likely undergone genetic bottleneck since their introduction from South America; multiple introductions are unknown but possible as the population from Vancouver Island was the most recent and one of the most genetically diverse. S. densiflora appears as a species that would not be very affected itself by climate change and sea‐level rise as it can disperse, establish, and acclimate to contrasted environments along wide latitudinal ranges.

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Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

Low genetic diversity contrasts with high phenotypic variability in heptaploid Spartina densiflora populations invading the Pacific coast of North America

Castillo

Gallego‐Tévar

Figueroa

et al. 2018

Ecology and Evolution

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“…Other traits of tolerance were also previously proposed related to an increased radiation-use efficiency of remaining healthy area (Bingham et al, 2009;Ney et al, 2013) or the use of stored carbohydrates in the stem (Foulkes et al, 2006). Schierenbeck et al (2016) stated that the biotroph P. triticina (leaf rust) reduced the RUE, while Py. tritici-repentis (tan spot) reduced the light interception.…”

Section: The Grain Source?mentioning

confidence: 99%

Wheat lines exhibiting variation in tolerance of Septoria tritici blotch differentiated by grain source limitation

Collin

Bancal

Spink

et al. 2018

Field Crops Research

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Septoria tritici blotch (STB) is the most damaging disease of wheat crops in Europe. Because of the partial nature of genotypic resistance or the increasing resistance against fungicides, the tolerance, i.e. maintaining yield in the presence of expressed disease, is a relevant alternative. Tolerance is generally estimated through the yield loss per unit of source reduction, contrasts of tolerance between genotypes have been observed previously suggesting that either increasing the source availability or improving the use of stored assimilate could improve tolerance. This paper aims at developing a source/sink approach to understand the tolerance mechanism and identifying potential traits to increase tolerance of STB. A field experiment was designed to explore the relation between tolerance of STB and source/sink balance. Based on six wheat genotypes contrasting for tolerance exposed to natural STB epidemics, late nitrogen fertilization and a 50% spikelet removal were applied to change the source/sink balance. The tolerance of genotypes was quantitatively estimated over three additional field experiments. We found that STB tolerance was correlated with traits of healthy crops (high individual grain weight and high proportion of green leaf lamina area as leaf 3; flag leaf = leaf 1). The spikelet removal revealed a highly variable degree of source limitation for grain filling amongst the six genotypes. Thus, we proposed an easily calculated index that highly correlated positively with the labor intensive estimation of STB tolerance. Finally, potential yield and tolerance were not correlated, which suggests that breeding for yield performance and tolerance could be possible

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“…tritici-repentis y P. triticina, la aplicación de fungicidas provocó incrementos en la DAFV y DAFVHB coincidiendo con lo reportado por Dimmock & Gooding (2002a) y Parker et al (2004, probablemente por la disminución de síntomas y posibilidad de reinfección. En este sentido, Schierenbeck et al (2016) documentaron incrementos en la DAFV del cultivo y de la hoja bandera cuando se aplicaron fungicidas conteniendo la triple mezcla TEC ante infecciones artificiales de Py. tritici-repentis y P. triticina.…”

Section: Discussionunclassified

“…Así, el patógeno no sólo reduce el área fotosintéticamente activa y disminuye la EI, sino que además, incrementa la tasa respiratoria y la transpiración por la ruptura de la cutícula generando la senescencia prematura de hojas maduras y una disminución en la tasa de expansión de hojas nuevas (Bryson et al 1995). Asimismo, estos patógenos afectan la EUR por incrementar la retención de azúcares y aminoácidos en los tejidos dañados, lo que restringe la removilización de los mismos hacia los granos en desarrollo (Dimmock & Gooding 2002b;Schierenbeck 2014b;Schierenbeck et al 2016).…”

Section: Mecanismos De Escape Resistencia Genética Y Tolerancia a Enunclassified

“…Estos últimos, a pesar de ser muy útiles en la práctica debido a la simplicidad de la determinación, están generalmente restringidos a las situaciones específicas donde fueron desarrollados originalmente y poseen un limitado grado de extrapolación a otras condiciones (Gaunt 1995). Es por ello que algunos autores sostienen que es necesario complementar estas evaluaciones con variables relacionadas a la ecofisiología del cultivo (Parker et al 2004;Serrago et al 2009;Carretero et al 2010;Schierenbeck et al 2016).…”

Section: Efecto De Las Enfermedades Foliares Sobre El Rendimiento Y Lunclassified

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Tolerancia de cultivares de trigo a mancha amarilla y roya de la hoja: su impacto en el rendimiento y calidad panadera bajo fertilización nitrogenada y aplicación de fungicidas sistémicos

Fleitas¹

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La mancha amarilla ocasionada por el hongo necrotrófico Pyrenophora tritici-repentis (Died) Drechs (anamorfo Drechslera tritici-repentis) (Died) Shoem) y la roya de la hoja ocasionada por el hongo biotrófico Puccinia triticina Eriks, constituyen una de las principales restricciones bióticas que limitan el rendimiento y afectan la calidad del cultivo de trigo pan (Triticum aestivum L) tanto en Argentina como en otras partes del mundo. La mancha amarilla afecta el área fotosintéticamente activa mientras que la roya de la hoja afecta además la eficiencia de uso de la radiación, componentes involucrados en la generación de rendimiento. En los últimos años se ha impulsado el interés por el estudio de la tolerancia a enfermedades como un importante complemento de la resistencia genética dentro de un contexto de manejo integrado. Sin embargo, cuando la enfermedad no puede ser atenuada por estos mecanismos, es usual optar por la aplicación de fungicidas. Por su parte, la fertilización nitrogenada es necesaria para alcanzar elevados rendimientos y calidad en trigo, no obstante, además puede afectar la expresión de enfermedades. Uno de los objetivos de esta tesis fue evaluar diferencias en tolerancia a la pérdida de rendimiento ocasionadas por Py. tritici-repentis y P. triticina (inoculados separadamente) y su efecto sobre la expresión de la calidad panadera en cultivares de trigo de diferente grupo de calidad. Se condujo un ensayo durante 2012 y 2013 en la Estación Experimental Julio Hirschhorn (Facultad de Ciencias Agrarias y Forestales, UNLP, La Plata, Argentina) utilizando un diseño experimental en parcela dividida con tres repeticiones. Las parcelas principales fueron las inoculaciones de los patógenos (Py. tritici-repentis y P. triticina). La sub-parcela fueron los tratamientos de inoculación: 1- sin inóculo (SI), 2- baja concentración de inóculo (BCI) y 3- alta concentración de inóculo (ACI). Como sub-sub-parcela se sembraron diez cultivares de trigo de diferente grupo de calidad (GC). Las evaluaciones se realizaron en EC39, EC60 y EC82 y consistieron en la determinación del área bajo la curva del progreso de la enfermedad (ABCPE), duración del índice de área foliar verde del cultivo (DAFV), rendimiento y sus componentes, y parámetros de calidad panadera. Se encontró que algunos cultivares fueron tolerantes a las dos enfermedades (BioINTA 3004 y Klein Guerrero). Por su parte, los cultivares ACA 303 y Sursem LE 2330 fueron tolerantes a mancha amarilla, en tanto que Klein Yarará y Baguette 11 lo fueron a roya de la hoja. La pérdida de rendimiento fluctuó entre el 15,2% al 19,9%, debido a las disminuciones en el número de granos/espiga (12,9% para mancha amarilla y 18,7 % para roya de la hoja) y en el peso de mil granos (6,3% y 9,4% para mancha amarilla y roya de la hoja respectivamente). Respecto a los parámetros de aptitud panadera, la mancha amarilla incrementó el contenido de proteínas en grano (CPG), contenido de gluten húmedo (GH), la tenacidad (P), la extensibilidad (L), la fuerza del gluten (W), la absorción de agua de la harina (A), la estabilidad de la masa (D) y el volumen de pan (VP) en tanto que la roya de la hoja generó disminuciones. Los niveles de tolerancia no implicaron menores variaciones de los parámetros de calidad, que sólo presentaron menores fluctuaciones en los de mejor aptitud panadera (GC1). Otro de los objetivos fue evaluar el efecto de diferentes principios activos de fungicidas y de la fertilización nitrogenada sobre la severidad de la mancha amarilla y roya de la hoja, la DAFV del cultivo y de la hoja bandera (DAFVHB), el rendimiento y parámetros de calidad panadera en tres cultivares de trigo pertenecientes a tres grupos de calidad. Para ello, se condujo un ensayo durante 2014 y 2015 en la Estación Experimental Julio Hirschhorn utilizando un diseño experimental en parcela dividida con tres repeticiones. Las parcelas principales fueron las inoculaciones de los patógenos (Py. tritici-repentis y P. triticina). La sub-parcela fueron los tratamientos de fungicidas: 1- sin fungicida (SF), 2- triazol + estrobilurina (TE) y 3- triazol + estrobilurina + carboxamida (TEC). Como sub-sub-parcela se aplicaron tres dosis de N: 1- 0 kgN/ha (0N), 2- 70 kgN/ha (70N) y 3- 140 kgN/ha (140N). Como sub-sub-sub-parcela se sembraron tres cultivares de trigo de diferente grupo de calidad. Las evaluaciones también se realizaron en EC39, EC60 y EC82 y consistieron en la determinación del ABCPE, DAFV, DAFVHB, el rendimiento y sus componentes, y los parámetros de calidad panadera. El ABCPE de mancha amarilla se incrementó ante dosis crecientes de N, contrariamente, con roya de la hoja, sucedió lo contrario. No obstante, el impacto de la fertilización nitrogenada fue mayor sobre la DAFV que sobre la severidad de las enfermedades. Por otro lado, la aplicación de TEC no solo produjo las mayores disminuciones del ABCPE, sino que además produjo los mayores incrementos de la DAFV y DAFVHB lo que derivó en los mayores aumentos de rendimiento fundamentalmente explicados por el número de granos/m2. El CPG se redujo con la aplicación de fungicidas para el control de mancha amarilla, en tanto que, cuando se controló la roya de la hoja, ocurrió lo inverso. Las disminuciones del CPG debido al control de mancha amarilla pudieron ser prevenidas mediante la fertilización nitrogenada. Finalmente, el efecto combinado de fungicidas y N generó efectos mayores sobre los parámetros de GH y reológicos de calidad panadera.

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Does radiation interception or radiation use efficiency limit the growth of wheat inoculated with tan spot or leaf rust?

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Low genetic diversity contrasts with high phenotypic variability in heptaploid Spartina densiflora populations invading the Pacific coast of North America

Low genetic diversity contrasts with high phenotypic variability in heptaploid Spartina densiflora populations invading the Pacific coast of North America

Wheat lines exhibiting variation in tolerance of Septoria tritici blotch differentiated by grain source limitation

Tolerancia de cultivares de trigo a mancha amarilla y roya de la hoja: su impacto en el rendimiento y calidad panadera bajo fertilización nitrogenada y aplicación de fungicidas sistémicos

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