Variació intrapoblacional de la patogenicitat de Ustilago syntherismae en interacció amb Digitaria sanguinalis

Abstract

In this project, the interaction between the fitopathogen fungus Ustilago syntherismae and the plant at which it infects, Digitaria sanguinalis, has been studied. U. syntherismae has a drastic effect on the reproduction of D. sanguinalis because it causes an important reduction in the spikelet production. This fact is because the smut is formed in the plant's inflorescence replacing spikelets by a spore mass. This project has been mainly focused on a stage which is considered essential in the knowledge of the pathosystem: the infection phase. An experiment was made in order to determine if the virulence of the fungus during infection phase varies according to the spikelet and spore type which are interacting. In addition, it was studied whether the germination pattern (radicular or coleoptilar) had an effect in the infection grade. Two types of spikelets were used; some came from apparently disease-free plants (carrying only spikelets) and the others came from partly smutted plants (carriers of splikelets and spores). Furthermore, two types of fungus spores were also used; some came from completely smutted plants (carriers of only spores) and some from partly smutted plants. A vacuum infiltration method was used to facilitate the in vitro contact of spikelets and spores in order to induce the interaction between the plant and the fungus artificially. Inoculated seedlings were dyed and observed with the optical microscope to verify the existence of fungus in their tissues. The experiment was divided into two assays: one with material collected in 2009 and the other with material collected in 2011. These two assays showed that significant differences (P<0,05) exist in the virulence of the two types of U. syntherismae spores used. The seedling inoculated with spores coming from completely smutted plants showed significantly higher infection percentages. It cannot be said that the spikelets type was a significant source of variation (P<0,05) in the infection percentages of seedlings. In relation to the seedlings infection degree, it is not possible to say that significant differences (P<0,05) exist depending on the seedling germination pattern (radicular or coleoptilar). Seedlings with a radicular pattern of germination reach a higher average mesocotil length than those with coleoptilar pattern of germination.

En aquest treball s'ha estudiat la interacció del fong fitopatogen del grup dels carbons Ustilago syntherismae amb la planta a la qual infecta, Digitaria sanguinalis. U. syntherismae té un efecte dràstic en la reproducció de D. sanguinalis ja que causa una important reducció en la producció de llavors. Aquest fet és degut a que, en aquest patosistema, el carbó es forma a la inflorescència de la planta, substituint les espiguetes per una massa d'espores. Concretament s'ha centrat l'estudi en una fase que es considera fonamental en el coneixement d'aquest patosistema: la infecció. Es va fer un experiment amb la finalitat de conèixer si la virulència del fong en el moment de la infecció varia segons el tipus d'espigueta i el tipus d'espora que interactuen. A més es va estudiar si el patró de germinació de la plàntula (radicular o coleoptilar) té algun efecte en el grau d'infecció. Es van emprar dos tipus d'espiguetes, unes provenien de plantes aparentment sanes (portadores només d'espiguetes) i les altres de plantes parcialment encarbonades (portadores tant d'espiguetes com d'espores). A més també s'utilitzaren dos tipus d'espores del fong, unes provinents de plantes completament encarbonades (portadores només d'espores) i les altres provinents de plantes parcialment encarbonades. S'utilitzà un mètode d'infiltració al buit per facilitar el contacte in vitro de les espiguetes i les espores i així induir artificialment la interacció entre la planta i el fong. Les plàntules inoculades es tenyiren i s'observaren al microscopi òptic per comprovar l'existència de fong en els seus teixits. L'experiment es va dividir en dos assajos, en el primer es va utilitzar material recol·lectat el 2009 i en el segon s'utilitzà material del 2011. Amb aquests assajos, es constatà que existeixen diferències significatives (P<0,05) en la virulència de les espores de U. syntherismae dels dos tipus utilitzats. Els percentatges d'infecció de les plàntules inoculades amb espores provinents de plantes totalment encarbonades van ser significativament superiors. Pel que fa al tipus d'espiguetes, no es pot afirmar que els resultats mostrin diferències significatives (P<0,05) en el grau d'infecció de les plàntules segons aquest factor. En relació al grau d'infecció de les plàntules, no és possible dir que existeixen diferències significatives (P<0,05) segons el patró de germinació (radicular o coleoptilar). Les plàntules amb patró de germinació radicular assoleixen una longitud del mesocòtil mitjana superior a la de les plàntules amb patró de germinació coleoptilar.

En este trabajo se ha estudiado la interacción del hongo fitopatógeno del grupo de los carbones Ustilago syntherismae con la planta a la cual infecta, Digitaria sanguinalis. U. syntherismae tiene un efecto drástico en la reproducción de D. sanguinalis ya que causa una importante reducción en la producción de semillas. Este hecho es debido a que, en este patosistema, el carbón se forma en la inflorescencia de la planta, sustituyendo las espiguillas por una masa de esporas. Concretamente se ha centrado el estudio en una fase que se considera fundamental en el conocimiento de este patosistema: la infección. Se hizo un experimento con la finalidad de conocer si la virulencia del hongo en el momento de la infección varía según el tipo de espiguilla i el tipo de espora que interactúan. A demás, se estudió si el patrón de germinación de la plántula (radicular o coleoptilar) tiene algún efecto en el grado de infección. Se emplearon dos tipos de espiguillas, unas provenían de plantas aparentemente sanas (portadoras sólo de espiguillas) y las otras de plantas parcialmente encarbonadas (portadoras tanto de espiguillas como de esporas). A demás, también se utilizaron dos tipos de esporas del hongo, unas provenientes de plantas completamente encarbonadas (portadoras sólo de esporas) y las que provenían de plantas parcialmente encarbonadas. Se utilizó un método de infiltración al vacío para facilitar el contacto in vitro de las espiguillas y las esporas y así inducir artificialmente la interacción entre la planta y el hongo. Las plántulas inoculadas se tiñeron y se observaron al microscopio óptico para comprobar la existencia de hongo en sus tejidos. El experimento se dividió en dos ensayos, en el primero se utilizó material recolectado el 2009 y en el segundo se utilizó material del 2011. Con estos ensayos, se constató que existen diferencias significativas (P<0,05) en la virulencia de las esporas de U. syntherismae de los dos tipos utilizados. Los porcentajes de infección de las plántulas inoculadas con esporas provenientes de plantas totalmente encarbonadas fueron significativamente superiores. Respecto al tipo de espiguillas, no se puede afirmar que los resultados muestren diferencias significativas (P<0,05) en el grado de infección de las plántulas según este factor. En relación al grado de infección de las plántulas, no es posible decir que existen diferencias significativas (P<0,05) según el patrón de germinación (radicular o coleoptilar). Las plántulas con patrón de germinación radicular alcanzan una longitud del mesocótilo media superior a la de las plántulas con patrón de germinación coleoptilar.