Canadian Journal of Plant Pathology (2004) 26, 453-463

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S. Shea Miller, Denise M.P. Chabot, Thérèse Ouellet, Linda J. Harris and George Fedak (2004)
Use of a Fusarium graminearum strain transformed with green fluorescent protein to study infection in wheat (Triticum aestivum)
Canadian Journal of Plant Pathology 26 (4), 453-463
Abstract: A strain of Fusarium graminearum, the predominant causal agent of fusarium head blight (FHB) in North America, which was transformed to constitutively express the green fluorescent protein (GFP) from jellyfish, was used to perform a comparative study of the early events of colonization in wheat between FHB-susceptible ('Roblin') and FHB-resistant ('Sumai 3') cultivars. Greenhouse grown plants from both cultivars were point inoculated at anthesis with a spore suspension of GFP-Fusarium, then maintained under intermittent misting conditions until harvest. Heads were harvested for microscopy at several points in timeduring the first 24 h after inoculation and, subsequently, at longer intervals, up to 21 days after inoculation. Infected material was visualized as whole mounts; in addition, tissue was fixed and cryosectioned to examine the progress of the fungus within the wheat tissues. In both 'Roblin' and 'Sumai 3', hyphae were visible inside the floret at the point of inoculation within a few hours of the inoculation. The fungus displayed a particular affinity for the pollen and anthers of both wheat cultivars. Fungal growth was most prolific on the ovaries and stigmas of both cultivars throughout the course of the infection. In general, only after the soft tissues of the ovaries and stigmas were thoroughly colonized, did the fungus begin to move into the rachis and to the exterior of the floret. The fungus was able to spread along the spike both internally, through the rachis, and across the external surfaces of the rachis and florets. The major difference in infection pattern between susceptible 'Roblin' and resistant 'Sumai 3' was that the spread of the fungus through the parenchyma and vascular tissues of the rachis was slower and less extensive in the latter.

Une souche de Fusarium graminearum, le principal agent responsable de la fusariose des panicules (FP) en Amérique du Nord, qui a été transformée pour exprimer de façon constitutive la protéine fluorescente verte (PFV) de méduse, a été utilisée dans une étude comparative des premiers évènements de la colonisation de cultivars de blé sensible à la FP ('Roblin') et résistant à la FP ('Sumai 3'). Des individus des deux cultivars cultivés en serre ont été inoculés à l'anthèse à l'aide d'une aiguille avec une suspension de spores de PFV-Fusarium, puis conservés dans des conditions de bruine intermittente jusqu'à la récolte. Des épis ont été récoltés pour examen microscopique à plusieurs moments au cours des 24 h qui ont suivi l'inoculation, puis à intervalles plus espacés jusqu'à 21 jours après l'inoculation. Le matériel infecté a été examiné dans son intégrité; de plus, après fixation des tissus, des cryosections on été visualisées afin d'étudier la progression du champignon à l'intérieur des tissus de blé. Tant pour 'Roblin' que pour 'Sumai 3', des hyphes étaient visibles à l'intérieur des fleurs, au point d'inoculation, au cours des quelques heures suivant l'inoculation. Le champignon a démontré une affinité particulière pour le pollen et les anthères des deux cultivars de blé. La croissance fongique a été plus grande sur les ovaires et les stigmates des deux cultivars pendant toute la durée de l'infection. En général, ce n'est qu'après que les tissus mous des ovaires et des stigmates aient été entièrement colonisés que le champignon a commencé à envahir l'axe de l'épi et les parties extérieures de la fleur. Le champignon a été capable de se propager le long de l'épi aussi bien à l'intérieur, par l'intermédiaire de l'axe, que sur la surface externe des axes et des fleurs. La principale différence de mode d'infection entre le cultivar sensible, 'Roblin', et le cultivar résistant, 'Sumai 3', a été que la propagation du champignon dans le parenchyme et les tissus conducteurs de l'axe a été plus lente et moins étendue chez ce dernier.
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Database assignments for author(s): Linda J. Harris, S. Shea Miller

Research topic(s) for pests/diseases/weeds:
general biology - morphology - evolution


Pest and/or beneficial records:

Beneficial Pest/Disease/Weed Crop/Product Country Quarant.


Fusarium graminearum