Controlling Pythium in Ginger: Phase 2

The fungal disease Pythium Soft Rot is regarded by the ginger industry as their most serious disease threat. This project was developed to further investigate the factors contributing to the persistence and spread of Pythium Soft Rot on ginger farms and to identify measures for their control. The study demonstrated that the pathogen capable of causing Pythium Soft Rot in ginger was spread in contaminated ‘seed’, soil and water and that it can be managed through a combination of strategies that rely on early detection, reducing pathogen levels in soils, preventing water logging and restricting movement of contaminated ‘seed’, soil and water. However, in order to have an effective level of control, all strategies need to be integrated in an effective manner.

Pythium soft rot of ginger: Detection and identification of the causal pathogens, and their control

Ginger is considered by many people to be the outstanding member among 1400 other species in the family Zingiberaceae. Not only it is a valuable spice used by cooks throughout the world to impart unique flavour to their dishes but it also has a long track record in some Chinese and Indian cultures for treating common human ailments such as colds and headaches. Ginger has recently attracted considerable attention for its anti-inflammatory, antibacterial and antifungal properties. However, ginger as a crop is also susceptible to at least 24 different plant pathogens, including viruses, bacteria, fungi and nematodes. Of these, Pythium spp. (within the kingdom Stramenopila, phyllum Oomycota) are of most concern because various species can cause rotting and yield loss on ginger at any of the growth stages including during postharvest storage. Pythium gracile was the first species in the genus to be reported as a ginger pathogen, causing Pythium soft rot disease in India in 1907. Thereafter, numerous other Pythium spp. have been recorded from ginger growing regions throughout the world. Today, 15 Pythium species have been implicated as pathogens of the soft rot disease. Because accurate identification of a pathogen is the cornerstone of effective disease management programs, this review will focus on how to detect, identify and control Pythium spp. in general, with special emphasis on Pythium spp. associated with soft rot on ginger.

Manejo de mal seco (Pythium myriotylum) en quequisque (Xanthosoma sagittifolium L. Schott) mediante la siembra tardia, control de arvenses, enmiendas organicas y trichoderma spp. en Nueva Guinea, Nicaragua

El quequisque (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott.) pertenece a la familia Aráceas, es una de las raíces y tubérculos más importantes a nivel mundial. El principal problema que afecta el rendimiento es el mal seco ( Pythium myriotylum). Con el objetivo de evaluar el efecto de enmiendas orgánicas, Trichoderma y la siembra tardía en el manejo de mal seco ( Pythium myriotylum) en quequisque cv Blanco ( Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott) en Nueva Guinea, se establecieron dos ensayos arreglados en diseño de bloques completos al azar. Ensayo I: Efecto de enmiendas orgánicas y Trichoderma spp. para el manejo de mal seco en vitroplantas establecidas en bancos con riego y control de arvenses, con tres bloques, seis tratamientos cada uno, ocho plantas por tratamiento por bloque. Ensayo II: Efecto de enmiendas orgánicas y trichoderma para el manejo de mal seco en vitroplantas establecidas en surcos sin riego y sin control de arvenses, con tres bloques, siete tratamientos, 15 plantas por tratamiento por bloque. Se evaluaron variables morfológicas y de rendimiento. Se realizó un análisis de varianza y prueba de separación de medias (Tukey, α = 0.05) a las variables morfológicas y de rendimiento. La siembra tardía de los ensayos I y II redujo el efecto de Pythium myriotylum sobre las plantas independientemente de los tratamientos evaluados. Las plantas tratadas con Trichoderma registraron mejor comportamiento morfológico y de rendimiento. La sobrevivencia de las plantas del Ensayo I fue de 70 % y en el Ensayo II fue de 83%, las plantas tratadas con Trichoderma registraron un porcentaje de sobrevivencia de 83% en el Ensayo I y 94 % en el Ensayo II. El testigo (sin aplicación) en el Ensayo I registró un 63% de sobrevivencia y el Ensayo II un 67%. Dry + humega y Trichoderma spp. registraron mejor comportamiento morfológico y de rendimiento.

Efecto del mal seco (Pythium myriotylum Drechs) en campo y sombreadero sobre la agromorfología de quince accesiones de quequisque (Xanthosoma spp) desarrollo de síntomas y detección microbiológica

El quequisque ( Xanthosoma spp.), familia Aráceae, es importante para el consumo interno y la exportación en Nicaragua, tiene como problema principal al mal seco ( Pythium myriotylum Drechs ) , que causa la pérdida total del rendimiento. Se establecieron cuatro ensayos para evaluar el efecto del mal seco sobre agromorfología de 15 accesiones de quequisque en suelos con (scams) y sin antecedentes de mal seco (ssams). Ensayo I: se evaluó el efecto del mal seco sobre la agromorfología de 15 accesiones en scams en Nueva Guinea. Se empleó el diseño BCA con tres bloques. Ensayo II: se estableció en DCA, se evaluó el comportamiento de 7 de las accesiones en ssams y se comparó con el rendimiento obtenido en scams. Ensayo III: se cultivó raíces de plantas infectadas en los medios de cultivo AN, V-8 y PARC y dilución en serie del scams para verificar la presencia de P myriotylum . Ensayo IV: se evaluó el desarrollo de síntomas de la enfermedad en las raíces, se establecieron 14 accesiones en scams en bolsas de polietileno (15 plantas por accesión) en sombreadero. Todas las accesiones desarrollaron mal seco, produjeron plantas débiles de 30-40 cm de altura, con tres hojas máximo y ningún rendimiento. Las accesiones en ssams reportaron 3-12 t ha -1 de rendimientos promedios. Las plantas en scams registrar on 91-100 % de pérdidas en el rendimiento. La infección en las raíces ocurre a partir de los 21 días después de la siembra, la planta genera nuevas raíces que también se infectan y muere por agotamiento de las reservas. La dilución en serie no resultó en el aislamiento del patógeno. Sembrar raíces recién infectadas resultó en la presencia de micelios del hongo en los medios V-8 y PARC.

Efecto de enmiendas organicas, trichoderma, microorganismos eficientes y metalaxil en el manejo de mal seco (Pythium myriotylum Drechs) en quequisque (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott) en suelo infectado en maceteras, mayo 2009-octubre 2010

El mal seco (Pythium myriotylum Drechs) reduce 90-100% la producción de quequisque. Con intención de aportar a la solución del problema se establecieron dos ensayos en maceteras, mayo 2009-octubre 2010, en esquema de diseño completo al azar (DCA). El objetivo fue evaluar el efecto de compost, humus de lombriz, dry, dry + humega, humega, trichoderma, microorganismos eficientes y metalaxil sobre el comportamiento agronómico de las plantas de quequisque (Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott) infectadas con Pythium myriotylum. Ensayo I: Efecto de enmiendas orgánicas y trichoderma en vitroplantas (compost, humus de lombriz, dry, dry + humega, humega, trichoderma, testigo negativo (-) (suelo esterilizado a 105 oC por 24 horas) y testigo positivo (+) (suelo infectado sin ninguna aplicación)). Se emplearon 20 observaciones por tratamiento. Se utilizaron vitroplantas del cultivar Quequisque Blanco. Se empleó suelo con antecedentes de mal seco proveniente de Nueva Guinea. Ensayo II: Efecto de trichoderma, microorganismos eficientes y metalaxil en plantaspropagadas convencionalmente (trichoderma, EM, metalaxil, testigo (-) (suelo esterilizado a 220 ºC por 48 horas) y testigo (+) (suelo infectado sin ninguna aplicación)). Se emplearon 11 observaciones por tratamiento. Se evaluaron variables morfológicas, de rendimiento, raíz y sobrevivencia de las plantas. En el Ensayo I los tratamientos compost y testigo (-) fueron significativamente superiores en las variables morfológicas excepto el número de hijos. No hubo diferencias significativas entre los tratamientos en rendimiento, a excepción del largo de cormos donde humus de lombriz registró los cormos demenor longitud. Las plantas en compost, humus de lombriz y testigo (-) presentaron raíces al momento de la cosecha, las plantas de los demás tratamientos estaban muertas. En el Ensayo II el tratamiento metalaxil registró plantas significativamente superiores en altura, ancho y largo de la hoja y diámetro del pseudotallo a 32 y 74 dds. En las dos evaluaciones finales (127 y 193 dds) no hubo diferencias significativas entre los tratamientos en las variables morfológicas. Todas las plantas presentaron escaso crecimiento, producción y pocas raíces. A la cosecha las plantas presentaban un rango de sobrevivencia de 70-100%.

Controle biológico da podridão de raízes causada por Pythium spp. em cultivos hidropônicos.

2009

Involvement of phenazine-1-carboxylic acid, siderophores and hydrogen cyanide in suppression of Rhizoetonia solani and Pythium spp. damping-off by Pseudomonas oryzihabitans and Xenorhabdus nematophila

Entomopathogenic bacterial strains Pseudomonas (Flavimonas) oryzihabitans and Xenorhabdus nematophilus, both bacterial symbionts of the entomopathogenic nematodes Steinernema abbasi and S. carpocapsae have been recently used for suppression of soil-borne pathogens. Bacterial biocontrol agents (P. oryzihabitans and X nematophila) have been tested for production of secondary metabolites in vitro and their fungistatic effect,on mycelium and spore development of soil-borne pathogens. Isolates of Pythium spp. and Rhizoctonia solani, the causal agent of cotton damping-off, varied in sensitivity in vitro to the antibiotics phenazine-I-carboxylic acid (PCA), cyanide (HCN) and siderophores produced by bacterial strains shown previously to have potential for biological control of those pathogens. These findings affirm the role of the antibiotics PCA, HCN and siderophores in the biocontrol activity of these entomopathogenic strains and support earlier evidence that mechanisms of secondary metabolites are responsible for suppression of damping-off diseases. In the present studies colonies of R oryzihabitans showed production of PCA with presence of crystalline deposits after six days development and positive production where found as well in the siderophore's assay when X nematophila strain indicated HCN production in the in vitro assays. In vitro antifungal activity showed that bacteria densities of 101 to 10(6)cells/ml have antifungal activity in different media cultures. The results show further that isolates of Pythium spp. and R. solani insensitive to PCA, HCN and siderophores are present in the pathogen population and provide additional justification for the use of mixtures of entomopathogenic strains that employ different mechanisms of pathogen suppression to manage damping-off.

Thioquinolobactin, a pseudomonas siderophore with antifungal and anti-pythium activity

Under conditions of iron limitation Pseudomonas fluorescens ATCC 17400 produces two siderophores, pyoverdine, and a second siderophore quinolobactin, which itself results from the hydrolysis of the unstable molecule 8-hydroxy-4-methoxy-2-quinoline thiocarboxylic acid (thioquinolobactin). Pseudomonas fluorescens ATCC 17400 also displays a strong in vitro antagonism against the Oomycete Pythium, which is repressed by iron, suggesting the involvement of a siderophore(s). While a pyoverdine-negative mutant retains most of its antagonism, a thioquinolobactin-negative mutant only slowed-down Pythium growth, and a double pyoverdine-, thioquinolobactin-negative mutant, which does not produce any siderophore, totally lost its antagonism against Pythium. The siderophore thioquinolobactin could be purified and identified from spent medium and showed anti-Pythium activity, but it was quickly hydrolysed to quinolobactin, which we showed has no antimicrobial activity. Analysis of antagonism-affected transposon mutants revealed that genes involved in haem biosynthesis and sulfur assimilation are important for the production of thioquinolobactin and the expression of antagonism.

Podridão de raízes causada por Pythium aphanidermatum, em cultivares de alface produzidas em sistema hidropônico

A podridão de raízes, causada por Pythium aphanidermatum e outras espécies de Pythium, é a principal doença da alface cultivada em sistemas hidropônicos no Brasil. O presente trabalho teve como objetivo avaliar quatro cultivares comerciais de alface em relação à sensibilidade a podridão de raízes, causada por P. aphanidermatum. Os estudos foram realizados em placas de Petri contendo ágar-água com plântulas de alface das cultivares crespa (Vera e Verônica) e lisa (Regina e Elisa), infestadas ou não com o patógeno. Com as mesmas cultivares foram realizados quatro experimentos em sistemas hidropônicos (Nutrient Film Technique), sendo dois em estufa coberta com plástico e sombrite e dois em estufa coberta apenas com plástico. As plântulas, infectadas ou não com P. aphanidermatum, foram transplantadas para os sistemas infestados ou não. Foi avaliada a severidade da doença e o desenvolvimento das plantas. Todas as cultivares foram suscetíveis à podridão de raízes nos experimentos realizados in vitro e in vivo. A presença do sombrite não reduziu a podridão de raízes em cultivares de alface produzidas no sistema hidropônico. A cultivar Regina apresentou maior massa de matéria seca da parte aérea e das raízes, na presença ou ausência do patógeno, sendo a mais indicada para o cultivo hidropônico na época mais quente do ano.

Controle biológico da podridão radicular (Pythium aphanidermatum) e promoção de crescimento por Pseudomonas chlororaphis 63-28 e Bacillus subtilis GB03 em alface hidropônica

Podridões radiculares causadas por espécies de Pythium são um importante problema em cultivos hidropônicos. Sintomas de subdesenvolvimento são observados nas plantas parasitadas pelo patógeno, sendo muitas vezes não diagnosticados pelo produtor. O objetivo do trabalho foi avaliar o controle biológico da podridão radicular causada por Pythium aphanidermatum e a promoção de crescimento por Pseudomonas chlororaphis 63-28 e Bacillus subtilis GB03, reconhecidos agentes de controle biológico de doenças de plantas. A inoculação das plantas com P. aphanidermatum ocasionou o subdesenvolvimento, sendo essa diminuição de 20%. A adição dos agentes de biocontrole na solução nutritiva teve um efeito positivo no aumento da massa (6% a 13%), no número de folhas (4% a 7%) e no teor de clorofila (3%) das plantas de alface. Entretanto, maiores estudos devem ser realizados para melhorar a capacidade de controle da doença e de promoção de crescimento pelos agentes de biocontrole estudados no cultivo de alface hidropônica.

Biossorção de cobre, manganês e cádmio por biomassas de Saprolegnia subterranea(Dissmann) R.L. Seym. e Pythium torulosumCoker & P. Patt. (Oomycetes)

Dried biomass of the zoosporic fungi Saprolegnia subterranea and Pythium torulosum was evaluated for copper, manganese and cadmium biosorption from aqueous solutions using the "q" (mg of adsorbed metal per g of biomass) and the "R%" (percent removal) indices. The highest q values were observed when the biomass was placed in contact with high metal concentrations, whereas the highest R% values were observed at low concentrations (p< 0.05). S. subterranea SPC 1244 biomass surpassed the others for copper biosorption (q = 7.48 mg/ g; R% = 49.03), P. torulosum SPC 1425 biomass was the best for manganese biosorption (q = 4.13 mg/g; R% = 26.71), and S. subterranea SPC 1431 biomass was the best for cadmium biosorption (q = 6.75 mg/g; R% = 42.26). This is the first report on copper, manganese and cadmium biosorption by the biomass of these zoosporic fungi, indicating the potential to remove ions from diluted solutions.

Controle biológico da podridão radicular (Pythium aphanidermatum) em cultivos hidropônicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Equipamento emissor de led ou laser e processo de controle de Pythium Spp

A presente invenção se refere a um equipamento emissor de laser ou LED (diodo emissor de luz) e a um processo utilizando o referido equipamento em conjunto com totossensibilizadores específicos. O referido processo, bem como o equipamento, são utilizados para realizar o controle biológico do microrganismo Pythium spp.