Effects of microclimatic variables on the onset of symptoms and signs of Moniliophthora roreri for three cacao clones in a range of incomplete resistance

Leandro Munoz Mariela Eugenia, Tixier Philippe, Phillips-Mora Wilbert, Maximova Siela N., Avelino Jacques. 2017. Effects of microclimatic variables on the onset of symptoms and signs of Moniliophthora roreri for three cacao clones in a range of incomplete resistance. In : Proceedings of the first International Symposium on Cocoa Research ISCR 2017. ICCO. Lima : ICCO, Résumé, 20 p. International Symposium on Cocoa Research – ISCR 2017 : Promoting Advances in Research to Enhance the Profitability of Cocoa Farming. 1, Lima, Pérou, 13 Novembre 2017/17 Novembre 2017.

Type d'url non précisé : https://www.icco.org/icco-documentation/international-cocoa-symposium-2017/international-cocoa-symposium-2017-proceedings/#toggle-id-3

Résumé : Moniliophthora Pod Rot (MPR), caused by the fungus Moniliophthora roreri (Cif.) Evans et al is one of the main limiting factors of production in Latin America. Combating MPR is difficult due to the time-consuming and high cost recommended practices. This limitation is due to the current insufficient information on the biology and epidemiology of the pathogen. This research aims to compare MPR development, symptoms onset of the disease and fungal sporulation for three cacao clones in a range of incomplete resistance Pound-7 (highly susceptible), CC-137 (moderately resistant) and CATIE-R4 (highly resistant) and understand the influence of different microclimatic variables on this development. A total of 10,054 pods of 5-10 cm length were labelled during 55 weeks. Pods were observed throughout their lifetime: healthy, diseased with no sporulation, diseased with sporulating lesions, harvested. Incidence curves were built for all of the 55 generations of pods observed. Generations with nonconventional clonal behavior were selected in order to illustrate our hypothesis that environment, especially climate, could affect cacao s incomplete resistance to MPR. Differences in resistance among these clones lie in the number of resistant genes accumulated; however, the resistance of the three may be affected under certain environmental condition. Then, using GLMM, GLM and AIC surfaces we determined the specific period (when and for how long) where each microclimatic variable better explained the disease development. These new variables were combined in a complete GLMM and GLM, where only significant variables were retained. Water-related variables and temperature determine the symptoms expression for the susceptible clones, while, for the resistant clone CATIE-R4, only temperature showed up as explicative variable due to low numbers of CATIE-R4 pods showing symptoms. According to our models, there are two important events where resistance strategies could be developed for the cacao resistance strategy: fungal germination and penetration, where PAMP-triggered immunity (PTI) could be activated; and the symptoms onset, where the effector-triggered immunity (ETI) could occur. Success of these two events responds to the effect of humidity and temperature, respectively. We considered that none of the clones presents PTI as a defense mechanism against spore germination and penetration. Host resistance mechanisms resulting from the ETI are triggered internally and against colonization, where temperatures influence the success of these strategies. CATIE-R4 resistance strategy consists of the interruption of fungal colonization as an ETI strategy. This interruption also avoids fungal reproduction since the fungus has difficulties sporulating over CATIE-R4 pods, causing inoculum suppression.

Résumé (autre langue) : La Moniliose (MPR pour ses sigles en anglais), causée par le champignon Moniliophthora roreri (Cif.) Evans et al. est l'un des principaux facteurs limitants de la production en Amérique latine. La lutte contre le MPR est difficile en raison des pratiques recommandées qui exigent beaucoup de temps et un coût élevé. Cette limitation est due à l'insuffisance des informations actuelles sur la biologie et l'épidémiologie de l'agent pathogène. Cette recherche vise à comparer le développement de MPR, l'apparition de symptômes de maladie et la sporulation fongique pour trois clones de cacao dans une gamme de résistance incomplète Pound-7 (très sensible), CC-137 (modérément résistante) et CATIE - R4 (très résistante) et comprendre l'influence de différentes variables microclimatiques sur ce développement. Un total de 10 054 cosses de 5-10 cm de longueur a été marqué pendant 55 semaines. Les cosses ont été observées tout au long de leur vie: saines, malades sans sporulation, malades avec des lésions sporulées, récoltées. Les courbes d'incidence ont été construites pour l'ensemble des 55 générations de cosses observées. Des générations à comportement clonal non conventionnel ont été sélectionnées afin d'illustrer notre hypothèse selon laquelle l'environnement, notamment le climat, pourrait affecter la résistance incomplète du cacao au MPR. Les différences de résistance entre ces clones résident dans la quantité de gènes résistants accumulés; cependant, la résistance des trois peut être affectée dans certaines conditions environnementales. Puis, en utilisant les surfaces GLMM, GLM et AIC, nous avons déterminé la période spécifique (quand et pour combien de temps) où chaque variable microclimatique expliquait au mieux le développement de la maladie. Ces nouvelles variables ont été combinées dans un GLMM complet et GLM, où seules les variables significatives ont été préservées. Les variables liées à l'eau et à la température déterminent l'expression des symptômes pour les clones sensibles, alors que pour le clone résistant CATIE-R4, seule la température a été présentée comme une variable explicative en raison du faible nombre de cosses CATIE-R4 qui montrent des symptômes. Selon nos modèles, il existe deux événements importants dans lesquels des stratégies de résistance pourraient être développées pour la stratégie de résistance au cacao: la germination et la pénétration fongique, où l'immunité activée par PAMP (PTI) pourrait être activée; et l'apparition des symptômes, où l'immunité déclenchée par les effecteurs (ETI) pourrait se produire. Le succès de ces deux événements répond respectivement à l'effet de l'humidité et de la température. Nous considérons qu'aucun des clones ne présente un ITP comme mécanisme de défense contre la germination et la pénétration des spores. Les mécanismes de résistance de l'hôte résultant de l'ILI sont déclenchés en interne et contre la colonisation, où les températures influencent le succès de ces stratégies. La stratégie de résistance CATIE-R4 consiste en l'interruption de la colonisation fongique en tant que stratégie ETI. Cette interruption empêche également la reproduction des champignons car le champignon a des difficultés à sporuler sur les cosses CATIE-R4, ce qui entraîne la suppression de l'inoculum.

Classification Agris : H20 - Maladies des plantes
F30 - Génétique et amélioration des plantes

Auteurs et affiliations

• Leandro Munoz Mariela Eugenia, CATIE (CRI)
• Tixier Philippe, CIRAD-PERSYST-UPR GECO (FRA) ORCID: 0000-0001-5147-9777
• Phillips-Mora Wilbert, CATIE (CRI)
• Maximova Siela N., Pennsylvania State University (USA)
• Avelino Jacques, CIRAD-BIOS-UPR Bioagresseurs (CRI) ORCID: 0000-0003-1983-9431

Source : Cirad-Agritrop (https://agritrop.cirad.fr/586459/)

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