Volume 128, Issue 3 pp. 246-256
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Reproduction of Symptoms of a Root Disease of Wheat by Toxic Metabolites Produced by Two Pythium Species and their Partial Characterization

H. Mojdehi

Corresponding Author

H. Mojdehi

Department of Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 U.S.A.

Department of Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 (U.S.A.).

Department of Biochemistry, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 (U.S.A.).

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L. L. Singleton

Corresponding Author

L. L. Singleton

Department of Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 U.S.A.

Department of Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 (U.S.A.).

Department of Biochemistry, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 (U.S.A.).

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H. A. Melouk

Corresponding Author

H. A. Melouk

Department of Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 U.S.A.

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Department of Biochemistry, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 (U.S.A.).

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G. R. Waller

Corresponding Author

G. R. Waller

Department of Plant Pathology, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 U.S.A.

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Department of Biochemistry, Oklahoma State University, Stillwater, OK 74078 (U.S.A.).

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First published: March 1990
Citations: 9

With one Figures

Abstract

en

Abstract Three Pythium isolates [Pythium arrhenomanes isolates (320) & (323)], and Pythium irregulare produced in vitro metabolites that affect normal wheat seedling growth and development. P. arrhenomanes isolates (320 & 323) produced toxic metabolites that caused a general browning of root tissue of 2–3-day-old wheat seedlings, root stunting, inhibition of root hair formation, and reduced fresh and dry root weights. These symptoms were also seen in infected seedlings inthe field. Culture filtrates of P. irregulare only partly reproduced disease symptoms, as they inhibited root elongation, but did not cause any browning of root tissue or inhibition of root hair formation. P. irregulare filtrates also stunted shoot growth and stimulated root hair formation and elongation in a swollen area immediately behind the root tip. Autoclaving did not affect activity of P. irregulare culture filtrates, but did inactivate P. arrhenomanes culture filtrates, suggesting that they are different. Ultrafiltration separations of P. arrhenomanes (isolate 320) filtrates indicated that toxic metabolites were heterogeneous. One component was less than 1,000 mol.wt. and the other greater than 50,000 mol.wt., but less than 100,000 mol.wt.

Abstract

de

Die Reproduktion der Symptome einer Weizenwurzelkrankheit durch toxische Metaboliten, die von zwei Pythium-Arien produziert werden, und ihre Teilcharakterisierung

Drei Pythium-hohte (die P. arrhenomanes-Sämme 320 und 323, und P. irregulare) produzierten tn vitro-Metaboliten, die das normale Wachstum und die normale Entwicklung von Weizensamlingen beeinflufiten. Die toxischen Metaboliten der P. arrhenomanes-Stimme 320 und 323 verursachten eine allgemeine Braunfarbung des Wurzelgewebes bei 2–3 Tage alten Weizensamhngen, eine Wurzelverkrummung, eme Unterdrlickung der Wurzeihaarbildung, tind verringerten das Fnsch- und Trockengewicht der Wurzeln. Diese Symptome wurden atich bei erkrankten Feidsamlingen beobachtet. Kulturfiltrate von P. irregulare erzeugten die Krankheitssymptome nur zum Teil, indem sie die Wurzelstreckung hemmten, nicht aber die Wurzeihaarbildung, noch verursachten sie eine Braunfarbung der Wurzeln. AufSerdem bewirkten die P. irreguiare-Fikrate eine Hemmung des Sprofiwachstums und eine Verstarkung der Wurzeihaarbildung und Wurzelverliingerung in einer angeschwollenen Zone unmittdbar hinter der Wurzelspitze. Das Autoklavieren der Kulturfiltrate beeinflufite die von P. irregulare nicht, jedoch wurden die P. arrhenomanes-Yikrate inaktiviert, was darauf hindeutet, dafi die Filtrate unterschiedhcher Natur sind. Ultrafiltrationstrennungen von P. arrhenomanes (Stamm 320)-Filtraten zeigten, dafi die toxischen Metaboliten heterogen sind. Eine Komponente besafi ein Molekulargewicht kleiner als 1000, die zweite Komponente dagegen ein Molekulargewicht grofier als 50 000, jedoch kleiner als 100 000.

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