Pathogenic variability of Leptosphaeria maculans in western Canada

Abstract

Blackleg, caused by Leptosphaeria maculans, is one of the most destructive diseases in Brassica species in Canada and worldwide. Information on variability in virulence is essential for the development of effective control strategies. To characterize the virulence structure of the L. maculans population in western Canada, 262 Leptosphaeria isolates collected from Brassica napus and Brassica rapa (canola) fields between 1998 and 2000 were evaluated for virulence on two sets of B. napus differentials, each with three lines. The isolates were classified into two Leptosphaeria species based on the differential reaction on ‘Westar’. Sixty-nine isolates (28.3%) avirulent on ‘Westar’ were identified as Leptosphaeria biglobosa and 175 isolates (71.3%) virulent on ‘Westar’ as L. maculans. The L. maculans isolates were classified into three pathogenicity groups (PGs) based on their differential reactions to lines in set A. Eighteen of the field isolates were not classifiable because of inconsistent differential reactions. In western Canada, PG2 was predominant, comprising 81.7% of L. maculans isolates. A new pathotype virulent on ‘Westar’ and ‘Quinta’ and avirulent on ‘Glacier’ was identified and characterized as PGT. Isolates with this virulence pattern increased from 9.7% in 1998 to 22.5% in 2000 and were more prevalent in Manitoba (30.7%) than in Saskatchewan (15.4%) or Alberta (11.6%). A single PG3 isolate was detected in southern Manitoba. Further characterization of the L. maculans isolates on lines in differential set B allowed discrimination of eight pathotypes from 143 PG2 isolates and five pathotypes from 31 PGT isolates. Over one-half of the L. maculans isolates were virulent on ‘Quantum’ with the resistance gene Rlm4 that has been extensively used in Canadian canola cultivars. Selection pressure on the pathogen from race-specific resistance genes in canola cultivars was probably the cause of the changes in virulence observed. Key words: blackleg resistance, gene-for-gene interactions, oilseed rape, Phoma lingam. La jambe noire, causée par le Leptosphaeria maculans, est une des maladies les plus destructrices chez les espèces de Brassica au Canada et à travers le monde. Des connaissances sur la variabilité de la virulence sont essentielles pour le développement de moyens de lutte efficaces. Afin de caractériser la structure de la virulence de la population de L. maculans dans l'Ouest du Canada, la virulence de 262 isolats de Leptosphaeria obtenus de champs de Brassica napus and Brassica rapa (canola) entre 1998 et 2000 fut évaluée sur deux séries de populations différentielles de Brassica napus, chacune composée de trois lignées. En se fondant sur leur réaction différentielle sur ‘Westar’, les isolats furent classés en deux espèces de Leptosphaeria. Soixante-neuf isolats (28,3 %) non virulents sur ‘Westar’ furent identifiés comme L. biglobosa et 175 isolats (71,3 %) virulents sur ‘Westar’, comme L. maculans. Les isolats de L. maculans furent classés en trois groupes de pathogénicité (GP) en fonction de leur réaction différentielle sur les lignées de la série A. Dix-huit des isolats du champ n'étaient pas classables à cause de réactions différentielles variables. Dans l'Ouest du Canada, le groupe GP2 était prédominant avec 81,7 % des isolats de L. maculans. Un nouveau pathotype virulent sur ‘Westar’ et ‘Quinta’ et non virulent sur ‘Glacier’ fut identifié et caractérisé sous le nom de GPT. Les isolats possédant ce patron de virulence augmentèrent de 9,7 % en 1998 à 22,5 % en 2000 et furent plus prévalents au Manitoba (30,7 %) qu'en Saskatchewan (15,4 %) ou qu'en Alberta (11,6 %). Un seul isolat du groupe GP3 fut détecté dans le sud du Manitoba. La caractérisation supplémentaire des isolats de L. maculans sur les lignées différentielles de la série B a permis la discrimination de huit pathotypes parmi les 143 isolats du groupe GP2 et cinq pathotypes parmi les 31 isolats du groupe GPT. Plus de la moitié des isolats de L. maculans étaient virulents sur ‘Quantum’ qui possède le gène de résistance Rlm4 largement utilizé dans les cultivars canadiens de canola. La pression de sélection sur l'agent pathogène due à la présence de gènes de résistance spécifique à la race chez les cultivars de canola fut probablement la cause des changements observés dans la virulence. Mots-clés : résistance à la jambe noire, interactions gène pour gène, colza oléagineux, Phoma lingam.