Relationship between late blight [Phytophthora infestans] of potato on tuber and foliage, as affected by the disease severity on foliage, cultivar resistance, and atmospheric and soil variables

Abstract

Potato tuber blight, caused by Phytophthora infestans, is an important component of the late blight pathosystem. Although the dynamics of tuber blight on potato (Solanum tuberosum) cultivars have been evaluated, the effects of climatic and soil variables on tuber blight incidence have not been adequately quantified. Field experiments were conducted at two distinct environments: in New York (1998–1999) using the A2 mating type (US-8 clonal lineage), and in Kenya (2000–2001) using the A1 mating type (US-1 clonal lineage). Fungicide applications were scheduled to vary the amount of blight infection. Foliar and tuber blight development, climatic variables, and soil variables were quantified during the cropping seasons. Fungicide application did not have a significant effect on the incidence of tuber blight at both locations. Soil temperature, precipitation, tuber depth, and cultivar resistance were significantly correlated with incidence of tuber blight at both locations. At Freeville, New York, precipitation when soil temperature was 16–18 °C had the highest correlation (r 2 = 0.632) with tuber blight, whereas soil moisture had the highest correlation (r 2 = 0.577) with tuber blight in Kenya. Path coefficient analysis showed that total precipitation during the epidemics and days when soil temperature was 16–18 °C had the largest direct effect on tuber blight in New York and at the field sites in Kenya. Regression models using atmospheric variables, soil variables, and cultivar resistance had moderate predictive ability of tuber blight at New York (0.44 < R 2 < 0.61) but low prediction in Kenya (0.40 < R 2 < 0.46). Similarly, cultivar specific models using foliar blight, atmospheric variables, and soil variables resulted in significant predictions of tuber blight in New York (R 2 > 0.46), whereas few regression equations for Kenya resulted in significant prediction of tuber blight. These results suggest that cultivar resistance, soil variables, and atmospheric variables are the main determinants of foliar and tuber blight infection when inoculum is present. Key words: Phytophthora infestans, Solanum tuberosum, tuber blight, cultivars, environmental factors, resistance. La brûlure du tubercule de la pomme de terre, causée par le Phytophthora infestans, est une importante composante du pathosystème du mildiou. Quoique la dynamique de la brûlure du tubercule de la pomme de terre (Solanum tuberosum) sur les cultivars ait été étudiée, les effets des variables climat et sol sur l'incidence de la brûlure du tubercule n'ont pas été suffisamment quantifiés. Des essais sur le terrain furent menés dans deux environnements distincts : dans l'état de New York (1998–1999) avec le type sexuel A2 (lignage clonal US-8) et au Kenya (2000–2001) avec le type sexuel A1 (lignage clonal US-1). Des applications de fongicides furent programmées de façon à faire varier la quantité de brûlure. Les variables développement de la brûlure des feuilles et du tubercule, climat et sol furent quantifiées pendant les saisons de végétation. L'application de fongicides n'a pas eu d'effets significatifs sur l'incidence de la brûlure du tubercule aux deux endroits. La température du sol, les précipitations, la profondeur des tubercules et la résistance des cultivars étaient significativement corrélées avec l'incidence de la brûlure du tubercule aux deux endroits. À Freeville, New York, les précipitations lorsque la température du sol était située entre 16 et 18 °C furent les plus fortement corrélées (r 2 = 0,632) avec la brûlure du tubercule, alors que l'humidité du sol fut la plus fortement corrélée (r 2 = 0,577) avec la brûlure du tubercule au Kenya. L'analyse des coefficients de direction montra que les précipitations totales pendant les épidémies et pendant les jours où les températures du sol étaient de 16 à 18 °C eurent le plus gros effet direct sur la brûlure du tubercule aux lieux des essais de l'état de New York et du Kenya. Des modèles de régression basés sur des variables atmosphériques et telluriques et sur la résistance variétale furent moyennement capables de prédire la brûlure du tubercule dans l'état de New York (0,44 < R 2 > 0,61), mais ne le furent que faiblement au Kenya (0,40 < R 2 > 0,46). De même, des modèles de régression spécifiques au cultivar et basés sur les variables brûlure des feuilles, atmosphère et sol ont généré des prédictions significatives de la brûlure du tubercule dans l'état de New York (R 2 > 0,46), alors qu'au Kenya, peu d'équations de régression ont donné des prédictions significatives de la brûlure du tubercule. Ces résultats suggèrent que les variables résistance variétale, sol et atmosphère sont les principaux déterminants de l'infection des feuilles et du tubercule lorsque de l'inoculum est présent. Mots-clés : Phytophthora infestans, Solanum tuberosum, brûlure du tubercule, cultivars, facteurs environnementaux, résistance.