Spring barley accessions with dual spot blotch and net blotch resistance

Abstract

Spot blotch and net blotch are common foliar diseases of barley in the upper midwestern United States and are capable of causing significant reductions in both the yield and quality of the crop. Currently, there are no cultivars grown in the region that possess high levels of resistance to net blotch, and recent evidence suggests that the durable spot blotch resistance present in six-row malting types may be vulnerable to virulent isolates of Cochliobolus sativus. To identify new sources of resistance, over 5000 accessions of barley from the USDA National Small Grains Collection and Texas barley breeding program were evaluated for their reaction to spot blotch and net blotch in field nurseries established at Fargo and Langdon, North Dakota, respectively. Eighteen accessions that exhibited a true spring type habit and did not have any known midwestern US germplasm in their parentage were evaluated in additional field and greenhouse tests. All 18 accessions were confirmed to carry field resistance to both diseases, but their levels of resistance varied. Seedling tests also were conducted in the greenhouse to determine whether the selected accessions carried broader resistance against different pathotypes of each pathogen. Several accessions were susceptible to one or more of the pathogen isolates, indicating potential vulnerability of their field resistance. Of the 18 accessions evaluated in this study, 8 (CIho 2291, CIho 7021, PI 58228, PI 83794, PI 428626, PI 434771, PI 467387, and Tx 7934) exhibited the broadest resistance across different pathogen isolates as revealed in the seedling tests and may be the best sources of dual spot blotch and net blotch resistance for barley breeding programs. Key words: Hordeum vulgare, Cochliobolus sativus, Pyrenophora teres, field resistance, host-parasite interactions. Les taches helminthosporiennes et les rayures réticulées sont des maladies foliaires courantes de l'orge dans les États du Haut-Midwest américain où elles peuvent entraîner d'importantes baisses tant sur le plan du rendement que sur celui de la qualité. À ce jour, aucun des cultivars semés dans cette région ne possède de taux élevé de résistance aux rayures réticulées, et certains cas récents suggèrent que la résistance durable aux taches helminthosporiennes affichée par certains types d'orge de brasserie à six rangs peut s'avérer précaire lorsque mis en présence d'isolats virulents de Cochliobolus sativus. Afin de déterminer de nouvelles sources de résistance, plus de 5000 accessions d'orge provenant de la National Small Grain Collection (USDA) et du programme de sélection du Texas ont été évaluées relativement à leur réaction aux taches helminthosporiennes et aux rayures réticulées dans des pépinières volantes à Fargo et à Langdon, dans le Dakota du Nord. De plus, 18 accessions qui affichaient un développement caractéristique des types de printemps, et qui ne possédaient dans leur ascendance aucun germoplasme « Midwest » connu, ont été évaluées au cours d'essais en serre et en champ. On a confirmé que les 18 accessions étaient porteuses de résistance horizontale, mais que les taux de résistance variaient. Des tests en serre ont également été effectués sur des plantules afin de déterminer si les accessions choisies étaient plus résistantes à différents pathovars de chaque agent pathogène. Plusieurs accessions étaient réceptives à l'égard de un ou de plusieurs isolats d'agent pathogène, indiquant une possible précarité de leur résistance horizontale. Des 18 accessions étudiées au cours de cette étude, 8 (CIho 2291, CIho 7021, PI 58228, PI 83794, PI 428626, PI 434771, PI 467387 et Tx 7934) affichaient le taux de résistance le plus élevé relativement à divers isolats d'agents pathogènes, comme l'ont montré les tests effectués sur les plantules. Dans le cadre de programmes de sélection, ces dernières peuvent par conséquent s'avérer les meilleures sources de résistance aux taches helminthosporiennes et aux rayures réticulées pour l'orge. Mots-clés : Hordeum vulgare, Cochliobolus sativus, Pyrenophora teres, résistance horizontale, interactions hôte-parasite.