The mycoherbicide Atlernaria cassiae infects and alters phenolic metabolism of Cassia alata seedlings

Abstract

The mycoherbicide Alternaria cassiae, a pathogen of the weed sicklepod (Cassia obtusifolia), was found to infect a previously untested Cassia species, Cassia alata (ringworm bush or seven golden candlesticks). When 2-wk-old, growth chamber-grown C. alata seedlings were inoculated with 10⁵ spores mL^-1 followed by a 12-h dew period, infection was apparent 16-20 h after treatment. Infection severity was proportional to spore concentration, and 10⁶ spores mL^-1 caused complete mortality 4-5 d after treatment. Plant age was also a factor in disease severity and mycoherbicidal efficacy. At 10⁶ spores mL^-1, 95% of 1- to 3-wk-old seedlings were killed (with severe damage to others); 3- to 4-wk-old plants had multiple lesions, growth reduction, and some leaf abscission; and 5- to 7-wk-old plants were infected with many lesions, but they outgrew these effects. Extractable phenylalanine ammonialyase in treated C. alata seedlings was increased three-fold above that of untreated seedlings 17-96 h after spore application. Soluble hydroxyphenolic levels were also increased in the A. cassiae-treated seedlings, but not until 48-96 h after treatment. Results indicate an expanded host range for this plant pathogen and suggest that phenolic metabolism is increased in défense of pathogen invasion.

Résumé

Le mycoherbicide Alternaria cassiae, un agent pathogène du Cassia obtusifolia a infecté le Cassia alata, une espèce de Cassia jamais testée auparavant. Quand des plantules de C. alata âgées de 2 semaines et cultivées en cabinets de croissance ont été inoculées avec 10⁵ spores mL^-1 suivi d'une période d'humectation de 12 h, l'infection était apparente 16-20 h après le traitement. La sévérité de l'infection était proportionnelle à la concentration de spores, 10⁶ spores mL^-1 entraînant une mortalité complète 4-5 jours après le traitement. L'âge des plantes influençait la gravité de la maladie et l'efficacité du myco- herbicide. À 10⁶ spores mL^-1, 95 % des plantes âgées de 1-3 semaines étaient mortes, et les survivantes montraient des dommages graves; les plantes âgées de 3-4 semaines présentaient des lésions multiples, une réduction de croissance et une chute des feuilles. Finalement les plantes âgées de 5-7 semaines étaient infectées et présentaient plusieurs lésions mais elles ont repris le dessus sur la maladie. La quantité de phénylalanine-ammonia-lyase extractible des plantules de C. alata traitées était trois fois plus élevée que chez les plantules non traitées 17-96 h après l'application des spores. Les niveaux d'hydroxyphénols solubles étaient aussi plus élevés dans les plantules traitées à l'A cassiae, mais seulement 48-96 h après le traitement. Les résultats indiquent que la gamme d'hôtes de cet agent pathogène est très large, et suggèrent que le métabolisme des composés phénoliques est accéléré en réponse à l'invasion par l'agent pathogène.