Review and new insights into wood anatomy that help understand and control oak wilt Revue documentaire et nouvelles perspectives de l’anatomie du bois aidant à mieux comprendre et lutter contre le flétrissement du chêne

Abstract

Oak wilt, which develops in the outer sapwood, is the most destructive disease of oaks in the United States. Species of red oaks are more susceptible to this disease than white oak species and are more likely to facilitate the spread of the pathogen Bretziella fagacearum. To prevent its establishment in new areas, phytosanitary certificates are mandatory for commercial trade, as is the inspection of logs to confirm identification. A literature survey and the results of our assays with seven oak species confirm that it is easy to identify wood of the red and white oak groups using anatomical features. Specifically, earlywood vessels are generally open in red oaks, while they appear occluded with tyloses in white oaks. Such plugs are the consequence of air embolism (cavitation) and not the cause of the wilting process. Although these wide vessels are efficient for water transport, they are vulnerable to cavitation that appears to favour the growth of the oak wilt pathogen. Compartmentalization of infected wood succeeds in restraining cavitation and pathogen spread, allowing some trees to recover from oak wilt.

Keywords:

• microscopy,
• defence reactions,
• sap transport,
• embolism,
• cavitation,
• tyloses

Résumé

Le flétrissement du chêne est la maladie qui affecte le plus les chênes aux États-Unis. Les espèces de chênes rouges sont plus sensibles que le groupe des chênes blancs à cette maladie, et ainsi plus susceptibles de répandre l’agent pathogène Bretziella fagacearum. Pour empêcher l’établissement de la maladie dans de nouveaux territoires, l’exigence de certificats phytosanitaires est nécessaire lors d’échanges commerciaux de même que durant l’inspection des billes pour confirmer l’identification du bois. Une revue de la documentation scientifique et nos essais avec sept espèces de chêne montrent qu’il est aisé de différencier le bois du groupe des chênes rouges de celui des blancs avec quelques critères anatomiques. Un de ces critères est l’apparente absence d’occlusion dans les vaisseaux du bois initial chez les chênes rouges alors qu’ils sont obstrués par des thylles chez les chênes blancs. Ces occlusions sont une conséquence de l’embolie par l’air (cavitation), et non la cause du flétrissement. Ces gros vaisseaux sont efficaces pour transporter la sève, mais vulnérables à la cavitation, cette dernière semblant stimuler la croissance de l’agent pathogène. Le compartimentage du bois infecté réussit à freiner la cavitation et la colonisation par l’agent pathogène, permettant à certains arbres de survivre à cette maladie.

Mots-clés :

• microscopie,
• réactions de défense,
• transport de la sève,
• embolie,
• cavitation,
• thylles