Morphologic, Molecular and Pathogenic Characterization of Phomopsis viticola isolates Collected from the Vineyards of the Aegean Region in Turkey

Abstract

Phomopsis cane and leaf spot caused by Phomopsis viticola (dead arm) is an important problem in the vineyards of the Aegean Region of Turkey, like in many parts of the world. In this study, morphological molecular and pathogenic characteristics of P. viticola isolates collected from the vineyards of the Aegean Region were determined. For this purpose, 416 shoot samples were collected and a total of 232 Phomopsis spp isolates were isolated. In the majority of isolates (94.39%), only alpha conidia were observed, while alpha and beta conidia ocured in only 13 isolates. While most of the isolates (69.39%) showed rapid colony growth, a limited number of isolates (15 izolates) produced slow growing colony. In the fungal colony colour characteristics, 35.77% of the isolates were white, 59.05% were gray and 5.17% were light cream. In the PCR assay, 214 isolates were identified as P. viticola. No important differences were found between PCR negative and PCR positive isolates morphologically. Therefore, molecular diagnosis must be made in order to correctly identify P. viticola. This study indicated that most of the isolates (92.24%) obtained from the plants showing Phomopsis cane and leaf spot symptoms in vineyards of the Aegean Region are P. viticola. There were different levels of virulence with the lesion lenght ranging between 2.3 and 18.7 cm among the isolates tested in pathogenicity test; however, no relationships were observed between any of the morphological and virulence level.

Keywords

• Grapevine
• Dead arm
• Phomopsis viticola

Ege Bölgesi Bağ Alanlarından Elde Edilen Phomopsis viticola İzolatlarının Morfolojik Moleküler ve Patojenik Karakterizasyonu

Öz

Phomopsis viticola’nın neden olduğu Phomopsis sürgün ve yaprak lekesi (Ölükol) dünyada birçok bağ alanında olduğu gibi Türkiye’nin Ege Bölgesinde de sorun olan önemli bir hastalıktır. Bu çalışmada, Ege Bölgesinde bağ alanlarından elde edilen P. viticola izolatlarının morfolojik moleküler ve patojenik karakterizasyonu yapılmıştır. Bu amaçla, Ege Bölgesi bağ alanlarından 416 sürgün örneği toplanmış ve toplamda 232 Phomopsis spp. izolatı izole edilmiştir. İzolatların büyük çoğunluğunda (% 94.39) sadece alfa konidi görülmüşken sadece 13 izolatta alfa ve beta sporları görülmüştür. Fungal izolatların çoğunluğu (% 69.39) hızlı koloni gelişim göstermişken sınırlı sayıda izolatta (15 adet) yavaş koloni gelişimi gözlemlenmiştir. Fungal izolatların koloni rengi değerlendirmelerinde ise izolatların % 35.77‘sı beyaz, % 59.05’sı gri ve % 5.17 açık krem renkte koloni oluşturmuştur. P. viticola nın moleküler tanımlanması için PCR analizleri yapılmış ve 214 P. viticola izolatın tanısı gerçekleştirilmiştir. Morfolojik olarak PCR negatif ve PCR pozitif izolatların arasında büyük farklılıklara rastlanmamıştır. Bu nedenle P. viticola’nın doğru tanılanması için morfolojik tanının yanında moleküler tanının da kullanılması gerekmektedir. Bu çalışmada Ege Bölgesinde bağ alanlarında Ölükol belirtilerini gösteren bitkilerden elde edilen izolatların büyük bir çoğunluğunun (% 92.24) P. viticola olduğu ortaya konmuştur. Patojenisite testinde izolatların farklı virülenslik düzeylerine sahip oldukları (2.3-18.7 cm lezyon uzunlukları) görülmüş ancak izolatların morfolojik özellikleri ile virülenslik dereceleri arasında bir ilişki bulunamamıştır.

Anahtar Kelimeler

• Phomopsis viticola,
• Asma
• Ölü kol

References

1. Anonim. (2019a). Kilis Üzüm Raporu, T.C. İpekyolu Kalkınma Ajansı. https://www.ika.org.tr/index.html.
2. Anonim (2019b). Tarım Ürünleri Piyasaları. Tarımsal Ekonomi Politika Geliştirme Enstitüsü. https://arastirma.tarimorman.gov.tr/tepge.
3. Anonim. (2011). Zirai Mücadele Teknik Talimatları. Gıda, tarım ve hayvancılık bakanlığı, tarımsal araştırmalar ve politikalar genel müdürlüğü, 23-82. www.tagem.gov.tr.
4. Akgül, D. S., Savas, N. G., Teker, T., Keykubat, B., Mayorquin, J. S., & Eskalen, A., (2015). Fungal trunk pathogens of Sultana Seedless vineyards in Aegean region of Turkey. Phytopathologia Mediterranea, 54(2), 380.
5. Arı, M. E. (2000). A general approach for esca disease in the vineyards of Turkey. Phytopathologia Mediterranea, 39 (1), 35-37.
6. Awan, Q. N. (2017), Characterization of Phomopsis isolates causing phomopsis dieback of grapevine and their sensitivity against some fungicides and hot water treatments. (MSs), Çukurova Üniversity Institute of Natural and Applied Sciences Adana, Turkey.
7. Çetinkaya, N., Onoğur, E. (2006). Organik Yetiştiricilik Yapılan Yuvarlak Çekirdeksiz Üzüm Bağlarında Farklı Gübreleme Uygulamalarının Külleme Hastalığı Gelişimi ve Verime Etkileri. Ege Üniv. Ziraat Fak. Derg., 43 (1):33-44.
8. Erincik, Ö., Özdemir, Z., Durdu, Ö. F., Döken, M. T., & Açıkgöz, S. (2011). Diversity and spatial distribution of vegetative compatibility types and mating types of Cryphonectria parasitica in the Aydın Mountains, Turkey. Eur J Plant Pathol, 129:555–566, DOI 10.1007/s10658-010-9719-5.

9. Erkan, M., Larignom, P. (1998). Fungi associated with esca disease in grapevines in the Agean Region. Turk. Phytopath, 27:2-3, 137-143.
10. Food and Agriculture Organization Of The United Nations (FAO). (2018). http://faostat.fao.org/site/535 (Erişim Tarihi: 28.07.2020).
11. Gomes, R. R., Glienke, C., Videira, S. I. R., Lombard, L., Groenewald, J. Z., Crous, & P. W. (2013). Diaporthe: a genus of endophytic, saprobic and plant pathogenic fungi. Persoonia, 31, 1–41.
12. Güngör Savaş, N. (2019, Nisan). Asmalarda fungal odun doku hastalık komplekleslerinin tanılanması ve yönetimi. Uluslararası Multidisipliner Akademik Çalışmalar Sempozyumu, İzmir/Türkiye.
13. Hosseinalizadeh, S., Erincik, Ö., Açıkgöz, S. (2020). Screening of some plant pathogenic fungi for the presence of dsRNA mycoviruses. Bitki Koruma Bülteni / Plant Protection Bulletin, 60 (1) : 57-62. DOI: 10.16955/bitkorb.612275.
14. Kanematsu, S., Minaka, N., Kobayashi, T., Kudo, A., & Ohtsu, Y. (2000). Molecular Phylogenetic Analysis of Ribosomal DNA Internal Transcribed Spacer Regions and Comparison of Fertility in Phomopsis Isolates from Fruit Trees. Journal of General Plant Pathology, 66(3), 191–201.
15. Kanematsu, S., Kobayashi, T., Kudo, A., & Ohtsu, Y. (1999). Conidial Morphology, Pathogenicity and Culture Characteristics of Phomopsis Isolates from Peach, Japanese Pear and Apple in Japan. Japanese Journal of Phytopathology, 65(3), 264–273.
16. Karaca, İ., Eroğlu, G. (1967). Türkiye Bağlarında Yeni Bir Hastalık’Ölü kol’ Üzerinde Araştırmalar. Ege Ü. Z. Fak. Dergisi 4, (2) 28-35.
17. Merrin, S. J., Nair, N. G., & Tarran, J. (1995). Variation in Phomopsis recorded on grapevine in Australia and its taxonomic and biological implications. Australasian Plant Pathology 24, 44–56.
18. Mostert, L., Crous, P. W., Kang, J-C., & Phillips, A. J. L. (2001) Species of Phomopsis and a Libertella sp. occurring on grapevines with specific reference to South Africa: morphological, cultural, molecular and pathological characterization. Mycologia 93, 146–167.
19. Mostert, L. (2000), the characterization and control of Phomopsis cane and leaf spot on vine. (MSc), Science in Agriculture at the University of Stellenbosch, South Afrikaans.
20. Niekerk, J. M., Groenewald, J. Z., Farr, D. F., Fourie, P. H., Halleen, F., & Crous, P. W. (2005). Reassessment of Phomopsis species on grapevines. Australasian Plant Pathology, 34,27–39.
21. Nita, M., Ellis, M. A., Wilson, L. L., & Madden, L. V. (2006). Evaluation of a Disease Warning System for Phomopsis Cane and Leaf Spot of Grape: A Field Study. Plant Disease, DOI: 10.1094/PD-90-1239.
22. Onoğur, E., Kaçar, E., & Çetinkaya, N. (1988). Untersuchungen über die Rolle der Phytoalexine bei der Resistenz von Weinrebe gegenüber Phomopsis viticola. J. Turk. Phytopath, 17(3): 143.
23. Özben, S. (2011), Ankara ili bağ alanlarında görülen fungal hastalıkların ve yaygınlık oranlarının belirlenmesi. (YL), Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Ankara, Türkiye.
24. Özhendekçi, N. 1978. Kocaeli, Sakarya ve İstanbul illerinde bağlarda Ölü kol hastalığını yapan etmen (Phomopsis viticola) üzerinde ön çalışmalar. Zirai Mücadele Araştırma Yıllığı Sayı:12.
25. Pearson, R. C., Goheen, C. (1994). Phomopsis cane and leaf spot. In: Hewitt WB, Pearson RC, eds. Compendium of grape diseases. St. Paul, Minnesota: APS Press, 17-18. Poyraz, D., Onğur, E. (2011). Bağlarda Kav ve Petri Hastalıkları. Anadolu Journal of AARI 22 (2), 69 – 81.
26. Schilder, A. M. C., Erincik, O., Castlebury, L., Rossman, & A., Ellis, M. A. (2005). Characterization of Phomopsis spp. Infecting Grapevines in the Great Lakes Region of North America. Plant Disease, 89:755-762.
27. Sergeeva, V., Nair, N. G., BarchiaA, I., Priest, M., & Spooner-Hart, R. (2003). Germination of β conidia of Phomopsis viticola. Australasian Plant Pathology, 32, 105–107. Udayanga, D.,Liu,X., McKenzie, E. H. C., Chukeatirote, E., Bahkali, A. H. A., & Hyde, K.D. (2011). The genus Phomopsis: biology, applications, species concepts and names of common phytopathogens. Fungal Diversity 50:189–225, DOI 10.1007/s13225-011-0126-9.
28. Uecker, F.A. (1998). A World list of Phomopsis names with notse on nomenclature, morphology and biology, Mycologia Memoir, 13, 1-231.
29. van Niekerk, J. M., Groenewald, J.Z., Farr, D.F., Fourie, P. H., Halleen, F., & Crous, P. W. (2005). Reassessment of Phomopsis species on grapevine. Australasian Plant Pathology, 34: 27–39.
30. Yıldırım, I., (2014). Influence of some food additive chemicals to Phomopsis viticola sacc. Review on Agriculture and Rural Development, 3 (1), 2063-4803.