Histopathology of Susceptible and Resistant Capsicum annuum Cultivars Infected with Ralstonia solanacearum

The vascular colonisation of resistant and susceptible hot chilli (Capsicum annuum) cultivars by Ralstonia solanacearum was examined using transmission electron microscopy. Tap roots of artificially-inoculated plants, grown in sterilised soil were investigated to observe the morphological barriers involved in the restriction of bacterial spread. In the resistant cultivar, several responses induced in response to bacterial infection, were observed. First, a cell wall coating material developed together with swelling of the primary wall of the xylem vessels, limiting the bacterial spread. Second, formation of various types of vesicles in the vascular parenchyma cells, which enveloped the bacterial mass and also partly restricted the pathogen spread. Third, induction of hypersensitive reaction in the xylem vessels resulted in the distortion and lysis of the bacteria. In the susceptible cultivar, vascular coating, production of vesicle and induction of hypersensitive reaction were not observed and bacterial spread was not limited. Rapid vascular colonisation of the susceptible cultivar seemed to be generalised which resulted in the rapid wilting of affected plants. Other reactions involved in both resistant and susceptible cultivars include disorganisation of cytoplasm of parenchyma cells, disintegration of nuclei, and rupturing of xylem vessel walls. The restriction of pathogen spread associated with the resistance in C. annuum to bacterial wilt was mainly attributed to some induced, morphological and physical barriers. Zusammenfassung Histopathologie von anfalligen und resistenten Capsicum annuum-Sorten, die mit Ralstonia solanacearum infiziert sind Mit Hilfe der Transmissionselektronenmikroskopie wurde die Kolonisation des Leitbundelsystems bei resistenten und anfalligen Capsicum annuum-Sorten untersucht. Pfahlwurzeln von kunstlich inokulierten Pflanzen, die in sterilisierter Erde wuchsen, wurden untersucht, um die morphologischen Barrieren, die bei der Hemmung der bakteriellen Verbreitung beteiligt sind, zu beobachten. Bei den resistenten Sorten wurden einige induzierte Veranderungen nach einer bakteriellen Infektion ermittelt. Zuerst wurde ein zellwanddeckendes Material gebildet, gleichzeitig schwoll die primare Zellwand des Xylems an, dadurch wurde die Ausbreitung der Bakterien verhindert. Zweitens, in den vascularen Parenchymzellen wurden unterschiedliche Vesikeln gebildet, die die bakterielle Masse umhullten und auch dadurch die Ausbreitung des Pathogens zum Teil verhindert. Drittens, die Induktion einer hypersensitiven Reaktion im Xylem hatte als Folge eine Verrenkung und Lysis der Bakterien. In der anfalligen Sorte dagegen wurde weder die Bildung eines zellwanddeckenden Materials, noch die Produktion von Vesikeln und auch keine hypersensitive Reaktion beobachtet, die Ausbreitung der Bakterien wurde nicht gehemmt. Eine rasche vaskulare Kolonisation der anfalligen Sorte war die allgemeine Regel, welche zu einer schnellen Verwelkung der infizierten Pflanzen fuhrte. Es gab jedoch Reaktionen, die sowohl in resistenten als auch in anfalligen Sorten vorkamen: u.a. eine Auflosung des Zytoplasmas der Parenchymazellen, eine Zersetzung der Zellkerne und eine Zerreisung der Xylemzellwande. Die Beschrankung der Pathogenausbreitung, die mit der Resistenz in C. annuum zu der bakteriellen Welke assoziiert war, wurde hauptsachlich der Bildung von induzierten morphologischen bzw. physikalischen Barrieren zugeschrieben.