An in‐vitro growth system for studying the parasitism of cowpea (Vigna unguiculata) by Striga gesnerioides

Summary: An in-vitro growth system for investigating the behaviour of S. gesnerioides on cowpea has been developed. The roots of young cowpea plants were spread over glass fibre filter paper in a shallow plastic tray, and a known number of germinated Striga seeds were placed on the cowpea root surface. This allowed the infection process of the parasite to be quantified. Good access to the host-parasite association enabled the entire infection process to be easily monitored and tissue removed for cytological studies. Observations revealed for the first time that contact of S. gesnerioides radicles with host roots stimulated the development of radicular hairs and swelling of the tip of these radicles. Furthermore, penetration of cowpea roots by Striga was shown to be localized and to cause very little damage to the host roots. Swollen parasite tubercles developed on the surface of the roots only after the host stele had been penetrated by invading Striga cells. This growth system is suitable for in-vestigating the mechanisms of host resistance. and also for rapidly screening cowpea germplasm for new sources of resistance to the Parasite. Resistant cowpea cultivars offer the best potential solution for control of this Parasite. Resume: Un systeme de culture in vitro pour etudier le comportement de S. gesnerioides vis a vis du niebe a ete mis au point. Les racincs de jeunes plantes de la dolique de C. sont repandre au dessus d'un papier filtre en fibres de verre dans un plateau peu profond de matiere plastique et un nombre connu de graines de Striga germees est place sur la surface de racines du niebe. Ceci permet de quantifier le schema d'infeslalion par le parasite. Le bon acces a la relation hote-parasite permet que le processus entier d'infection soil aisement surveille et les tissus preleves pour des etudes cytologiqucs. Ces observations ont montre pour la premiere fois que le contact des radicules de S. gesnerioides avec les racines holes stimulc le developpement d'un chevelu radiculaire et un renflement du bout de ces radicules. Ensuite la penetralion des racines du niebe par le Striga apparail localisee et cause de tres petits dommages aux racines holes. Les tubercules renfles du parasile ne se developpent a la surface des racines qu'apres que le centre de l'hote a ete penetre par les cellules envahissanles de Striga. Ce systeme de culture est approprie pour l'etude des mecamsmes de resistance de I'hote et pour cribler rapidement des plasmidcs du niebe comme nouvelles sources de resistance au parasite. Les varietes resistantes du niebe sont la meilleure solution pour lutter contre ce parasite. Zusammenfassung: Es wurde ein Pflanzenwuchssystem zur in-vitro-Untersuchung des Verhaltens von Striga gesnerioides an der Kuhbohne entwickelt. Die Wurzeln junger Kuhbohnen-Pflanzen wurden in einer flachen Plastikschale auf Glasfaserfilterpapier ausgelegt, und eine bestimmte Anzahl gekeimter Striga-Samen wurde auf die Oberflache der Wurzeln gelegt. Auf diese Weise lies sich der Infektionsprozes quantifizieren. Durch den einfachen Zugang zu den Wirt-Parasit-Verbindungen konnte der gesamte Infektionsprozes leicht beobachtet und Gewebe fur zytologische Untersuchungen entnommen werden. Es konnte zum ersten Mai beobachtet werden, das durch den Kontakt der Keimwur-zeln von Striga gesnerioides mit den Wirts-wurzeln die Entwicklung von Wurzelhaaren und an den Keimwurzein ein Anschwellen der Spitze stimuliert wurde. Auserdem zeigte sich. das beim Durchdringen der Kuhbohnen-Wurzeln durch Striga an den Wirtswurzeln nur ein sehr kleiner Schaden verursacht wird. Die gesch-wollenen Tuberkeln des Schmarotzers auf der Wurzeloberflache entwickelten sich erst, nachdem der Zentralzylinder der Wirtswurzeln von den Striga-Haustorien durchwachsen worden war. Dieses Pflanzenwuchssystem erlaubt die angemessene Untersuchung des Mechanismus der Resistenz der Wirtspflanze und eine schnelles Screening resistenten Zell-materials der Kuhbohne zur Gewinnung neuen resistenten Materials gegen diese parasitische Pflanze. Resistente Kuhbohnen-Sorten bieten die beste Voraussetzung fur die Bekampfung dieses Schmarotzers.