Light-induced Resistance of Broad Bean against Botrytis cinerea

Abstract This study was designed to investigate the light-induced resistance of broad bean (Vicia faba) against Botrytis cinerea. Yellow (590 nm max) and red (650 nm max) light significantly inhibited the formation of infection hypha from appressoria of B. cinerea on both detached and attached broad bean leaflets. Pretreatment of leaflets with yellow or red light for 24 h before inoculation, also inhibited the formation of infection hypha from appressoria. This indicates that the failure in appressorial penetration of B. cinerea under yellow or red light was not due to the effect of these wavelengths (575 nm to 700 nm) of light on fungal infection behaviour, but due to light-induced resistance in the broad bean against B. cinerea. Spore germination of B. cinerea, in supernatants of spore suspension droplets of B. cinerea recovered from inoculated broad bean leaflets kept under red light for 48 h after inoculation, was significantly inhibited to a germination rate of 8.2%. However, under darkness the spore germination in infection droplets was not inhibited, with a germination rate of 92.3%. On the other hand, such antifungal activity was also observed in water droplets without spores of B. cinerea on broad bean leaflets kept under red light for 48 h. However, suppressive activity was lower than in infection droplets. These results indicate that irradiation of broad bean leaflets with red light activated production of antifungal substance(s) in the leaf tissues which seem to be responsible for the induced resistance of broad bean against B. cinerea. Further, it was demonstrated that the accumulation of antifungal substance(s) in leaf tissues was increased by infection of B. cinerea. Zusammenfassung Lichtinduzierte Resistenz der Ackerbohne gegen Botrytis cinerea In dieser Studie wurde die lichtinduzierte Resistenz der Ackerbohne (Vicia faba) gegen Botrytis cinerea untersucht. Gelbes Licht (max. 590 nm) und rotes Licht (max. 650 nm) hemmte die Bildung von Infektionshyphen aus den Appressorien von B. cinerea auf abgetrennten und intakten Blattchen der Ackerbohne significant. Wurden die Blattchen 24 h vor der Inokulation mil gelbem oder rotem Licht bestrahlt. so war die Bildung von Infektionshyphen aus den Appressorien ebenfalls gehemmt. Das fehlende Eindringen von B. cinerea-Appressorien in gelbem oder rotem Licht beruhte also nicht auf der Wirkung der betreffenden Wellenlangen des Lichts (575 nm bis 700 nm) auf das Infektionsverhalten des Pilzes. Verantwortlich war vielmehr eine lichtinduzierte Resistenz der Ackerbohne gegen B. cinerea. Von inokulierten Ackerbohnenblattchen, die nach der Inokulation fur 48 h mit rotem Licht bestrahlt worden waren, wurden die Uberstande der Sporensuspensionstropfchen von B. cinerea gewonnen. Hier war die Sporenkeimung von B. cinerea significant gehemmt und lag bei nur 8,2%. Bei Dunkelheit war die Sporenkeimung in den Infektionstropfchen dagegen nicht gehemmt, 92,3% der Sporen keimten. Wurden Wassertropfchen, die keine Sporen von B. cinerea enthielten, auf Ackerbohnenblattchen aufgebracht und die Blattchen anschliesend fur 48 h mit rotem Licht bestrahlt, zeigten die Trofchen ebenfalls antifungale Aktivitat. Ihre suppressive Aktivitat war jedoch niedriger als die der sporenhaltigen Tropfchen. Diese Ergebnisse zeigen. Das die Bestrahlung von Ackerbohnenblattchen mit rotem Licht die Bildung einer antifungalen Substanz (oder mchrerer solcher Substanzen) im Blattgewebe stimulierte. Diese Substanz(en) scheint (scheinen) fur die induzierte Resistenz der Ackerbohne gegen B. cinerea verantwortlich zu sein. Gezeigt wurde auch, das die Akkumulation der antifungalen Substanz(en) im Blattgewebe durch eine B. cinerea-Infektion verstarkt wurde.