Histology of Diplodia pinea in diseased and latently infected Pinus nigra shoots

Summary Diplodia tip blight is a serious disease of >30 conifer species worldwide. Symptoms are particularly severe on non-native, two-needled Pinus species, and typically include stunted, necrotic needles and shoots and a general decline of the tree. Latent Diplodia pinea infections occur in current-year shoots of some symptomless pines, and in some apparently healthy current-year shoots of diseased pines. Latent infections also occur in symptomless terminal buds. A histological approach was used to investigate the nature of latent infections in shoot stems and terminal buds of landscape Pinus nigra. Fungal colonization was compared in healthy, diseased and latently infected tissues. A nested-PCR technique that is specific for D. pinea was used to differentiate latently infected tissues from uninfected ones. Latent D. pinea infections were localized in the outer stem cortex, usually in the vicinity of needle scales at leaf axes. In contrast, pathogenic D. pinea infections were characterized by fungal colonization throughout the shoot stem tissues, even very early in symptom development. The presence of necrophylatic periderms in two of the latently infected samples suggests that host defences play a role in the production and maintenance of latent stem infections. Latent infections of terminal buds appeared to originate from the distal bud scales of axillary buds in the terminal bud cluster, and not from the subtending shoot. Fungal tissues were never observed inside asymptomatic, PCR-negative shoots. Resume La brulure des pousses aDiplodia est une maladie importante affectant plus de 30 especes de coniferes dans le monde entier. Les symptomes sont particulierement severes sur les pins exotiques a deux feuilles, et se presentent typiquement sous forme de pousses et d'aiguilles necrosees et de petite taille, et de deperissements generalises des arbres. Les infections latentes de Diplodia pinea se trouvent dans les pousses de l'annee de certains pins asymptomatiques et dans certaines pousses apparemment saines d'arbres malades. Des infections latentes se trouvent egalement dans les bourgeons terminaux asymptomatiques. Une approche histologique a ete utilisee pour etudier la nature des infections latentes dans les pousses et bourgeons terminaux de Pinus nigra. La colonisation fongique a ete comparee dans des tissus sains, malades et infectes de facon latente. Une technique de «nested PCR», specifique de D. pinea, a ete utilisee pour differencier les tissus infectes de facon latente des tissus non-infectes. Les infections latentes de D. pinea ont ete localisees dans le cortex externe de la tige, generalement a proximite des ecailles des aiguilles a l'insertion des feuilles. Au contraire, les infections de D.pineaa caractere pathogene sont caracterisees par une colonisation fongique de l'ensemble des tissus de la tige, meme aux phases precoces de developpement des symptomes. La presence de peridermes necrophylactiques dans deux echantillons d'infections latentes suggere que les defenses de l'hote jouent un role dans la production et le maintien des infections latentes. Les infections latentes de bourgeons terminaux semblent avoir pour origine les ecailles distales des bourgeons axillaires du groupe de bourgeons terminaux, et pas la pousses sous-jacente. La presence de tissus fongiques n'a jamais ete observee dans des pousses asymptomatiques et negatives en PCR. Zusammenfassung Das Diplodia-Triebsterben ist eine weltweite Krankheit an mehr als 30 Koniferenarten. An nicht-einheimischen, zweinadeligen Pinus-Arten sind die Symptome besonders ausgepragt. Typisch sind verkurzte nekrotische Nadeln und Triebe und eine allgemeine Verschlechterung des Gesundheitszustandes. Diplodia pinea, der Erreger der Krankheit, kann gelegentlich latent in scheinbar gesunden diesjahrigen Trieben von symptomlosen und erkrankten Baumen nachgewiesen werden. Auch die Endknospen konnen latent besiedelt sein. In dieser Arbeit wurde die Histologie latenter Infektionen in Pinus nigra untersucht. Es wurden gesunde, kranke und und latent infizierte Gewebe analysiert. Zur Unterscheidung Diplodia-freier, gesunder Gewebe von scheinbar gesunden, latent besiedelten Geweben kam eine zum spezifischen Nachweis von D. pinea entwickelte nested-PCR Methode zum Einsatz. Latente Infektionen von D. pinea kamen in der ausseren Rinde insbesondere in der Nahe der Knospenschuppen der Kurztriebe vor. Im Gegensatz dazu waren erkrankte Triebe bereits kurz nach Erscheinen der ersten Symptome ganz vom Myzel des Pilzes durchwuchert. Die Bildung von nekrophylaktischem Periderm in zwei der latent infizierten Triebe zeigte, dass diese Wirtsreaktion das Vorkommen latenter Infektionen erklaren konnte. Die Infektion latent infizierter Endknospen schien von den distalen Knospenschuppen der Seitenknospen des endstandigen Knospenbuschels und nicht direkt vom angrenzenden Trieb her zu erfolgen. In symptomlosen, PCR-negativen Trieben konnte nie Pilzmyzel nachgewiesen werden.