Identity and Pathogenicity of Fungi Associated with Root and Crown Rot of Soft Red Winter Wheat Grown on the Upper Coastal Plain Land Resource Area of Mississippi

Seedling stand, disease severity and fungal incidence were determined from untreated ‘Wakefield’ soft red winter wheat planted on a Leeper silty clay loam in field tests conducted at the Mississippi Agricultural and Forestry Experiment Station, Plant Science Research Center, Mississippi State University, Starkville, Mississippi during the 1996–97 and 1997–98 growing seasons. Seedling stand was reduced by 40% each year in plots established with untreated seed. Cochliobolus sativus was the most frequently isolated fungus. Fusarium acuminatum, Fusarium equiseti and Fusarium solani were the most prevalent Fusarium spp. Seven other Fusarium spp. and 23 species of other fungal genera were isolated. Pathogenicity tests with three isolates each of C. sativus, Cochliobolus spicifer, F. acuminatum, F. solani, F. equiseti, Fusarium compactum, Embellisia chlamydospora and Microdochium bolleyi were performed in test tube culture and two isolates each of C. sativus, C. spicifer, F. acuminatum, E. chlamydospora and M. bolleyi under greenhouse conditions. In test tubes and in the greenhouse, seedlings infected with isolates of C. sativus developed seedling blight, discoloration and necrosis, primarily in seminal roots and crowns. In the greenhouse, C. sativus induced lesions on the lower leaf sheath and reduced seedling height, seedling emergence, dry and fresh weight of roots and shoots. Isolates of F. acuminatum, F. solani, F. equiseti, F. compactum, E. chlamydospora and M. bolleyi induced slight to moderate orange to light-brown discoloration of crown and seminal roots in test tubes. Cochliobolus spicifer isolates had the most pre-emergence activity, inducing black root discoloration and root pruning of wheat seedlings and reducing seedling emergence, root fresh weight and shoot dry weight. In the greenhouse, F. acuminatum reduced seedling height, seedling emergence and root and shoot dry weights. Microdochium bolleyi and E. chlamydospora reduced fresh and dry weight of roots, plant emergence and shoot dry weight. Fusarium acuminatum and C. spicifer reduced the growth rate of wheat seedlings. All fungi evaluated showed increased disease severity compared to the untreated control. The high frequency of isolation of C. sativus from crown and root tissues can be partially explained by the dry, warm conditions during the early stages of wheat seedling development in the Upper Coastal Plain Land Resource Area of Mississippi. Zusammenfassung Die Auflaufrate von Samlingen, die Starke des Krank-heitsbefalls sowie die Haufigkeit von Pilzarten wurden bei nicht behandelten roten Weichwinterweizen der Sorte Wakefield ermittelt, welche in einem Leeper schlammigen Tonboden an der Mississippi Agricultural & Forestry Experiment Station, Plant Science Research Center, Mississippi State University, Starkville, Mississippi in der 1996–97 und 1997–98 Saison gesat worden waren. In beiden Jahren wurde die Auflaufrate von nicht behandeltem Saatgut um 40% reduziert. Cochliobolus sativus wurde am haufigsten isoliert. Fusarium acuminatum, Fusarium equiseti und Fusarium solani waren die uberwiegenden Fusarium spp. Ausierdem wurden sieben weitere Fusarium spp. sowie 23 weitere Pilzarten isoliert. Pathogenitatstests mit je 3 Isolaten von C. sativus, Cochliobolus spicifer, F. acuminatum, F. solani, F. equiseti, Fusarium compactum, Embellisia chlamydospora und Microdochiumbolleyi wurden in Reagenzrohrchen durchgefuhrt, sowie mit je 2 Isolaten von C. sativus, C. spicifer, F. acuminatum, E. chlamydospora und M. bolleyi unter Gewachshausbedingungen. Sowohl in den Reagenzrohrchen als auch im Gewachshaus entwickelten Samlinge, die mit C. sativus inokuliert worden waren, eine Faule, Verfarbung sowie Nekrosis, hauptsachlich in den sekundaren Wurzeln und in den Halmbasen. Unter Gewachshausbedingungen verursachte C. sativus ausierdem Lasionen der unteren Blattscheide sowie eine Reduzierung des Samlingswachstums, des Samlingsauflaufs, des Trocken-und Frischgewichts der Wurzeln und Sprossen. Im Reagenzrohrchentest induzierten Isolate von F. acuminatum, F. solani, F. equiseti, F. compactum, E. chlamydospora und M. bolleyieine schwache bis masiige orange bis hell braune Verfarbung des Halmbasis und der Sekundarwurzeln. Isolate von C. spicifer besasien die hochste Vorauflaufaktivitat und induzierten eine Verschwarzung und Verkurzung der Wurzeln sowie eine Reduzierung des Samlingsauflaufs, des Wurzelfrischgewichts sowie des Sproitrockengewichts. Unter Gewachshausbedingungen reduzierte F. acuminatum die Samlingshohe, die Auflaufrate sowie das Trockengewicht der Wurzeln und Sproien. Microdochium bolleyi und E. chlamydospora reduzierten das Frisch-und Trockengewicht der Wurzeln, die Auflaufrate sowie das Sprositrockengewicht. Die Wachstumsrate der Samlinge wurde durch F. acuminatum und C. spicifer reduziert. Alle untersuchten Pilzarten erhohten die Befallsstarke verglichen mit der unbehandelten Kontrolle. Die hohe Isolierungsrate von C. sativus aus dem Halmbasis-und Wurzelgewebe kann zum Teil dadurch erklart werden, dass wahrend der Fruhentwicklungsphase der Samlinge trockene und warme Wachstumsbedingungen in diesem Gebiet herrschten.