Surveys for asymptomatic persistence of Sphaeropsis sapinea on or in stems of red pine seedlings from seven Great Lakes region nurseries

Summary The fungus Sphaeropsis sapinea persists on or in stems of asymptomatic red pine (Pinus resinosa) nursery seedlings, and proliferates to cause collar rot and mortality after planting. In the spring of 2002, seven nurseries were surveyed to determine the potential range in frequency of asymptomatic persistence: three operated by Wisconsin Department of Natural Resources (DNR), two by Minnesota DNR, one by Michigan DNR, and one by USDA Forest Service (in Michigan). At each nursery five groups of 20 asymptomatic red pine seedlings were collected near an inoculum source (red pine windbreak), if present, and five groups of 20 asymptomatic seedlings were collected away from such a source (1400 seedlings total). A segment of the lower stem/root collar from each seedling was surface disinfested and incubated on tannic acid agar. Transfers were made from resulting colonies and the pathogen identified from pycnidia and conidia produced in culture. The pathogen was identified from asymptomatic seedlings collected in all Wisconsin and Minnesota nurseries, but was never detected from seedlings from the Michigan DNR or USDA Forest Service nurseries. Frequencies of detection were greater (as high as 88%) from asymptomatic seedlings near red pine windbreaks including diseased trees than from seedlings distant from such windbreaks. A subset of isolates from asymptomatic seedlings was characterized using inter-simple sequence repeat–polymerase chain reaction analysis. Most isolates were the A group of S. sapinea, but B group isolates (recently named Diplodia scrobiculata) were also obtained from one nursery. One Minnesota nursery was more extensively sampled in 2003, with 17–44 groups of five asymptomatic red pine seedlings collected in four separate fields (525 seedlings total). The mean frequency of detection of the pathogen in these four fields ranged from 40 to 71%. Persistence of S. sapinea on or in asymptomatic seedlings continues to be problematic, not only because of the potential for subsequent seedling mortality, but also as a means by which a pathogen may be widely distributed. Resume Le champignon Sphaeropsis sapinea se maintient de facon asymptomatique sur ou dans les pousses des semis de Pin rouge (Pinus resinosa) en pepinieres, et prolifere apres plantation, causant des necroses de collet et des mortalites. Au cours du printemps 2002, des prospections ont ete realisees dans sept pepinieres pour determiner l'amplitude potentielle de frequence de la presence asymptomatique: trois pepinieres gerees par le Wisconsin Department of Natural Resources (DNR), deux par le Minnesota DNR, une par le Michigan DNR, et une par l'U.S.D.A. Forest Service (au Michigan). Dans chaque pepiniere, cinq groupes de vingt semis asymptomatiques de Pin rouge ont ete recoltes d'une part a proximite d'une source d'inoculum (volis de Pin rouge), quand il y en avait, d'autre part a l’ecart de la source (1400 semis au total). Un isolement ete realise pour chaque semis a partir d'un segment de la partie basale de la tige/collet, desinfecte superficiellement et incube sur un milieu gelose avec de l'acide tannique. Les colonies resultantes ont ete repiquees et le pathogene identifiea partir des pycnides et conidies produites en culture. Le pathogene a ete detectea partir de semis asymptomatiques pour toutes les pepinieres du Wisconsin et du Minnesota, mais jamais en provenance des pepinieres du Michigan (gerees par le DNR ou l'USDA Forest Service). La frequence de detection est plus forte (jusqu’a 88%) pour les semis asymptomatiques situes a proximite de volis, incluant des arbres malades, que pour les semis plus eloignes de ces arbres. Un echantillon d'isolats de semis asymptomatiques a ete caracterise par ISSR-PCR. La plupart des isolats appartiennent au groupe A de Sphaerospis sapinea mais des isolats du groupe B (recemment renommeDiplodia scrobiculata) ont egalement ete obtenus a partir d'une pepiniere. Une pepiniere du Minnesota a fait l'objet d'une prospection plus intensive en 2003, avec recolte de 17 a 44 groupes de cinq semis asymptomatiques dans quatre champs distincts (525 semis au total). La frequence moyenne de detection du pathogene dans ces quatre champs varie entre 40 et 71%. Le maintien asymptomatique de S. sapinea sur ou dans les semis est un probleme non seulement du fait des mortalites potentielles qui peuvent suivre mais aussi parce qu'il peut favoriser une large dissemination du pathogene. Zusammenfassung Sphaeropsis sapineauberdauert endo- und epiphytisch in symptomlosen Stammen von Pinus resinosa Samlingen in Baumschulen. Der Pilz breitet sich von dort weiter aus und verursacht eine Wurzelhalsfaule, an der die Pflanzen eingehen. Die Haufigkeit der symptomlosen Besiedlung wurde im Fruhling 2002 in sieben Baumschulen erhoben: drei Baumschulen des Wisconsin Department of Natural Resources (DNR), zwei Baumschulen des Minnesota DNR und je eine des Michigan DNR und des U.S.D.A. Forest Service (in Michigan). In jeder Baumschule wurden funf Gruppen von je 20 symptomlosen Rotkiefer-Samlingen in der Nahe einer Inokulumsquelle (Windwurfflache mit Rotkiefer), falls eine solche vorhanden war, und funf gleich grosse Gruppen von Samlingen, die entfernt von dieser Quelle wuchsen, gesammelt (insgesamt 1400 Samlinge). Von jedem Samling wurde ein Segment aus dem Ubergangsbereich Stamm-Wurzelhals entnommen, oberflachendesinfiziert und auf Tanninagar inkubiert. Von den auswachsenden Myzelien wurden Reinkulturen angelegt und das Pathogen anhand der in diesen Kulturen gebildeten Pyknidien und Konidien identifiziert. Das Pathogen konnte in symptomlosen Samlingen samtlicher Baumschulen von Wisconsin und Minnesota festgestellt werden, war aber nie in oder auf den Pflanzen aus den Baumschulen des Michigan DNR oder des U.S.D.A. Forest Service vorhanden. Die Haufigkeit des Pilzes war in Pflanzen nahe von Windwurfflachen mit an S. sapinea erkrankten Rotkiefern grosser (bis 88%) als in Pflanzen, die entfernt von solchen Windwurfflachen wuchsen. Ein Teil der Isolate von den symptomlosen Samlingen wurde mittels ISSR-PCR charakterisiert. Die meisten Isolate gehorten zur A Gruppe von S. sapinea, nur in einer Baumschule wurden auch Isolate der Gruppe B (die kurzlich als Diplodia scrobiculata beschrieben wurde) nachgewiesen. Eine ausgedehntere Untersuchung wurde in einer der beiden Baumschulen in Minnesota durchgefuhrt. Es wurden 17 bis 44 Gruppen von je 5 symptomlosen Samlingen in vier verschiedenen Feldern gesammelt (insgesamt 525 Samlinge). Die durchschnittliche Haufigkeit des Pathogens in diesen Feldern betrug zwischen 40 und 71%. Die Uberdauerung von S. sapinea in oder auf symptomlosen Samlingen bleibt ein Problem, nicht nur wegen der Samlingsmortalitat sondern auch wegen der Ausbreitung des Pathogens mit ,,gesunden’’ Baumschulpflanzen.