Isolation and characterization of the grain mold fungi Cochliobolus and Alternaria spp. from sorghum using semiselective media and DNA sequence analyses

Authors

Deanna L. Funnell-Harris, USDA-ARSFollow
Louis K. Prom, USDA-ARSFollow
Jeffrey F. Pedersen, USDA-ARSFollow

Date of this Version

2013

Citation

Can. J. Microbiol. 59: 87–96 (2013) dx.doi.org/10.1139/cjm-2012-0649.

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U.S. government work.

Abstract

Mold diseases, caused by fungal complexes including Alternaria, Cochliobolus, and Fusarium species, limit sorghum grain production. Media were tested by plating Fusarium thapsinum, Alternaria sp., and Curvularia lunata, individually and competitively. Dichloran chloramphenicol rose bengal (DRBC) and modified V8 juice (ModV8) agars, found to be useful, were compared with commonly used agar media, dichloran chloramphenicol peptone (DCPA) and pentachloronitrobenzene (PCNB). Radial growth, starting with mycelia or single-conidia and hyphal tips, demonstrated an effect of media. For isolation of grain fungi, DRBC and ModV8 were similar or superior to DCPA and PCNB. When seedlings were inoculated with conidia of C. lunata, Alternaria sp., F. thapsinum, or mixtures, the percentage of root infection ranged from 28% to 77%. For mixed inoculations, shoot weights, lesion lengths, and percentage of root infections were similar to F. thapsinum inoculations; most colonies recovered from roots were F. thapsinum. For Alternaria grain isolates, 5 morphological types, including Alternaria alternata, were distinguished by colony morphologies and conidial dimensions. Sequence analysis using a portion of the endo-polygalacturonase gene was able to further distinguish isolates. Cochliobolus isolates were identified morphologically as C. lunata, Curvularia sorghina, and Bipolaris sorghicola. Multiple molecular genotypes were apparent from rRNA internal transcribed spacer region sequences from Cochliobolus grain isolates.

La moisissure produite par des complexes de champignons formés des espèces Alternaria, Cochliobolus et Fusarium limite la production de sorgho. Des milieux de culture ont été étudiés en ensemençant Fusarium thapsinum, Alternaria sp. et Curvularia lunata de manière individuelle et compétitive. La gélose Dichloran Rose-bengale Chloramphénicol (DRBC) et la gélose au jus V8 modifiée (ModV8), qui s’étaient avérées utiles, ont été comparées a` d’autres géloses couramment utilisées, la gélose Dichloran Chloramphénicol Peptone (DCPA) et la gélose pentachloronitrobenzène (PCNB). L’examen de la croissance radiale, commençant par les mycéliums ou les conidies uniques et les têtes des hyphes, a démontré que les milieux exerçaient un effet. Les milieux DRBC et ModV8 étaient similaires ou supérieurs au DCPA et au PCNB quant a` l’isolement des champignons des céréales. Lorsque les semis étaient inoculés avec les conidies de C. lunata, Alternaria sp., F. thapsinum ou des mélanges de celles-ci, le pourcentage d’infection des racines allait de 28 % a` 77 %. La taille des pousses, la longueur des lésions et le pourcentage d’infection obtenus après une inoculation mixte ou une inoculation avec F. thapsinum étaient similaires ; la plupart des colonies récupérées des racines appartenaient a` F. thapsinum. En ce qui concerne les isolats de Alternaria présents sur les céréales, cinq types morphologiques dont Alternaria alternata se distinguaient par la morphologie des colonies et les dimensions des conidies. L’analyse de séquence d’une portion du gène codant l’endo-polygalacturonase a permis de distinguer davantage les isolats. Les isolats de Cochliobolus ont été identifiés morphologiquement comme étant C. lunata, Curvularia sorghina et Bipolaris sorghicola. De multiples génotypes moléculaires étaient mis en évidence par les séquences de la région transcrite de l’espaceur interne de l’ARNr des isolats de Cochliobolus provenant des céréales.