Genetic diversity of Ustilago scitaminea (Syd.) Sudan isolates evaluated by differential sugarcane varieties under field conditions

  • Philip Marchelo-d’Raga Sugarcane Research Centre, Guneid; C/o Sudanese Sugar Company Ltd., P.O. Box 511, Khartoum, Sudan.
  • Yousif Mohamed Faculty of Agricultural Sciences, University of Gezira, Wad Medani, Sudan.
  • Gasim Dafalla Faculty of Agricultural Sciences, University of Gezira, Wad Medani, Sudan.

Abstract

Field experiments were conducted at the Sugarcane Research Centre, Guneid (lat. 15oN, long. 33oE), in seasons 2006/07 and 2008/09. The objectives were to biologically characterize six Sudan isolates of Ustilago scitaminea (Syd.) collected from different geographic locations; and, were designated as: GN1 (Guneid, NCO 376 isolate); GN2 (Guneid, CO 527 isolate); GN3 (Guneid, CO 6806 isolate); SN (Sennar, CO 527 isolate); AB (Abbasiya, isolate from mixed varieties); and NH (New-Halfa, CO 527/ CO 997 isolate) by a set of 25 differential sugarcane varieties. All inoculations were done artificially by Taiwanese pin prick method (TPPM) and dip method (DM). Results identified four pathotypes. The first and second groups; GN1, GN2 and GN3 occur in Guneid, while the third group; SN and  NH occur in Sennar and New Halfa and the fourth group AB in Abbasiya (Kenana/ Assalaya area). All four pathotypes were highly similar in pathogenicity and have relatedness percentages of 60 to 85%. Isolates GN1, NH and AB were slightly distinct and associated with virulence and, AB with avirulence, respectively. The other isolates were difficult to separate. Therefore, the absence of an isolate of high virulence indicates that the occurrence of smut in the current resistant variety CO 6806 is largely due to variety degradation/or resistance erosion and not due to a pathogenic entity of the smut pathogen. The study recommends an expanded screening program for smut resistance evaluation to make available a large number of resistant sugarcane varieties coupled with careful selection of seed cane


 


   أجريت هذه التجربة بمركز بحوث قصب السكر – الجنيد (خط عرض 015 ش، طول  033ق) على مدى ثلاثه مواسم متتالية 2006/07، 2007/ 08 و2008/09 بهدف التمييز بايولوجياً لعدد سته عزلات مختلفة من الفطر U. scitaminea متواجدة فى السودان جمعت من مناطق جغرافية مختلفة سميت بالجنيد 1 (GN1) – وهو عزل من منطقة الجنيد من الصنف   - NCO376 ،الجنيد 2 (GN2 ) – عزل من منطقة الجنيد من الصنف CO527 - ، الجنيد 3(GN3) – عزل من منطقة الجنيد من الصنف CO6806  -، والصنف سنار – عزل من منطقة سنار (SN) من الصنف  527CO - ، عباسية (AB) – عزل من منطقة العباسية من هجن مختلفة من قصب السكر - ، حلفا الجديدة (NH) عزل من منطقة حلفا الجديدة من الأصناف CO527،و CO997. ميزت بايولوجيا بأستخدام طقم مكون من 25 صنف محلى من قصب السكر . أحدثت عدوى صناعية بالمرض فى أصناف قصب السكر المختبرة بطريقتي إحداث الثقب و الغمر. أوضحت النتائج المختلفة أن عزلات الفطر U. scitaminea  الموجودة بالسودان متشابهة. عموما قسمت لأربعة سلالات ممرضة والتى عرفت ب :- السلالة الاولي والثانية  .GN1 GN2و GN3 فى الجنيد .السلالة الثالثة  SN و NH وجدا فى كل من حلفا الجديدة وسنار .السلالة الرابعة AB وجدت فى المنطقة الجغرافية لعسلايا وكنانة . وجدت كل العزلات الممرضة الأربعة شديدة التشابه من حيث الامراضية  وذات درجة قرابة 60-85 % ، .عموما   GN1و  NH مختلفة بدرجة طفيفة فى حين أن الاخريات من الصعب التفريق بينهما.  فالعزل GN1 ذو قدرة طفيفة فى شدة إحداث المرض  والعزل AB ضعيف القدرة فى شدة إحداث المرض جنبا للعزلGN2 , GN3 والعزل SN متوسط فى شدة إحداث المرض. عموما عدم وجود عزل فطرى شديد فى حدة الإصابة فى قصب السكر يدل على أن بعض حالات الإصابة مؤخرا فى الصنف CO6806 المعروف بشدة المقاومة لمرض التفحم السوطى يدل على تدهور فى الصنف نفسه وليس بسبب العزل المسبب للمرض . توصى الدراسة بوضع وتحديد برنامج لتقييم دورى لمستوى مقاومة الأصناف المزروعة ضد مرض التفحم السوطى لوضع رؤية واسعة لأصناف مقاومة من قصب السكر . بالإضافة إلى إستمرارية الممارسات الحقلية الجارية مع التجديد والإهتمام باختيار تقاوى قصب السكر.

References

Abo, M.E. and B.A. Okusanya. 1996. Incidence and variability reaction of sugarcane smut (Ustilago scitaminea Syd.) isolates in greenhouse and laboratory tests in Nigeria. Discovery and Innovation 8: 227-231.
Amire, O.A., E.J. Trione, and R.A. Schmitt. 1982. Characterisation of pathogenic races of the sugarcane smut fungus by neutron activation analysis. Journal of Radioanalytical Chemistry 75: 195-203.
Bock, K.R. 1964. Studies on sugarcane smut Ustilago scitaminea (Syd.) in Kenya. Transaction of the British Mycological Society 47: 403-417.
Croft, B., J. Irawan and N. Berding. 2000. Screening Australian sugarcane clones for smut reaction in Indonesia: Initial results. In: Proceedings of Australian Society of Sugar Cane Technologists 22: 170-177.
Ferreira, S.A. and J.C. Comstock. 1989. Smut, pp. 211–229. In: C. Ricaud, B.T. Egan, A.G. Gillaspie Jr. and C.G. Hughes (eds). Diseases of Sugarcane, Elsevier Science Publishers B.V. Amsterdam, The Netherlands.
GenStat. 2003. GenStat for Windows. Release 4.23DE Discovery Edition. VSN International Ltd., Hemel Hempstead, UK.
Grisham, M.P. 2001. An international project on genetic variability within sugarcane smut. Proceedings of the International Society of Sugar Cane Technologists 24(2): 459-461.
Lee-Lovick, G. 1978. Smut of sugarcane-Ustilago scitaminea. Review of Plant Pathology 57: 181-188.
Marchelo, P.W., A. Obeid and K.A. Bukhari. 2008. Evaluation of some sugarcane genotypes, Saccharum spp. for resistance to the whip smut disease of sugarcane incited by the fungus Ustilago scitaminea Syd. Gezira Journal of Agricultural Science 6 (2): 229-242.
Nasr, I.A. and M.S. Ahmed. 1974. Sugarcane smut in the Sudan. International Sugar Journal 76: 67.
Nisha, S., M.S. Benesh and P. Dorsamy. 2005. Molecular profiling demonstrates limited diversity amongst geographically separate strains of U. scitaminea. FEMS Microbiology Letters 247(1): 1-15.
Peros, J.P. and P. Baudin. 1983. Study of the variability of Ustilago scitaminea (Syd.) causal agent of sugarcane smut. Agronpomie Tropicale 38(3): 234-240.
Presley, J. 1978. The culmicolous smut of sugar cane. Sugar y Azucar 73(10): 34–39.
Raboin, L.M., L. Costet, J. Carlier, J. Pauquet and A. D’Hont. 2006. Sugarcane smut: Genetic diversity of the fungus and genetics of resistance. Annual Report (2006), French Agricultural Research Centre for International development, (CIRAD), Montpellier, France.
Satya Vir Beniwal, M.S. 1978. Screening of sugarcane clones for resistance to smut. Sugarcane Pathologists Newsletter 20: 11-13.
Schenk, S. 2003. New race of sugarcane smut on Maui, HARC, Pathology Report 69.
Singh, N., B.M. Somai and D. Pillay. 2004. Smut disease assessment by PCR and microscopy in inoculated tissue cultured sugarcane cultivars. Plant Science 167: 987-994.
Sinha, O.K. 2000. Smut of sugarcane. In: ITEC Lecture excerpt on Protection Technology for Sustaining Sugarcane Productivity: sponsored by the Ministry of Foreign Affairs. IISR, Lucknow, India.
Whittle, K.S. and D.I.T. Walker. 1982. Interpretation of sugarcane smut trials. Tropical Pest Management 28 (3): 228-237.
Wu, K.K., D.J. Heinz and D.M. Hogarth. 1988. Association and heritability of sugarcane smut resistance to races A and B in Hawaii. Theoretical and Applied Genetics 75: 754-760.
Xu, L.P. and R.K. Chen. 2000. Sugarcane smut breeding, and the status and prospects. Fujian Agricultural Journal 15 (2): 1-8.
Published
2011-01-01
How to Cite
MARCHELO-D’RAGA, Philip; MOHAMED, Yousif; DAFALLA, Gasim. Genetic diversity of Ustilago scitaminea (Syd.) Sudan isolates evaluated by differential sugarcane varieties under field conditions. Gezira Journal of Agricultural Science, [S.l.], v. 9, n. 2, jan. 2011. ISSN 1728-9556. Available at: <http://journals.uofg.edu.sd/index.php/gjas/article/view/1053>. Date accessed: 24 may 2019.
Section
Articles