Fusarium head blight is one of the most important and most common diseases of winter wheat. In order to better understanding this disease and to assess the correlations between different factors, 30 cultivars of this cereal were evaluated in a two-year period. Fusarium head blight resistance was evaluated and the concentration of trichothecene mycotoxins was analysed. Grain samples originated from plants inoculated with Fusarium culmorum and naturally infected with Fusarium species. The genetic distance between the tested cultivars was determined and data were analysed using multivariate data analysis methods. Genetic dissimilarity of wheat cultivars ranged between 0.06 and 0.78. They were grouped into three distinct groups after cluster analysis of genetic distance. Wheat cultivars differed in resistance to spike and kernel infection and in resistance to spread of Fusarium within a spike (type II). Only B trichothecenes (deoxynivalenol, 3-acetyldeoxynivalenol and nivalenol) produced by F. culmorum in grain samples from inoculated plots were present. In control samples trichothecenes of groups A (H-2 toxin, T-2 toxin, T-2 tetraol, T-2 triol, scirpentriol, diacetoxyscirpenol) and B were detected. On the basis of Fusarium head blight assessment and analysis of trichothecene concentration in the grain relationships between morphological characters, Fusarium head blight resistance and mycotoxins in grain of wheat cultivars were examined. The results were used to create of matrices of distance between cultivars - for trichothecene concentration in inoculated and naturally infected grain as well as for FHB resistance Correlations between genetic distance versus resistance/mycotoxin profiles were calculated using the Mantel test. A highly significant correlation between genetic distance and mycotoxin distance was found for the samples inoculated with Fusarium culmorum. Significant but weak relationships were found between genetic distance matrix and FHB resistance or trichothecene concentration in naturally infected grain matrices.
Hosung Jeon;Jung Wook Yang;Donghwan Shin;Donggyu Min;Byung Joo Kim;Kyunghun Min;Hokyoung Son
The Plant Pathology Journal
/
v.40
no.2
/
pp.106-114
/
2024
Fusarium head blight (FHB), predominantly caused by Fusarium graminearum and F. asiaticum, is a significant fungal disease impacting small-grain cereals. The absence of highly resistant cultivars underscores the need for vigilant FHB surveillance to mitigate its detrimental effects. In 2023, a notable FHB outbreak occurred in the southern region of Korea. We assessed FHB disease severity by quantifying infected spikelets and grains. Isolating fungal pathogens from infected samples often encounters interference from various microorganisms. We developed a cost-effective, selective medium, named BGT (Burkholderia glumae Toxoflavin) medium, utilizing B. glumae, which is primarily known for causing bacterial panicle blight in rice. This medium exhibited selective growth properties, predominantly supporting Fusarium spp., while substantially inhibiting the growth of other fungi. Using the BGT medium, we isolated F. graminearum and F. asiaticum from infected wheat and barley samples across Korea. To further streamline the process, we used a direct PCR approach to amplify the translation elongation factor 1-α (TEF-1α) region without a separate genomic DNA extraction step. Phylogenetic analysis of the TEF-1α region revealed that the majority of the isolates were identified as F. asiaticum. Our results demonstrate that BGT medium is an effective tool for FHB diagnosis and Fusarium strain isolation.
Fusarium head blight (FHB), also known as scab, caused mainly by Fusarium graminearum is a devastating disease of wheat in regions that are warm and humid during flowering. In addition to significant yield and quality losses, the mycotoxin deoxynivalenol produced by the pathogen in infected wheat kernels is a serious problem for food and feed safety. Twenty- three Korean cultivars and "Sumai 3", which is a FHB-resistant Chinese cultivar were tested for Type I, Type II resistances of FHB. Three cultivars were identified as resistant in Type I assessment, and two cultivars were resistant in Type II assessment. Genetic variation and relationship among the cultivars were evaluated on the basis of 11 Simple Sequence Repeat (SSR) and 29 Sequence Tagged Site (STS) markers that were linked to FHB resistance Quantitative Trait Loci (QTL) on chromosome 3BS. One SSR and 7 STS markers detected polymorphisms. Especially, using a STS marker (XSTS3B-57), 32.4% of the variation for Type II FHB resistance could be explained. Genetic relationship among Korean wheat cultivars was generally consistent with their released year. These markers on chromosome 3BS have the potential for accelerating the development of Korean wheat cultivars with improved Fusarium head blight resistance through the use of marker-assisted selection.
Barley worldwide is affected seriously by Fusarium seedling blight (FSB) and Fusarium head blight (FHB) diseases caused by the Fusarium species. The objective of this study was to facilitate the resistance of hulled and hull-less barley at different growth stages to F. culmorum according to direct parameters: disease rating (DR), fresh weight of leaves and roots, kernel weight per spike, kernel number per spike, plump kernels, and indirect parameters - chlorophyll a fluorescence (CF). Plate assay, greenhouse and field tests were performed on 30 spring barley doubled haploid (DH) lines and their parents infected with Fusarium culmorum. Direct parameters proved that hulled genotypes show less symptoms. Most studied chlorophyll a fluorescence (CF) parameters (apart from DIo/CS - amount of energy dissipated from PSII for laboratory test, TRo/CS - amount of excitation energy trapped in PSII reaction centers, ETo/CS - amount of energy used for electron transport and RC/CS - number of active reaction centres in the state of fully reduced PSII reaction center in field experiment) were significantly affected by F. culmorum infection. In all experiments, hulled genotypes had higher values of CF parameters compared to hull-less ones. Significant correlations were detected between direct and indirect parameters and also between various environments. It was revealed that ABS/CS, TRo/CS, and RC/CS have significant positive correlation in greenhouse test and field experiment. Significant correlations suggest the possibility of applying the CF parameters in selection of barley DH lines resistant to F. culmorum infection.
Singh, Lovepreet;Anderson, James A;Chen, Jianli;Gill, Bikram S;Tiwari, Vijay K;Rawat, Nidhi
The Plant Pathology Journal
/
v.35
no.3
/
pp.200-207
/
2019
Fusarium head blight (FHB) is a devastating wheat disease with a significant economic impact. Fhb1 is the most important large effect and stable QTL for FHB resistance. A pore-forming toxin-like (PFT) gene was recently identified as an underlying gene for Fhb1 resistance. In this study, we developed and validated a PFT-based Kompetitive allele specific PCR (KASP) marker for Fhb1. The KASP marker, PFT_KASP, was used to screen 298 diverse wheat breeding lines and cultivars. The KASP clustering results were compared with gelbased gene specific markers and the widely used linked STS marker, UMN10. Eight disagreements were found between PFT_KASP and UMN10 assays among the tested lines. Based on the genotyping and sequencing of genes in the Fhb1 region, these genotypes were found to be common with a previously characterized susceptible haplotype. Therefore, our results indicate that PFT_KASP is a perfect diagnostic marker for Fhb1 and would be a valuable tool for introgression and pyramiding of FHB resistance in wheat cultivars.
Job's tears (Coix lacryma-jobi) is native to East Asia, and grains of the plant are used as health food and medicinal material. Head blight symptoms of the plant were frequently observed during disease surveys in Korea from 2006 to 2008. The symptoms were characterized as discoloration of husks, and subsequently inside of mature grains were shriveled or emptied. One hundred fifty nine isolates of Fusarium species were obtained from the disease symptoms of the plant collected from several locations in the country. Out of the isolates, the most frequently isolated Fusarium species were F. graminearum (34%), F. proliferatum (14.5%), F. verticillioides (10.1%), F. equiseti (6.9%), and F. fujikuroi (6.3%). Other Fusarium species isolated were F. subglutinans, F. semitectum, F. poae, and F. sporodochioides. Elongation factor 1 alpha gene sequences of the isolates were used for phylogenetic analysis. Analyses of the sequences revealed that the isolates were confirmed to be identical with each reference species of NCBI GenBank. Pathogenicity tests showed that F. graminearum, F. proliferatum and F. verticillioides were strongly virulent to grains of Job's tears. The present study is the first report of head blight of Job's tears caused by Fusarium species in Korea.
Fusarium head blight (FHB; scab) caused mainly by Fusarium graminearum is a devastating disease of wheat and barley around the world. FHB causes yield reductions and contamination of grain with trichothecene mycotoxins such as deoxynivalenol (DON) which are a major health concern for humans and animals. The objective of this research was to develop an easy seed or seedling inoculation assay, and to compare these assays with whole plant resistance of twenty-nine Korean winter wheat cultivars to FHB. The clip-dipping assay consists of cutting off the coleoptiles apex, dipping the coleoptiles apex in conidial suspension, covering in plastic bag for 3 days, and measuring the lengths of lesions 7 days after inoculation. There were significant cultivar differences after inoculation with F. graminearum in seedling relative to the controls. Correlation coefficients between the lesion lengths of clip-dipping inoculation and FHB Type II resistance from adult plants were significant (r=0.45; P<0.05). Results from two other seedling inoculation methods, spraying and pin-point inoculation, were not correlated with adult FHB resistance. Single linear correlation was not significant between seed germination assays (soaking and soak-dry) and FHB resistance (Type I and Type II), respectively. These results showed that clip-dipping inoculation method using F. graminearum may offer a real possibility of simple, rapid, and reliable for the early screening of FHB resistance in wheat.
Fusarium head blight (FHB) caused by the filamentous fungus Fusarium graminearum is one of the most severe diseases threatening the production of small grains. Infected grains are often contaminated with mycotoxins such as zearalenone and trichothecences. During survey of contamination by FHB in rice grains, we found a bacterial isolate, designated as BN1, antagonistic to F. graminearum. The strain BN1 had branching vegetative hyphae and spores, and its aerial hyphae often had long, straight filaments bearing spores. The 16S rRNA gene of BN1 had 100% sequence identity with those found in several Streptomyces species. Phylogenetic analysis of ITS regions showed that BN1 grouped with S. sampsonii with 77% bootstrap value, suggesting that BN1 was not a known Streptomyces species. In addition, the efficacy of the BN1 strain against F. graminearum strains was tested both in vitro and in vivo. Wheat seedling length was significantly decreased by F. graminearum infection. However, this effect was mitigated when wheat seeds were treated with BN1 spore suspension prior to F. graminearum infection. BN1 also significantly decreased FHB severity when it was sprayed onto wheat heads, whereas BN1 was not effective when wheat heads were point inoculated. These results suggest that spraying of BN1 spores onto wheat heads during the wheat flowering season can be efficient for plant protection. Mechanistic studies on the antagonistic effect of BN1 against F. graminearum remain to be analyzed.
Kim, Yangseon;Kang, In Jeong;Shin, Dong Bum;Roh, Jae Hwan;Heu, Sunggi;Shim, Hyeong Kwon
Mycobiology
/
v.46
no.3
/
pp.283-286
/
2018
Fusarium graminearum causes the devastating plant disease Fusarium head blight and produces mycotoxins on small cultivated grains. To investigate the timeframe of F. graminearum infection during rice cultivation, a spore suspension of F. graminearum was applied to the rice cultivars Dongjin 1 and Nampyeongbyeo before and after the heading stage. The disease incidence rate was the highest (50%) directly after heading, when the greatest number of flowers were present, while only 10% of the rice infected 30 days after heading showed symptoms. To understand the mechanism of infection, an F. graminearum strain expressing green fluorescent protein (GFP) was inoculated, and the resulting infections were visually examined. Spores were found in all areas between the glume and inner seed, with the largest amount of GFP detected in the aleurone layer. When the inner part of the rice seed was infected, the pathogen was mainly observed in the embryo. These results suggest that F. graminearum migrates from the anthers to the ovaries and into the seeds during the flowering stage of rice. This study will contribute to uncovering the infection process of this pathogen in rice.
Khanal, Raja;Choo, Thin Meiw;Xue, Allen G.;Vigier, Bernard;Savard, Marc E.;Blackwell, Barbara;Wang, Junmei;Yang, Jianming;Martin, Richard A.
The Plant Pathology Journal
/
v.37
no.5
/
pp.455-464
/
2021
Forty-eight spring barley genotypes were evaluated for deoxynivalenol (DON) concentration under natural infection across 5 years at Harrington, Prince Edward Island. These genotypes were also evaluated for Fusarium head blight (FHB) severity and DON concentration under field nurseries with artificial inoculation of Fusarium graminearum by the grain spawn method across 2 years at Ottawa, Ontario, and one year at Hangzhou, China. Additionally, these genotypes were also evaluated for FHB severity under greenhouse conditions with artificial inoculation of F. graminearum by conidial suspension spray method across 3 years at Ottawa, Ontario. The objective of the study was to investigate if reactions of barley genotypes to artificial FHB inoculation correlate with reactions to natural FHB infection. DON concentration under natural infection was positively correlated with DON concentration (r = 0.47, P < 0.01) and FHB incidence (r = 0.56, P < 0.01) in the artificially inoculated nursery with grain spawn method. Therefore, the grain spawn method can be used to effectively screen for low DON. FHB severity, generated from greenhouse spray, however, was not correlated with DON concentration (r = 0.12, P > 0.05) under natural infection and it was not correlated with DON concentration (r = -0.23, P > 0.05) and FHB incidence (r = 0.19, P > 0.05) in the artificially inoculated nursery with grain spawn method. FHB severity, DON concentration, and yield were affected by year, genotype, and the genotype × year interaction. The effectiveness of greenhouse spray inoculation for indirect selection for low DON concentration requires further studies. Nine of the 48 genotypes were found to contain low DON under natural infection. Island barley had low DON and also had high yield.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.