Soybean (Glycine max) yield is significantly affected by soybean cyst nematode (SCN), Heterodera glycines, and causes an annual loss of billions of US dollars. In this study, Glycine max xyloglucan endotransglycosylase/hydrolase gene (Gm-XTH52) was transformed into a nematode susceptible G. max [Williams 82/PI 518671] variety of soybean to test whether the protein expression has a role in resistance to H. glycines, and possible chemical changes the expression may cause in the plant composition. Expression level of the Gm-XTH52 gene was three times higher than in controls. Significant reduction in the number of SCN cysts suggested suppression of H. glycines parasitism upon transformation. While total sugar amounts did not significantly differ between the transformed and control plants, xyloglucan amounts of loosely bound sugars of genetically mosaic plants were significantly lower in comparison to controls. Control plants showed lower molecular weight sugars than the transformed plants not subjected to H. glycines infection.

<p>  <em>Heterodera glycines</em> or soybean cyst nematode (SCN) is one of the most yield-limiting soybean plant pathogens. The HG (<em>Heterodera glycines</em>) type test is a greenhouse test to determine the virulence of SCN populations to seven soybean “indicator” lines. Since there has not been a survey of SCN virulence phenotypes in Indiana in over a decade, a total of 124 samples were collected, and all tested positive for SCN. Of 42 selected populations for the HG type test, 88% were virulent to the soybean breeding line PI 88788, from which most SCN-resistant cultivars derive their resistance. All populations were virulent to at least one indicator line, including PI 548402 (‘Peking’), which pose problems for the future of soybean breeding for SCN. <em>Meloidogyne</em> spp. or root-knot nematodes (RKNs) are extremely damaging to agriculture, especially to specialty crops. RKN species are attracted by plant root exudates. The gene expression of <em>M. javanica</em> second-stage juveniles was determined after exposure to tomato root exudates, and the differentially expressed genes were analyzed.</p>

No description available.

No description available.

A morphological and morphometrical study was made of the tobacco cyst nematode complex, Globodera tabacum sspp. tabacum (GTT), virginiae (GTV), and solanacearum (GTS) including observations of eggs, second-stage juveniles (J2), males, females, and cysts. Observations focused on the anterior region including head shape, lip pattern, stylet morphology, and the tail region including tail shape in J2 and spicules in males. The head region of J2 was set off from the body and consisted of three head annules, six lips, and an oral disk. The shape of the head seen in lateral view showed little variability within or among the subspecies. Stylets of J2 were robust and had three anchor-shaped, rounded knobs. They varied slightly in width and height within each subspecies. The lip region consisted of a central oral disc surrounded by two lateral and two submedial lips. The oral disc varied from rectangular to elliptical. The submedial lip pairs were not fused in all specimens. The tail of J2 was finely pointed and the tip was rounded in all subspecies. The head of the male was set off and contained five head annules, six lips, and an oral disc. The head region was similar in lateral view in all three subspecies. The stylet was robust and had three rounded knobs that slope posteriorly. The dorsal knob of males of GTV appeared to slope more posteriorly than in the other two subspecies. In the SEM, the head region had a large central rounded to elliptical oral disc with two lateral and two submedial lip pairs. The submedial lips were rounded or rectangular. The submedial lip pairs were fused in most specimens, but not all. The spicules of GTT showed a slightly more enlarged head region than the other two subspecies. The three subspecies could not be separated on the basis of any character or group of characters of J2 or males.The anterior region including body shape, head shape, lip pattern, stylet morphology, and the terminal area in females; and body shape and terminal area of cysts were observed. The most useful characters to separate the three subspecies were female body shape, stylet knobs, perineal tubercles, cyst shape, anal-fenestral ridge pattern, anus, and tail region. GTT was characterized by rounded females and cysts with sharply back sloped stylet knobs, clumped perineal tubercles in the vulval region, tight parallel ridges in the anal-fenestral region of the cyst, and a distinct tail region not shaped like a crescent. GTV was characterized by its ovoid to ellipsoid female and cyst shape, the "Dutch shoe" shape of the dorsal stylet knob, the more individualized perineal tubercles, a maze-like pattern of ridges in the anal-fenestral region, and an indistinct anus. GTS was characterized by its ovoid to ellipsoid female and cyst shape, moderately backward sloped stylet knobs, more widely separated ridges, a distinct anus, and a tail region usually shaped like a crescent. Much variability in shape and patterns was visible among all the isolates of the different subspecies. Tubercles in the neck as well as bullae were reported and discussed. A morphometric evaluation of second-stage juveniles (J2), males, females, and cysts was performed for several characters. Morphometrics of eggs, J2, and males were considerably less variable than in females and cysts. No measurements of eggs and J2 were useful for identification of the three subspecies. The distance of the median bulb to the head end and the distance of the excretory pore to the head end in J2 and males were quite reliable and useful. The stylet knob width of males was useful for identifying GTV isolates. Tail length was useful in separating males of GTT isolates from GTV and GTS. The body length/ width (L/W) ratio of females and cysts discriminated GTT from GTV and GTS. Stylet knob width of females was an auxiliary character useful for identifying GTV. This subspecies complex has a continuum of values for the majority of the characters observed. The data suggests a closer relationship between GTV and GTS which is likely because these two subspecies occur in very close proximity in Virginia, 38 km separation between closest adjacent geographical ranges; whereas GTT occurs 700 km away in the northeastern U.S. / Ph. D.

Seit 1998 ist erstmals eine gegen Heterodera schachtii resistente Zuckerrübensorte in Deutschland zugelassen. Diese wurde in einem dreijährigen Versuchsprogramm (1998-2000) an vier Standorten in unterschiedlichen Regionen Deutschlands angebaut, um methodische Fragen sowie die Auswirkung auf die Nematodenpopulation zu untersuchen. Unter Nematodenbefall reagierte die resistente Zuckerrübe mit einer konstanten Ertragsleistung, war also tolerant. Auf den vier Standorten kam es unter der resistenten Sorte zu keiner bzw. nur geringer Nematodenvermehrung.Die Resistenz der Sorte wurde im Biotest anhand der Transmissionsrate beurteilt. Auf 92-95 % der Pflanzen aus der Versuchssorte wurde das Resistenzgen übertragen, lediglich ein geringer Anteil von 5-8 % war anfällig. In Feldversuchen wurden die unter kontrollierten Bedingungen ermittelten Übertragungsraten nur teilweise bestätigt; zufällig bedingte Varianzen waren möglicherweise die Ursache.Um abgesicherte Aussagen über das Resistenz- und Toleranzniveau der Versuchssorte zu erhalten, muss ein Mindestaufwand bei den Untersuchungen eingehalten werden (Mischprobe aus 40 Bodeneinstichen je Parzelle von ca. 10 m2 Größe, davon ist ca. 1,8 kg Boden zu untersuchen). Auf dieser Basis können das Ertragsniveau der Sorte und ihre Auswirkung auf die Nematodenpopulation mit Hilfe von Regressionskurven beschrieben werden. Wenn dieser Aufwand aus ökonomischen Gründen nicht möglich ist, erscheint eine Reduzierung auf 900 g Boden noch vertretbar, führt allerdings zu verringerter Aussagesicherheit.Die Resistenz hatte keinen Einfluss auf die Anzahl der in die Wurzeln ein- bzw. ausgewanderten Larven. An den resistenten Zuckerrüben entwickelten sich mehrheitlich Männchen aber kaum Weibchen. Der Resistenzmechanismus beeinflusst also die geschlechtliche Entwicklung des Nematoden. Allerdings war eine erhöhte Männchenanzahl an resistenten Zuckerrüben nicht nachweisbar. Der Resistenzmechanismus führt wahrscheinlich zu einer frühzeitigen Stagnation weiblicher Larven. Der Einfluss eines mehrmaligen Anbaus einer resistenten Sorte auf das Potenzial pilzlicher Nematodenantagonisten im Boden wurde bei fünfmaligem Anbau der Sorte auf demselben Boden untersucht (zweimal Beprobung aus Feld- und dreimal aus Gewächshausanbau). Dabei lag die Parasitierungsrate der Nematodeneier in Feldböden bei der resistenten Sorte deutlich niedriger als bei anfälligen Zuckerrüben. Diese Beeinträchtigung pilzlicher Eiparasiten hat lediglich einen vorübergehenden Charakter, da die Raten nach erneutem Anbau anfälliger Pflanzen wieder ansteigen. Die absolute Anzahl parasitierter Eier und Larven war mit der Populationsdichte des Nematoden positiv korreliert; vermutlich werden pilzliche Eiparasiten durch ein erhöhtes Nahrungsangebot gefördert.

La gestion durable des variétés génétiquement résistantes aux pathogènes des cultures nécessite de tenir compte de leurs capacités évolutives. Celles-ci découlent de leur histoire évolutive et de la dynamique actuelle de leurs populations qui peut être modifiée par les activités humaines inhérentes au milieu agricole. La description et l’évaluation des capacités évolutives d’un pathogène ne sont donc possibles que sur des populations issues d’environnements non soumis à des perturbations d’origine anthropique. Les objectifs de ce travail sont donc (1) de reconstruire les histoires évolutives de deux nématodes à kystes, Heterodera schachtii et Heterodera betae et de leur hôte sauvage commun, Beta vulgaris ssp. maritima, à partir de populations sauvages distribuées sur le littoral du sud de l’Espagne à la Suède ; (2) de décrire, à une échelle plus fine, le fonctionnement et la structure génétique de populations sauvages d’H. schachtii.Nos résultats montrent que la colonisation de la côte Atlantique par les deux nématodes a probablement été influencée par les fluctuations climatiques survenues depuis le dernier Maximum Glaciaire et les courants marins. Les patrons phylogéographiques observés entre H. schachtii et la plante suggèrent des histoires évolutives disjointes contrairement à ceux observés chez H. betae. A fine échelle spatiale, les populations d’H. schachtii sont isolées entre elles, structurées à l’échelle de la plante hôte et présentent de petites tailles efficaces. Ces résultats sont discutés dans le contexte général de la protection des cultures. / The sustainable management of genetic resistances to crop pathogens needs to consider their evolutionary potential. The evolutionary potential results both from the evolutionary history and the current population dynamics of pathogens, which can be affected by human activities occurring in agro-ecosystems. Therefore, they should be described and evaluated on wild pathogen populations free of human-mediated disturbances. The aim of this work is twofold (1) assessing the evolutionary history of two cysts nematodes, Heterodera schachtii and Heterodera betae, and their common wild host, Beta vulgaris ssp. maritima, in wild populations sampled on the coast from the South of Spain to Sweden; (2) investigating at a fine spatial scale the population genetic structure of H. schachtii .Results show that the colonization of the Atlantic coastline by the two nematodes was probably influenced by climatic fluctuations occurring since the Last Glacial Maximum, along with marine currents. Phylogeographical patterns of H. schachtii and the host-plant suggest a non-shared evolutionary history, which contrasts with the coastal recolonization of Europe observed in H. betae. The fine-scale study evidenced that wild populations of H. schachtii are genetically sub-structured at the level of the host plant, strongly isolated and characterized by small effective population sizes. All these results are discussed in the framework of the sustainable management of nematodes populations in cultivated fields.

La culture du soja (Glycine max (L.) Merr.) a connu une forte expansion au Canada surtout grâce au développement de lignées à maturité hâtive facilitant sa culture plus au nord. En parallèle le nématode à kyste du soja (NKS ; Heterodera glycines Ichinohe), parasite du soja, est devenu le premier ravageur du soja mondialement et il s’installe progressivement au Canada. L’utilisation de cultivars résistants demeure le moyen le plus efficace pour réduire les pertes associées au NKS. Cependant une seule source de résistance a été largement exploitée en Amérique, soit l’accession PI 88788. Son utilisation intensive a exercé une forte pression de sélection sur le NKS pouvant maintenant surmonter cette résistance presque partout aux États-Unis. De plus PI 88788 présente une maturité très tardive la rendant mal adaptée aux régions canadiennes. Cette étude visait à déterminer les régions génomiques conférant la résistance au NKS chez la variété de soja Suzuhime (PI 494182) laquelle affiche une grande résistance au NKS et la maturité la plus hâtive parmi les accessions résistantes. Pour ce faire 149 lignées issues d’un croisement entre la variété Costaud (haut rendement, maturité hâtive, mais sensible au NKS) et Suzuhime ont été génotypées et évaluées pour leur résistance au NKS permettant de réaliser une analyse QTL (« quantitive trait loci ») et ainsi identifier les locus de résistance. Ces lignées ont aussi été évaluées pour certains caractères agronomiques dans le but de déterminer l’impact de la sélection des allèles de résistance sur les performances agronomiques. Finalement, grâce au reséquençage de PI 494182 et Costaud, nous avons identifié les allèles en présence pour certains gènes de résistance connus. Ce travail permettra d’identifier des marqueurs génétiques de résistance au NKS et ainsi faciliter le développement de cultivars combinant maturité hâtive, rendement élevé et résistance au NKS.

Le nématode à kyste du soya (NKS), Heterodera glycines, est la principale cause de pertes économiques chez le soya aux États-Unis. Au Canada, on le retrouve en Ontario depuis 1988 et il continue à gagner du terrain chaque année. Il a été répertorié pour la première fois au Québec en 2013, et les producteurs de soya québécois ont déjà commencé à déployer des outils pour sa répression. La méthode de lutte la plus utilisée contre cet organisme est l’utilisation de gènes de résistance quantitative combiné à la rotation des cultures. Par contre, l’organisme causant le plus de dommages chez le soya à l’heure actuelle au Québec est la pourriture phytophthoréenne, causée par l’oomycète, Phytophthora sojae. Cette maladie racinaire peut, elle aussi, être réprimée grâce à des cultivars génétiquement résistants (résistance qualitative à gènes Rps). Sachant que le NKS se retrouve déjà dans certaines régions du Québec où sévit également P. sojae, il devient urgent de déterminer si les cultivars de soya présentement utilisés exprimeront une résistance satisfaisante contre ces agents pathogènes majeurs. Dans ce contexte, l’objectif principal de ce projet était d’évaluer l’interaction entre ces deux agents pathogènes du soya en fonction de la résistance (qualitative à gènes Rps / résistance quantitative au NKS) des cultivars utilisés. L’étude, réalisée en système hydroponique, a permis de démontrer qu’en présence d’un cultivar sensible aux deux organismes, P. sojae a un impact négatif sur la capacité du NKS à produire des kystes. Cela suggère que P. sojae pourrait influencer le développement du NKS. La présence du nématode, quant à elle, n’a pas influencé l’efficacité de la résistance qualitative à gènes Rps contre P. sojae. En conséquence, les cultivars résistants aux deux agents pathogènes représentent une bonne option pour prévenir et lutter contre ces affections. / The soybean cyst nematode (SCN), Heterodera glycines, is the leading cause of economic losses in soybean in the United States. In Canada, it has been found in Ontario in 1988 and continues to spread every year. It was identified for the first time in Quebec in 2013 and soybean growers have already begun to deploy management tools. The most commonly used control method against SCN is the use of quantitative resistance genes and crop rotation. However, the most damaging organism in soybean in Quebec currently is Phytophthora root rot, caused by Phytophthora sojae. This root disease can also be controlled by genetically resistant cultivars (qualitative resistance with Rps genes). Because SCN is now present in regions struggling with P. sojae, it is important to determine if the cultivars will express sufficient resistance against these two major pathogens. In this context, the main objective of this project was to evaluate the interaction between these two organisms on soybean, according to the resistance (qualitative Rps genes/ or quantitative resistance to SCN) of the cultivars used. This study, in a hydroponic system, demonstrated that P. sojae has a negative impact on SCN capacity to produce cysts produced. This suggests that P. sojae might influence SCN development. On the other hand, resistant cultivars were not affected by the presence of both pathogens and the presence of the nematode did not influence the efficacy of qualitative Rps resistance gene against P. sojae. As a result, cultivars resistant to both pathogens are a good option for preventing and controlling these diseases.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1919. / Title from added collective thesis title page. Part 1 reprinted from Phytopathology, vol. 4, no. 4 (Aug. 1914), p. [323]-326, plate XXI ; Part 2 reprinted from Phytopathology, vol. IX, no. 2 (Feb. 1919), p. [93]-103, plate IX ; Part 3: Bulletin / United States Department of Agriculture, no. 818 (5 Jan. 1920) (see OCLC #16627505), 14 p., V p. of plates ; Part 4: Bulletin / United States Department of Agriculture, no. 842 (7 Sept. 1920) (see OCLC #16627722), 40 p., VI p. of plates. Includes bibliographical references.