Meloidogyne species in cucurbit crops : characterization and quantification of the host-parasite relationship

Abstract

The infection process of Meloidogyne arenaria, M. incognita and M. javanica was compared on zucchini squash, cucumber, melon, pumpkin and watermelon in a growth chamber. All cucurbits were susceptible to the three isolates although M. javanica showed higher invasion rates, faster development and egg production than M. arenaria. Differences among cucurbits were primarily due to root invasion rates and formation of egg masses. Cucumber and melon were better hosts for nematode invasion and reproduction than zucchini followed by watermelon. The suitability of five zucchini, three cucumber, eight watermelon and seven cucurbit rootstocks genotypes to M. incognita (MiPM26) and M. javanica (Mj05) was determined. The number of egg masses did not differ among the genotypes of zucchini or cucumber, but the reproduction factor did slightly. A marked differenced was observed between the nematode isolates; M. incognita MiPM26 showed lower reproduction traits than M. javanica Mj05, and, in zucchini, only 22% of the females of M. incognita produced egg masses compared to 95% of the M. javanica females. In cucumber, 86% of the M. incognita and 99% of the M. javanica females produced egg masses. Also, populations of the three Meloidogyne species were tested on zucchini and cucumber. A greater parasitic variation was observed on zucchini than cucumber. Zucchini responded as a poor host for M. incognita MiPM26, MiAL09 and MiAL48, but as a good host for MiAL10 and MiAL15. Cucumber was a good host for all the tested populations. The watermelon cultivars did not differ in host status within each nematode isolate, supporting lower reproduction than the cucurbit rootstocks. The top development of field-grown non-grafted watermelon plants was significantly delayed in plots where the nematodes were detected at planting. However, no differences were observed in plots with grafted plants. In plots with nematodes, non-grafted and Titan-grafted plants had similar yield, which was higher than that of RS841-grafted plants. The Titan-Sugar Baby combination was tolerant to M. javanica. The relationship between the Pi and final (Pf) population densities of M. javanica in response to increasing initial inoculum levels and the effect on yield in zucchini cv. Amalthee were determined using a geometric series of 12 Pi from 0 to 51,200 eggs/100 cm3 of soil. The maximum multiplication rate of the nematode was 425, and the equilibrium density was 701,951 eggs/100 cm3 soil. The relative yield, represented as dry top weight, fitted the Seinhorst damage function model and the minimum relative yield (m) was 0.82 and the tolerance limit (T) was 402 J2/100 cm3 soil. Regression analyses indicated a negative relationship between the Pi and the leaf chlorophyll content, fitting the Seinhorst damage-function model. Zucchini cv. Dyamant was planted in a plastic greenhouse with a range of M. javanica Pi from 0 to 861 J2/100 cm3 soil. The maximum multiplication rate of M. javanica under field conditions was 3,093, and the equilibrium density was 1,485 J2/100 cm3 soil. The relationship between Pi and relative yield, represented as fruit weight, fitted the Seinhorst damage function model and m was 0.48, and T was 0.02 J2/100 cm3 soil. The relationship between the Pi and Pf of M. javanica in response to increasing initial inoculum levels and the effect on yield in watermelon cv. Sugar Baby were determined. The maximum reproduction rate of the nematode was 14, and the equilibrium density 49,400 eggs/100 cm3 of soil. Yield data represented as fresh top weight fitted the Seinhorst damage function, and m was 0.65 and T was 74 eggs/100 cm3 of soil. In the field experiments (2011 and 2012), the maximum reproduction rate was 73 and 70, and the equilibrium density 32 and 35 J2/100 cm3 soil. Yield data, represented as fruit weight, fitted the Seinhorst damage function in 2011 and the m and T values were 0.63 and 20 J2/100 cm3 of soil, respectively

Se estudió el proceso infectivo y el desarrollo post-infeccional de Meloidogyne arenaria, M. incognita y M. javanica en calabacín, pepino, melón, calabaza y sandía. Como resultado indicar que todas las cucurbitáceas ensayadas fueron susceptibles a los tres aislados, aunque M. javanica mostró mayor tasa de invasión, desarrollo más rápido y mayor producción de huevos que M. arenaria. El pepino y el melón presentaron mayor tasa de invasión y reproducción que el calabacín y la calabaza, seguidos de la sandía. La susceptibilidad de cinco genotipos de calabacín, tres de pepino, ocho de sandia y siete de patrones de cucurbitáceas a dos poblaciones de Meloidogyne: M. incognita (MiPM26) y M. javanica (Mj05). El calabacín proporciona condiciones inadecuadas para el desarrollo de M. incognita, ya que sólo el 22% de las hembras produjo masas de huevos en comparación con el 95% de las hembras de M. javanica. En pepino, el 86% de las hembras de M. incognita y el 99% de M. javanica produjeron masas de huevos. Además, poblaciones de tres especies de Meloidogyne se estudiaron en calabacín y pepino. En calabacín se observo una mayor variación parasitaria que en pepino, comportándose como huésped pobre para las poblaciones de M. incognita MiPM26, MiAL09 y MiAL48, mientras que respondía como buen huésped para las poblaciones MiAL10 y MiAL15. M. incognita mostró mayor reproducción que M. javanica en los cultivares de sandía y patrones de cucurbitáceas. Los cultivares de sandía no difirieron en la idoneidad del huésped para cada aislado del nematodo y soportaron menos reproducción que los patrones de cucurbitáceas. Las sandías no injertadas mostraron un retrasó significativo en su desarrollo aéreo en las parcelas donde se detecto el nematodo al inicio del cultivo. Sin embargo, no se observo tal efecto en las sandías injertadas. En las parcelas donde se detectó en el nematodo al inicio del cultivo, las sandías no injertadas y las injertadas sobre Titan mostraron un producción similar, mayor que la de las plantas injertadas sobre RS841 en parcelas con presencia del nematodo al inicio del cultivo. El injerto de la sandía sobre Titan proporciono tolerancia frente a M. javanica. La relación entre Pi y Pf de M. javanica en respuesta a niveles crecientes de Pi, y el efecto sobre la producción de calabacín cv. Amalthee utilizando una serie geométrica de 12 Pi crecientes comprendidas entre 0 y 51.200 huevos/100 cm3 de suelo. La tasa máxima de multiplicación del nematodo fue 425, y la densidad de equilibrio fue 701.951 huevos/100 cm3 suelo. La producción se ajustó al modelo de daño de Seinhorst, dando como resultado una producción mínima (m) de 0,82 y un límite de tolerancia (T) de 402 J2/100 cm3 de suelo. El calabacín cv. Dyamant se plantó en un invernadero infestado con M. javanica con Pi que oscilaba entre 0 y 861 J2/100 cm3 de suelo. La tasa máxima de multiplicación fue 3093, y la densidad de equilibrio fue de 1485 J2/100 cm3 de suelo. La relación entre la Pi y la producción se ajustó al modelo de daño de Seinhorst; el valor de m fue 0,48, y el de T fue 0,02 J2/100 cm3 de suelo. La relación entre la Pi y la Pf de M. javanica en respuesta inóculos iniciales crecientes y el efecto en producción de sandía cv. Sugar Baby se determinó en experimentos en maceta y en campo. En maceta, la tasa máxima de reproducción del nematodo fue de 14, y la densidad de equilibrio fue de 49.400 huevos/100 cm3 de suelo. Los datos de producción, representados como peso fresco de la biomasa aérea, se ajustaron al modelo de daño de Seinhorst, siendo m igual a 0,65 y T igual a 74 huevos/100 cm3 de suelo. En los experimentos de campo (años 2011 y 2012), la tasa máxima de reproducción fue de 73 y 70, y la densidad de equilibrio de 32 y 35 J2/100 cm3 de suelo. Los datos de producción, expresada en peso de los frutos/ parcela elemental, se ajustó a la función de daño de Seinhorst en 2011, siendo los valores m y T 0,63 y 20 J2/100 cm3 de suelo, respectivamente.