| Literature DB >> 30687370 |
Louis-Raymond Gbongue1, Ismahen Lalaymia2, Adolphe Zeze1, Bruno Delvaux3, Stéphane Declerck2.
Abstract
This work aimed to test the hypothesis that the combination of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and accumulation of silicon (Si) in banana plants via its uptake and transport by the fungus reduces the incidence of Black Leaf Steak Disease (BLSD) caused by Pseudocercospora fijiensis.Entities:
Keywords: Pseudocercospora fijiensis; arbuscular mycorrhizal fungi; banana; black leaf streak disease; black sigatoka; silicon
Year: 2019 PMID: 30687370 PMCID: PMC6334260 DOI: 10.3389/fpls.2018.01977
Source DB: PubMed Journal: Front Plant Sci ISSN: 1664-462X Impact factor: 5.753
FIGURE 1Total dry weight (TDW) (mg.101), total nutrient content (mg) [silicon (Si), phosphorus (P), and calcium (Ca)] and area under disease progress curve (AUDPC) values (see vertical scale bar on the left) of banana plantlets associated (+AMF) or not (–AMF) with Rhizophagus irregularis MUCL 41833, and supplied or not with silicon (+Si or –Si), 35 days after their inoculation with Pseudocercospora fijiensis MUCL 47740. Percentage of arbuscules (A%) values (see vertical scale bar on the right) in mycorrhized banana plantlets associated supplied or not with silicon (+Si or –Si), 35 days after their inoculation with Pseudocercospora fijiensis MUCL 47740. For each parameter values were expressed as mean ± standard error. For each single treatment (AMF and Si) or for the combined treatments, bars with different letters are significantly different [P = 0.05 -global linear model-(GLM) for TDW, total Si, total P, and total Ca parameters and Kruskal–Wallis test for AUDPC parameter].
Growth parameters of banana plantlets inoculated or not with AMF (+AMF or -AMF), supplied or not with Si (+Si or -Si) and infested or not with P. fijiensis (+Pf or -Pf), estimated 5 weeks after the addition of Si and infestation by the pathogen.
| Treatments | PD | PH | LSA | SDW | RDW | TDW |
|---|---|---|---|---|---|---|
| (cm) | (cm) | (cm2) | (g) | (g) | (g) | |
| -AMF | 2,8 ± 0,3b | 16,1 ± 0,2b | 209,8 ± 4,7b | 9,3 ± 0,2b | 7,2 ± 1b | 16,7 ± 0,5b |
| +AMF | 3,1 ± 0,3a | 18 ± 0,2a | 250,1 ± 4,7a | 11,8 ± 0,2a | 11,0 ± 1a | 23,1 ± 0,5a |
| -Si | 2,8 ± 0,3b | 16,7 ± 0,2b | 220,6 ± 4,7b | 10,2 ± 0,2b | 8,0 ± 1b | 18,6 ± 0,5b |
| +Si | 3,1 ± 0,3a | 17,4 ± 0,2a | 239,4 ± 4,7a | 10,9 ± 0,2a | 9,9 ± 1a | 21,2 ± 0,5a |
| -Pf | 2,9 ± 0,3 | 17,2 ± 0,2 | 232,8 ± 4,7 | 10,2 ± 0,2b | 8,9 ± 1 | 19,7 ± 0,5 |
| +Pf | 2,9 ± 0,3 | 16,9 ± 0,2 | 227,2 ± 4,7 | 10,9 ± 0,2a | 8,9 ± 1 | 20,1 ± 0,5 |
| -AMF -Si -Pf | 2,6 ± 0,1b | 15,8 ± 0,3 | 199,9 ± 9,4 | 9,4 ± 0,4de | 6,1 ± 1,1 | 15,6 ± 1,1 |
| -AMF -Si +Pf | 2,5 ± 0,1b | 16 ± 0,3 | 193,5 ± 9,4 | 9,5 ± 0,4cde | 6,5 ± 1,1 | 16,1 ± 1,1 |
| -AMF +Si -Pf | 3 ± 0,1a | 16,4 ± 0,3 | 227 ± 9,4 | 8,5 ± 0,4e | 7,8 ± 1,1 | 16,5 ± 1,1 |
| -AMF +Si +Pf | 3 ± 0,1a | 16,1 ± 0,3 | 218,9 ± 9,4 | 9,8 ± 0,4cde | 8,6 ± 1,1 | 18,5 ± 1,1 |
| +AMF -Si -Pf | 3,1 ± 0,1a | 17,7 ± 0,3 | 246,1 ± 9,4 | 10,5 ± 0,4bcd | 9,8 ± 1,1 | 20,6 ± 1,1 |
| +AMF -Si +Pf | 3 ± 0,1a | 17,1 ± 0,3 | 242,9 ± 9,4 | 11,4 ± 0,4abc | 10,6 ± 1,1 | 22,3 ± 1,1 |
| +AMF +Si -Pf | 3,1 ± 0,1a | 18,9 ± 0,3 | 258,2 ± 9,4 | 12,2 ± 0,4ab | 13,4 ± 1,1 | 26,2 ± 1,1 |
| +AMF +Si +Pf | 3,1 ± 0,1a | 18,3 ± 0,3 | 253,4 ± 9,4 | 12,8 ± 0,4a | 10,5 ± 1,1 | 23,5 ± 1,1 |
| AMF | ||||||
| Si | ||||||
| Pf | 0,3577 | 0,2056 | 0,4064 | 0,9763 | 0,6188 | |
| AMF × Si | 0,0705 | 0,2699 | 0,407 | 0,2263 | ||
| AMF × Pf | 0,8172 | 0,2745 | 0,8098 | 0,965 | 0,2316 | 0,2445 |
| Si × Pf | 0,0821 | 0,6963 | 0,9054 | 0,4475 | 0,2931 | 0,3399 |
| AMF × Si × Pf | 0,8172 | 0,6196 | 1 | 0,2317 | 0,1975 | 0,055 |
Silicium (SI), phosphorus (P), and calcium (Ca) content (mg) of banana plantlets inoculated or not with AMF (+AMF or -AMF), supplied or not with Si (+Si or -Si) and infested or not with P. fijiensis (+Pf or -Pf), estimated 5 weeks after addition of Si and infestation by the pathogen.
| Treatments | Mineral content (mg per plantlet) | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Si | P | Ca | |||||||
| Shoot | Roots | Total Si | Shoot | Roots | Total P | Shoot | Roots | Total Ca | |
| -AMF | 260,5 ± 9b | 124,5 ± 6,6b | 385 ± 11,8b | 84,6 ± 1,8b | 19,1 ± 1b | 104,1 ± 2,5b | 256,4 ± 7,9b | 66,2 ± 3,9b | 322,6 ± 10,2b |
| +AMF | 297,9 ± 9a | 161,5 ± 6,6a | 459,4 ± 11,8a | 98,1 ± 1,8a | 29 ± 1a | 128,4 ± 2,5a | 400,4 ± 7,9a | 86,3 ± 3,9a | 486,7 ± 10,2a |
| -Si | 264 ± 9b | 128,4 ± 6,6b | 392,5 ± 11,8a | 85,3 ± 1,8b | 22,4 ± 1 | 108,4 ± 2,5b | 312,5 ± 7,9b | 71,0 ± 3,9 | 383,5 ± 10,2b |
| +Si | 294,3 ± 9a | 152,6 ± 6,6a | 451,9 ± 11,8b | 97,4 ± 1,8a | 24,7 ± 1 | 124,1 ± 2,5a | 344,3 ± 7,9a | 81,5 ± 3,9 | 425,9 ± 10,2a |
| -Pf | 270,2 ± 9 | 138,9 ± 6,6 | 409,1 ± 11,8 | 90,63 ± 1,8 | 22,9 ± 1 | 115,6 ± 2,5 | 312,1 ± 7,9b | 80,3 ± 3,9 | 392,4 ± 10,2 |
| +Pf | 288,2 ± 9 | 147,1 ± 6,6 | 435,2 ± 11,8 | 92,1 ± 1,8 | 24,1 ± 1 | 116,9 ± 2,5 | 344,8 ± 7,9a | 72,2 ± 3,9 | 417 ± 10,2 |
| -AMF ×-Si ×-Pf | 230,6 ± 18 | 115,8 ± 13,4 | 346,4 ± 23,7 | 84,8 ± 3,7 | 18,1 ± 1,1cd | 103 ± 5,1cd | 239 ± 15,9 | 57 ± 7,9 | 296 ± 20,5 |
| -AMF ×-Si × +Pf | 263,1 ± 18 | 102,2 ± 13,4 | 365,3 ± 23,7 | 75,3 ± 3,7 | 20,6 ± 1,1bcd | 96,4 ± 5,1d | 256,4 ± 15,9 | 58,3 ± 7,9 | 314,7 ± 20,5 |
| -AMF × +Si ×-Pf | 273,1 ± 18 | 133,9 ± 13,4 | 407,0 ± 23,7 | 85,4 ± 3,7 | 16,0 ± 1,1d | 101,7 ± 5,1cd | 252,2 ± 15,9 | 80,9 ± 7,9 | 333,2 ± 20,5 |
| -AMF × +Si × +Pf | 275,1 ± 18 | 146,2 ± 13,4 | 421,3 ± 23,7 | 92,9 ± 3,7 | 22,2 ± 1,1bcd | 115,3 ± 5,1bcd | 278,1 ± 15,9 | 68,6 ± 7,9 | 346,7 ± 20,5 |
| +AMF ×-Si ×-Pf | 267,4 ± 18 | 135,5 ± 13,4 | 402,9 ± 23,7 | 88 ± 3,7 | 25,6 ± 1,1abc | 114,1 ± 5,1abc | 350,3 ± 15,9 | 83,4 ± 7,9 | 433,6 ± 20,5 |
| +AMF ×-Si × +Pf | 295 ± 18 | 160,6 ± 13,4 | 455,3 ± 23,7 | 93,1 ± 3,7 | 26,6 ± 1,1abc | 120,2 ± 5,1bc | 404,3 ± 15,9 | 85,2 ± 7,9 | 489,5 ± 20,5 |
| +AMF × +Si ×-Pf | 309,7 ± 18 | 170,5 ± 13,4 | 480,2 ± 23,7 | 104,3 ± 3,7 | 37,6 ± 1,1a | 143,7 ± 5,1a | 406,8 ± 15,9 | 99,9 ± 7,9 | 506,6 ± 20,5 |
| +AMF × +Si × +Pf | 319,5 ± 18 | 179,6 ± 13,4 | 499,1 ± 23,7 | 107,1 ± 3,7 | 27,8 ± 1,1ab | 135,3 ± 5,1ab | 440,3 ± 15,9 | 76,8 ± 7,9 | 517,1 ± 20,5 |
| AMF | |||||||||
| Si | 0,156 | 0,0675 | |||||||
| Pf | 0,1657 | 0,3965 | 0,1278 | 0,5833 | 0,4464 | 0,7277 | 0,1586 | 0,0975 | |
| AMF × Si | 0,811 | 0,8398 | 0,9463 | 0,2639 | 0,0728 | 0,0653 | 0,2073 | 0,2516 | 0,5907 |
| AMF × Pf | 0,9548 | 0,3593 | 0,5742 | 0,3625 | 0,533 | 0,3309 | 0,6561 | 0,5594 | |
| Si × Pf | 0,3499 | 0,79 | 0,5743 | 0,1718 | 0,592 | 0,6801 | 0,7909 | 0,0941 | 0,3887 |
| AMF × Si × Pf | 0,8059 | 0,2792 | 0,6685 | 0,0778 | 0,5246 | 0,6156 | 0,4921 | ||
Root colonization of pre-mycorrhized banana plantlets (+AMF) supplied or not with Si (+Si or -Si) and infested or not with P. fijiensis (+Pf or -Pf), estimated 5 weeks after addition of Si and infestation by the pathogen.
| Treatments | % Spores/vesicles | % Arbuscules | % Colonization |
|---|---|---|---|
| -Si | 15 ± 0,4b | 20,3 ± 0,7b | 71,4 ± 0.9 |
| +Si | 17,1 ± 0,4a | 30,5 ± 0,7a | 72 ± 0.9 |
| -Pf | 16,16 ± 0,4 | 25,5 ± 0,7 | 71,3 ± 0.9 |
| +Pf | 15,9 ± 0.4 | 25,3 ± 0,7 | 72,1 ± 0.9 |
| -Si -Pf | 15,2 ± 0.6 | 19,7 ± 1 | 70,7 ± 1,2 |
| -Si +Pf | 14,8 ± 0.6 | 20,9 ± 1 | 72,1 ± 1,2 |
| +Si -Pf | 17,1 ± 0.6 | 31,3 ± 1 | 71,9 ± 1,2 |
| +Si +Pf | 17,1 ± 0.6 | 29,6 ± 1 | 72 ± 1,2 |
| Si | 0,6794 | ||
| Pf | 0,7406 | 0,9065 | 0,5461 |
| Si × Pf | 0,7017 | 0,1372 | 0,5978 |
Severity index (SI) and area under disease progress curve (AUDPC) values of banana plantlets associated (+AMF) or not (-AMF) with Rhizophagus irregularis MUCL 41833, and supplied or not with Si (+Si or -Si), 21 and 35 days after their inoculation with Pseudocercospora fijiensis MUCL 47740.
| Treatments | Disease assessment | |||
|---|---|---|---|---|
| SI | AUDPC | |||
| Day 21 | Day 35 | Day 21 | Day 35 | |
| -AMF -Si | 58,3 ± 3,7a/B | 80,6 ± 2,8a/A | 612,5 ± 39,1a/B | 972,2 ± 38,9a/A |
| -AMF +Si | 47,2 ± 5,1ab/B | 72,2 ± 3,5ab/A | 495,8 ± 53,8ab/B | 836,1 ± 55,6ab/A |
| +AMF -Si | 47,2 ± 2,7ab/B | 69,4 ± 2,8ab/A | 495,8 ± 29,1ab/B | 816,7 ± 30,1b/A |
| +AMF +Si | 30,5 ± 2,7b/B | 63,9 ± 2,8b/A | 320,8 ± 29,1b/B | 661,1 ± 24,6c/A |