Summary

Une technique à l'écran hêtre américain pour la résistance à la cochenille Hêtre (<em> Cryptococcus fagisuga</em> Lind.)

Published: May 27, 2014
doi:

Summary

Maladie corticale du hêtre est initiée par l'alimentation des activités de la cochenille du hêtre qui créent des points d'entrée fongiques dans l'écorce. Les arbres qui sont résistantes à l'insecte d'échelle sont également résistantes aux maladies. Ici, nous présentons le protocole que nous avons développé pour dépister hêtres individuels pour la résistance à la cochenille.

Abstract

Hêtre écorce maladie (BBD) se traduit par des niveaux élevés de mortalité initiale, laissant derrière des arbres survivants qui sont grandement affaiblis et déformés. La maladie est déclenchée par l'alimentation activités du invasive cochenille du hêtre, Cryptococcus fagisuga, qui crée des points d'infection d'entrée par l'une des espèces de champignons Neonectria. Sans infestation à grande échelle, il ya peu de risque d'infection fongique. En utilisant des oeufs à l'échelle pour infester artificiellement arbres sains dans les peuplements sévèrement touchés BBD démontré que ces arbres étaient résistants à la partie cochenille du complexe de la maladie 1. Nous présentons ici un protocole que nous avons développé, basé sur la technique de l'infestation artificielle par Houston 2, qui peut être utilisé pour cribler des arbres à l'échelle résistant sur ​​le terrain et dans les petits plants et greffes en pot. L'identification des arbres à l'échelle résistant est un élément important de la gestion de BBD par arbreprogrammes d'amélioration et de la manipulation sylvicole.

Introduction

Maladie corticale du hêtre (BBD) a eu un impact négatif sur le hêtre américain en Amérique du Nord depuis l'introduction de la invasive cochenille du hêtre, Cryptococcus fagisuga, dans la province canadienne de la Nouvelle-Écosse à la fin des années 1890 3. Ce complexe insecte-maladie est déclenchée lorsque la cochenille du hêtre insère son stylet d'alimentation dans l'écorce de créer de petites fissures qui fournissent porte d'entrée de l'infection par l'une des espèces de champignons Neonectria (Neonectria ditissima ou Neonectria faginata). Comme le mycélium de champignons poussent, de vastes zones de tissus peuvent mourir, éventuellement ceinturant complètement l'arbre. Les dommages causés par la maladie affaiblit l'arbre, ce qui l'expose à claquer dans des vents violents 4. Le taux de mortalité dans la première vague de la maladie ont été signalés à être aussi élevé que 50% 5. Arbres survivants sont souvent gravement déformés comme des chancres se forment en réduisant la valeur de l'arbre comme un produit de bois.0; Ces arbres ont une propension à la racine germination qui conduit à la formation de «taillis de hêtre» qui empêchent d'autres espèces plus désirables de l'établissement, la réduction de la valeur économique et écologique de la position 6. Bien que la maladie de l'écorce de hêtre n'est pas susceptible de conduire à l'extinction de l'hêtre, il modifie la composition du peuplement et de la santé conduisant à une diminution de la nourriture et l'habitat pour la faune 7,8.

Dans les peuplements touchés par BBD depuis de nombreuses années, les arbres qui restent sans aucun symptôme de la maladie n'a été signalé. Essais d'inoculation artificielle ont montré que ces arbres sont résistants à l'insecte de l'échelle 2. Sans infestation à grande échelle, il ya peu de risque d'infection Neonectria, en minimisant l'impact du champignon. La mortalité à grande échelle en bois de hêtre américain en raison de l'infection Neonectria en l'absence d'infestation à grande échelle avant n'a jamaisété signalés, si la résistance à l'échelle de hêtre résultats d'insectes dans la résistance à BBD.

Des recherches récentes sur la gestion de BBD a mis l'accent sur l'identification, la propagation, la reproduction et la conservation de hêtres américains résistants à l'insecte de la cochenille. Des études génétiques ont montré que la résistance à la cochenille est héréditaire et une sélection rigoureuse et l'élevage des arbres résistants peut entraîner une amélioration significative en une seule génération 9. Ce constat a alimenté les efforts déployés par les gestionnaires de l'État et de la forêt nationale aux États-Unis pour établir des vergers à graines régionales de hêtre résistant pour fournir une source de diversité génétique des semences BBD-résistant pour les plantations de restauration 10,11. La recherche a également indiqué que la manipulation de la génétique sylvicole des peuplements par l'enlèvement des arbres sensibles et le maintien des arbres résistants peut entraîner l'amélioration des peuplements 9,12. </ P>

Gestion des BBD par des activités d'amélioration des arbres ou à travers la réalisation des prescriptions sylvicoles nécessite la capacité à sélectionner et faire la distinction entre les hêtres échelle résistant et sensible. Les méthodes présentées ici ont été adaptés à partir d'une méthode introduite par Dave Houston pour inoculer artificiellement plants avec des oeufs à l'échelle de hêtre 1. La méthode peut être utilisée comme un outil de dépistage pour identifier les locus quantitatifs (QTL) associée à une résistance ou à une distinction entre les plants en pots résistants et sensibles ou ramets greffés dans les études génétiques. Alternativement, il peut être utilisé pour le dépistage des arbres matures dans le domaine pour identifier les arbres résistants pour le développement de vergers à graines, ou le maintien sur le terrain. Arbres sensibles peuvent être détectés et éliminés de minimiser les impacts de la maladie.

Protocol

1 matériel végétal:. Boisé Field, pot plants, ou en pot greffes Pour les essais sur le terrain, choisir des arbres américains sains matures de hêtres qui ne montrent aucun signe d'infestation à grande échelle ou de maladie pour les tests de résistance possible. Visiblement arbres sensibles devront également être identifiés pour être utilisé comme témoin (Figure 1). Pour tester les semis ou les greffes en pot, recueillir et germer faines comme décrit dans Koch &am…

Representative Results

La figure 6 montre un plant résistant (C) et deux plants sensibles (D, E) présentant des degrés différents de sensibilité. Un exemple de ce qu'est un arbre mature sensibles ressemble à 57 semaines après le test d'infestation artificielle a été mis en place est représenté sur la figure 5B. Lorsque la mousse est décollée de l'arbre, il n'est pas rare que les cochenilles et leurs groupes d'oeufs de rester collé à la mouss…

Discussion

Les étapes essentielles nécessaires à la réussite de cet essai comprennent l'exécution d'un test de viabilité sur les oeufs et l'utilisation des contrôles sensibles à chaque site testé, et avec des matériaux en pot. Il est également important d'utiliser plus d'un tampon d'essai par arbre ou semis. Nous avons trouvé que, tant dans le domaine et dans les essais contrôlés plus sur les plantes en pot, une source fréquente d'erreur peut être l'échec de tampon. Par exemple, dan…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Les auteurs remercient le financement du suivi évaluation de la protection de la santé des forêts Service des forêts des États-Unis et les programmes de développement des technologies spéciales qui ont soutenu le développement, la modification et l'application du protocole décrit ici pour identifier les arbres qui sont résistantes et sensibles à la cochenille du hêtre. Nous sommes également reconnaissants à la Holden Arboretum, Kirtland, OH, pour leur partenariat et leur soutien de notre programme de dépistage de la résistance de hêtre.

Materials

Nylon Mesh Sheet, 250 micron Small Parts CMN-0250-D Mesh opening size: 250 microns square, % of open area: 34, thread diameter: 180 micron, width: 24”, Length: 12”, Package quantity: 1
http://www.amazonsupply.com/dp/B000FMWH1S/ref=sp_dp_g2c_asin
Tyvek Home Wrap DuPont D1349991 9 ft x 150 ft roll, can ask for it to be cut in half.
http://www.lowes.com/pd_14582-2020-D13499991_0__
Polyethylene foam, ½” thick  Columbus Foam Products N/A 2 ft x 50 ft roll
http://www.colsfoam.com/apcfp/products.htm
MetroMix 510 Sun Gro  N/A 2.8 cu. ft. bark, peat moss, vermiculite, bark ash, starter nutrient charge (with Gypsum), slow release nitrogen and dolomitic limestone.
Horticulture http://sungro.com/products_displayProduct.php?product_id=118&brand_id=17
Osmocote Plus 15-9-12 Everris E903206 Standard 3-4 month release. 
http://everris.us.com/product/15-9-12
Sight Savers 10 X Bausch & Lomb 813434 10 x magnification illuminated coddington
http://www.amleo.com/Bausch—Lomb-Illuminating-Codington-Magnifier-10x/p/CM10/
Nikon Mini Field Stereoscope Nikon 7314 20 x magnification
http://www.opticsplanet.com/nikon-fieldmicroscope.html
Silicone II clear GE 159538 2.9 oz clear window & door caulk
http://www.midlandhardware.com/159538.html

References

  1. Houston, D. R. A technique to artificially infest beech bark with the scale, Cryptococcus fagisuga (Lindinger). U.S. Forest Service. , (1982).
  2. Houston, D. R. American beech resistance to Cryptococcus fagisuga. Proceeding, IUFRO beech bark disease working party conference. , 38-42 (1983).
  3. Ehrlich, J. The beech bark disease: a nectria disease of Fagus, following Cryptococcus fagi. 10, 593-692 (1934).
  4. Papaik, M. J., Canham, C. D., Latty, E. F., Woods, K. D. Effects of an introduced pathogen on resistance to natural disturbance: beech bark disease and withdrow. 35, 1832-1843 (2005).
  5. Miller-Weeks, M. Current status of beech bark disease in New England and New York. Proceeding, IUFRO beech bark disease working party conference. , 21-23 (1983).
  6. Houston, D. R. Beech bark disease: The aftermath forests are structured for a new outbreak. J. For. 73, 660-663 (1975).
  7. Twery, M. J., Patterson, W. A. Variations in beech bark disease and its effects on species composition and structure of northern hardwood stands in central New. 14, 565-574 (1984).
  8. Jakubus, W. J., McLaughlin, C. R., Jensen, P. G., McNulty, S. A., Evans, C. A. Alternate year beechnut production and its influence on bear and marten populations. Beech Bark Disease: Proceedings of the Beech Bark Disease Symposium. , 79-87 (2005).
  9. Koch, J. L., Carey, D. W., Mason, M. E., Nelson, C. D. Assessment of beech scale resistance in full- and half-sib families. Can. J. For. Res. 40, 265-272 (2010).
  10. Koch, J. L. Beech bark disease: The oldest “new” threat to American beech in the United States. Outlooks Pest Manag. 21, 64-68 (2010).
  11. Koch, J. L., Mason, M. E., Carey, D. W., Palmieri, K. Screening for resistance to beech bark disease: improvements and results from seedlings and grafted field selections. Proceedings of the 4th International Workshop on Genetics of Host-Parasite Interactions in Forestry. , (2012).
  12. Leak, W. B. Fifty year impacts of the beech bark disease in the Bartlett Experimental Forest, New Hampshire. Northern J. Appl. For. 23, 141-143 (2006).
  13. Koch, J. L., Carey, D. W., Yaussy, D. A. Controlled cross-pollinations with American beech trees that are resistant to beech bark disease. Proceedings of the 14th Central Hardwood Forest Conference. , 358-364 (2004).
  14. Carey, D. W., Mason, M. E., Bloese, P., Koch, J. L. Hot callusing for propagation of American beech by grafting. HortSci. 48, 620-624 (2013).
  15. Koch, J. L., Carey, W. W., Evans, C. A. The genetics of resistance of American beech to beech bark disease: knowledge through 2004. Beech Bark Disease: Proceedings of the Beech Bark Disease Symposium. , 98-105 (2005).

Play Video

Cite This Article
Koch, J. L., Carey, D. W. A Technique to Screen American Beech for Resistance to the Beech Scale Insect (Cryptococcus fagisuga Lind.). J. Vis. Exp. (87), e51515, doi:10.3791/51515 (2014).

View Video