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Changes in Photosynthesis of Wheat Plants Infected with Wheat Stem Rust (Puccinia graminis f.sp. tritici)
Author(s) -
Berghaus R.,
Reisener H. J.
Publication year - 1985
Publication title -
journal of phytopathology
Language(s) - English
Resource type - Journals
SCImago Journal Rank - 0.53
H-Index - 60
eISSN - 1439-0434
pISSN - 0931-1785
DOI - 10.1111/j.1439-0434.1985.tb04825.x
Subject(s) - biology , cultivar , photosynthesis , stem rust , inoculation , puccinia , chlorophyll , botany , horticulture , mildew
Seven wheat cultivars of infection types 0, 1, 2 and 4 were inoculated with wheat stem rust, Puccinia graminis f.sp. tritici race 32. Net photosynthesis activity was measured polarographically with an oxygen sensor during the first ten days of pathogenesis. With the exception of highly resistant cultivars, which showed only small changes in assimilation activity, oxygen evolution in infected plants declined 4—5 days after inoculation as compared to healthy ones. The decrease was more pronounced in resistant plants belonging to infection type 1—2 than in susceptible cultivars, which, even though they were heavily inoculated maintained a part of their photosynthetic activity. Some cultivars showed an increase in assimilation activity during the first few days. This phenomenon proved to be independent of infection type. Chlorophyll content decreased in all interactions, and was most marked in infection type 1—2. Our results suggest that in moderately‐resistant cultivars the decline in the rate of net photosynthesis is due to a drop in chlorophyll content but that in susceptible cultivars additional factors are responsible for the decrease in O 2 evolution. The possibility is discussed of the reduction in photosynthesis and chlorophyll content alone acting as a resistance factor which is quite distinct from the hypersensitive reaction (HR). Zusammenfassung Es wurden sieben Weizensorten mit den Infektionstypen 0, 1, 2 und 4 mit Schwarzrost, Puccinia graminis f.sp. tritici , Rasse 32, inokuliert, und die Nettophotosyntheserate wurde polarographisch mittels einer Sauerstoffelektrode während der ersten 10 Tage der Pathogenese gemessen. Auβer bei hochresistenten Sorten nahm die Assimilation infizierter Pflanzen 4—5 Tage nach der Inokulation signifikant gegenüber den gesunden Kontrollen ab, wobei gemäβigt resistente Varietäten des Infektionstyps 1—2 einen deutlicheren Rückgang aufwiesen als suszeptible Formen, die auch bei starker Inokulation einen Restbetrag ihrer Photosynthesekapazität behielten. Einige Sorten zeigten einen anfänglichen, resistenzunabhängigen Anstieg der Assimilationsrate. Der Chlorophyllgehalt nahm bei allen Interaktionen ab, besonders jedoch bei Sorten mit dem Infektionstyp 1—2. Unsere Ergebnisse legen nahe, daβ der Rückgang der Photosyntheserate bei gemäβigt resistenten Varietäten hauptsächlich auf eine Verminderung des Chlorophyllgehaltes zurückzuführen ist, während bei suszeptiblen Formen zusätzliche Faktoren eine Rolle spielen. Der Rückgang der Assimilationsrate und des Chlorophyllgehaltes wird als eigenständiger Resistenzmechanismus gegenüber der HS‐Reaktion diskutiert.