Quantitative PCR shows propagation of Plasmodiophora brassicae in Swedish long term field trials

Resumo

A hérnia das crucíferas (Plasmodiophora brassicae) é uma doença grave transmitida pelo solo em culturas de brássicas em todo o mundo. Relatamos uma série temporal de amostras de solo de ensaios suecos de fertilidade de longo prazo iniciados em 1957, 1963 e 1966, que foram analisadas quanto à quantidade de DNA de P. brassicae. As rotações de culturas incluíam uma cultura de brássicas a cada 4 ou 6 anos. Todos os locais experimentais com uma rotação de quatro anos de colza, exceto um com carbonato de cálcio no perfil do solo, apresentaram altos níveis (>1000 fg DNA g-1 solo) de DNA de P. brassicae após 9, 11 e 12 rotações. Em contrapartida, níveis detectáveis (>5 fg DNA g-1 solo) de P. brassicae foram encontrados somente em um dos cinco locais com uma rotação de 6 anos de colza de primavera. Em anos com altos níveis de DNA de P. brassicae, foi relatado baixo rendimento e foi observado um declínio subsequente no DNA de P. brassicae no solo. Diferentes regimes de fertilizantes NPK (nitrogênio/fósforo/potássio) resultaram em níveis semelhantes de DNA de P. brassicae. A robustez e a confiabilidade do método aplicado foram verificadas por análises de solo de parcelas individuais em comparação com uma mistura de parcelas e por análises repetidas de amostras selecionadas, que mostraram que o DNA de P. brassicae permaneceu estável durante o armazenamento a seco.

Abstract

Clubroot (Plasmodiophora brassicae) is a serious soil-borne disease in brassica crops world-wide. We report on a time series of soil samples from Swedish long-term fertility trials started in 1957, 1963 and 1966, which were analyzed for the amount of P. brassicae DNA. The crop rotations included a brassica crop every 4 or 6 years. All experimental sites with a 4-year rotation of oilseed rape, except one with calcium carbonate in the soil profile, showed high (>1000 fg DNA g⁻¹ soil) levels of P. brassicae DNA after 9, 11 and 12 rotations. In contrast, detectable levels (>5 fg DNA g⁻¹ soil) of P. brassicae were found only at one of five sites with a 6-year rotation of spring oilseed rape. In years with high levels of P. brassicae DNA, low yield was reported and a subsequent decline in P. brassicae DNA in soil was observed. Different NPK (nitrogen/phosphorus/potassium) fertiliser regimes resulted in similar P. brassicae DNA levels. The robustness and reliability of the method applied was verified by analyses of soil from individual plots compared with a mixture of plots and by repeated analyses of selected samples, which showed that P. brassicae DNA remained stable during dry storage.