Review

Recent advances on the characterization and control of sunflower soilborne pathogens under climate change conditions^☆

Avancées récentes sur la caractérisation et la lutte contre des agents pathogènes telluriques du tournesol en situation de changement climatique

Institute for Sustainable Agriculture, CSIC, Alameda del Obispo s/n, 14004 Cordoba, Spain

^* Correspondence: lmolinero@ias.csic.es

Received: 31 July 2018
Accepted: 16 August 2018

Abstract

The control of soilborne crop pathogens is conditioned by the limited management options due to difficult access to active infection courts and to restrictions in the use of synthetic pesticides in Europe. For most soilborne sunflower pathogens, an effective management relies on genetic resistance which is, however, hindered by new pathogen populations (new races). Special emphasis is thus put on updated monitoring and characterization of pathogens and on the enlargement of the set of tools for disease management. Concerning characterization, advances on the population structure of Verticillium dahliae affecting sunflower by means of genetic, molecular and pathogenic approaches are presented. Also in relation to increases of sunflower wilt diseases recently observed, the fungus Cadophora malorum has been identified in Russia and reported as a new pathogen of this crop. Third, new races of Plasmopara halstedii (sunflower downy mildew), have been identified in Spain and Portugal. Most of them have a high virulence, since they overcome several genes for resistance. With regard to alternatives for disease control, entomopathogenic fungi (EF) constitute a novel tool. Used for years in Integrated Pest Management strategies due to their efficacy in controlling insect pests affecting crops, new ecological roles of these fungi have recently been reported. The EF species Beauveria bassiana and Metarhizium brunneum have been assessed by their in vitro effect against V. dahliae and C. malorum by our research group. Our results suggest that antibiosis and/or competition for ecological niche are operating in some EF-pathogen interactions. In summary, pathogen characterization is essential for genetic resistance for worldwide environments of sunflower production. Moreover, the security of sunflower yield and profitability is dependent not only on effective genetic resistance, but also on additional new control options that can be included in successful strategies of sunflower disease management.

Résumé

La lutte contre des agents pathogènes telluriques des cultures est conditionnée par les options de gestion limitées en raison de l’accès difficile aux sites d’infection et aux restrictions dans l’utilisation des produits phytosanitaires de synthèse en Europe. Pour la plupart des agents pathogènes du tournesol présents dans le sol, une gestion efficace repose sur la résistance génétique, qui est toutefois entravée par de nouvelles populations de pathogènes (nouvelles races). Un accent particulier est donc mis sur la surveillance et la caractérisation actualisées des agents pathogènes et sur l’élargissement de l’ensemble des outils de gestion des maladies. En ce qui concerne la caractérisation, des avancées sur la structure des populations de Verticillium dahliae affectant le tournesol au moyen d’approches génétiques, moléculaires et pathologiques sont présentées. De plus, un nouveau pathogène du sol attaquant le tournesol, Cadophora malorum, a récemment été identifié en Russie. Troisièmement, de nouvelles races de Plasmopara halstedii (mildiou du tournesol) ont été identifiées en Espagne et au Portugal. La plupart d’entre elles présentent une virulence élevée, car elles surmontent plusieurs gènes de résistance. En ce qui concerne les alternatives de lutte contre les maladies, les champignons entomopathogènes (FE) constituent un nouvel outil. Utilisés depuis des années dans les stratégies de lutte intégrée contre les ravageurs et les insectes en particulier, de nouveaux effets écologiques de ces champignons ont récemment été signalés. Les espèces EF Beauveria bassiana et Metarhizium brunneum ont été évaluées par notre groupe de recherche au regard de leur effet in vitro contre V. dahliae et C. malorum. Nos résultats suggèrent que l’antibiose et/ou la compétition pour la niche écologique interviennent dans certaines interactions entre agents pathogènes et EF. En résumé, la caractérisation des agents pathogènes est essentielle pour la résistance génétique dans les milieux de production de tournesol de par le monde. De plus, la sécurité du rendement et de la rentabilité du tournesol dépend non seulement d’une résistance génétique efficace, mais également de nouveaux moyens de lutte pouvant être inclus dans des stratégies efficaces de gestion des maladies du tournesol.