ETH
Diss.
AN
INVESTIGATION
OF
ENDOPHYTIC
INFLUENCE
FUNGI
OF
A dissertation
SWISS
FEDERAL
Doctor
of
the
IN
submitted
OF
to
SPECIES
the
TECHNOLOGY
ZURICH
degree of
Natural
presented
J.A.
PRUNUS
CYANOGENESIS
INSTITUTE
for
8284
No
Sciences
by
Magnuson
M.Sc.
citizen
of
accepted
Prof.
P.D.
the
on
United
the
States
of
America
recommendation
Dr.E.Muller,
Dr.H.Schuepp,
1987
examiner
co-examiner
of
AND
THE
ii
SUMMARY
Asymptomatic endophytic fungal
and
stem tissue
Prunus
total
(Rosaceae)
of
found.
175
investigated
were
from
different
four
infections
cantons
species
of
These
four
in
in
of
leaf
species of
Switzerland.
endophytic fungi
A
were
species were divided among the categories
of Hyphomycetes (67), Coeloraycetes
(77), Ascomycetes
(26),
Basidiomycetes (2), and Sterile Mycelia (3).
Both general and species-specific
endophytes were
found.
Some isolates were found to occur
only once in
a
leaf, while others occurred in different areas in the
leaf and could be considered systemic.
same
An overall
pattern of increasing seasonal progression appeared.
Although the majority of isolates occurred at low
frequencies, a group of frequently occurring endophytes
was
discovered.
Members of this group included Xylazia
sp., Nodulisporium state of Hypoxylon fzagiforme, and
some species
of Aureobasidium.
A strong veinal predomin¬
ance was
found for endophytic occurrence in the leaf blade.
The most numerous endophytic infections were concentrated
along the midrib in 96% of the samples.
A marked correla¬
tion between leaf and stem endophytes was found: of 40
different species of stem endophytes,
only six species (15%)
were
isolated
never
Leaves
of
HCN
of
from
leaves.
Prunus
result
a
as
the
of
species
tissue
absence
the
of fungi.
Leaves of
highest concentrations of HCN,
Three
of
the
four
tions
of
HCN
in
Tiazosporella
absence
of
endophytes
species
the
parca,
fungi.
(e.g.,
released
were
and
the
leaves
to
release
treatment.
of
their
HCN
was
measured
treated
were
always lower than
usually lower than
A possible suppression of
fungi.
endophytes is suggested.
Tolerance
regardless
Phomopsis diachenii)
Tlazospozellat
for
highest concentra¬
presence of a non-Prunus endophyte,
while the fourth was highest in the
When
concentrations
tested
were
damage in the presence and
P. padus consistently released
HCN
for
released
those for
in
the
release
47
with
Prunus
HCN
absence
by
fungal
of
Prunus
species
including endophytes of both Prunus and non-Prunus plants,
well as non-endophytic and
as
Tolerance
saprobic fungi.
was
measured
vegetative
Prunus
in
terms
of
either
growth rates.
While
endophytes
was
highest concentrations
spore
germination
tolerance
to
or
HCN
by
the
generally moderately high,
at
the
their
tolerance
than that of unrelated fungi.
Czyptospoziopsis malicozticisf
One
often
was
Prunus
lower
endophyte,
demonstrated
a
complete
iii
intolerance
is
a
known
It
colonize
was
to
cyanide concentrations tested, yet it
of cyanophoric plants.
concluded that the ability to successfully
pathogen
these
determined
the
Prunus
species
endophytically
was
not
only by high tolerance to cyanide.
A moderate
tolerance to HCN appeared to be advantageous, but even a
marked sensitivity was not prohibitive.
Other factors,
such as ability to suppress the release of
HCN, must be
involved to explain the failure of some seemingly qualified
fungi to colonize Pzanus tissue endophytically.
iv
ZUSAMMENFASSUNG
Vier
Arten
von
Prunus
(Rosaceae)
aus
der
Schweiz
symptomlos lebende endophytische Pilze in
Total liessen sich
Blattern und Zweigstucken untersucht.
175 Pilzarten, Hyphomyceten (67), Coelomyceten (77),
Ascomyceten (26), Basidiomyceten (2), und sterile Myzelien
wurden
(3)
auf
nachweisen.
gefundenen pilzlichen Endophyten gibt es
neben Ubiquisten auch artspezifische Taxa und neben nur
punktformige lnfektionen verursachende auch die ganzen
Blatter erfassende (systemische) Parasiten.
In der Regel
nahmen die lnfektionen im Laufe einer Vegetationsperiode zu.
Die meisten Pilzarten konnten allerdings nur in geringen
Zahlen festgestellt werden, doch gabe es einige hauflger
auftretende Arten (z.B. aus den Gattungen Xylaria,
Nodulisporium und Aureobasidium).
Blattendophyten
bevorzugten die Besiedelung von Blattnerven insbesondere
Unter
den
den
Mittelnerv.
Bei
96%
der
Proben
war
Mehrheit
die
der
lnfektionen
entlang oder im Mittelnerv zu finden.
Zweigendophyten treten in der Regel auch in den Blattern
(85% der
Prunus-Blatter
als
oder
Folge
ohne
von
wurden
auf
der
Pilze
vier
dent Einfluss
die
Gewebeschadigung
untersucht.
untersuchten
von
hochsten
-
bei
HCN
von
Anwesenheit
Pilzen
die
war
Blattern
Prunus-Arten
(Blausaure)
von
HCN-Abgabe
Prunus padus.
von
gaben
-
unter
Tiarosporella
festgestellten Pilz,
dazu
Abgabe
unter
Am
ungeachtet der Behandlungsart
Drei
auf
Arten).
die
parca, einem nie auf Prunus
hochsten Blausauremengen ab.
die unter dem Einfluss von gewissen
Gegensatz
artspezifischen Prunus-Endophyten (z.B. Phomopsis diachenii)
abgegebenen Blausauremengen niedriger als bei Abwesenheit von
Pilzen; es kann daher eine Unterdruckung
Im
der
sind
Blausaureabgabe
fur
Wachstumstoleranz
verschiedene
diese
fur
Falle
Blausaure
postuliert
wurde
fur
werden.
47
Pilzarten, darunter, Endophyten von Prunus
und andere Pflanzenarten, sowie nicht-endophytische und
saprobische Pilze getestet (Sporenkeimung, Thalluswachstum).
Wahrend die Toleranzgrenze von Prunus-Endophyten zum Teil
recht tief lag, war sie fur Fremdpilze oft hoher.
Eine
Pilzart, Czyptospoziopsis malicorticis, zeigt sogar
praktisch keine Toleranz gegenuber Blausaure, obschon es
sich um einen wichtigen Pathogenen von Prunus handelt.
Die Vermutung liegt daher nahe, dass die Fahigkeit
fur einen Pilz zur
Besiedelung von Prunus-Gewebe nicht
in erster Linie von der Toleranz gegenuber Blausaure abhangt
sondern von anderen Faktoren,
z.B. von der erwahnten
Unterdruckung der Blausaureabgabe der Pflanze.