Effect of Fusarium graminearum on Physiological Quality of Soybean Seeds and Wheat Caryopsis in Argentina

Abstract

F. graminearum is the main causal agent of Head blight in cereals in Argentina. This is a disease that develops during the host floral state. When the reproductive structures in the host are invaded, grains may be shriveled and reduced in weight, causing a decrease in yield. Physiological diagnostic techniques on seeds detect the damages produced by this fungus could be used to take decisions related to the quality of seed lots. The objective of this study was to evaluate the possible physiological damage caused by F. graminearum isolates in soybean seeds and wheat caryopsis. Seeds and caryopsis were obtained from plants exposed to fungal infection and were evaluated under two situations: artificial inoculations under greenhouse conditions and natural infection from fields of Santa Fe Province (33°43'22''S; 62°14'46''W). Seed weight, topographical tetrazolium test, standard germination test, electrical conductivity test and X-ray test were performed in soybean seeds and wheat caryopsis from each treatment. Differential behaviors of F. graminearum strains in susceptible soybean and wheat cultivars under greenhouse conditions revealed specific interactions among soybean and wheat genotypes with this fungus. F. graminearum infection in susceptible cultivars under greenhouse conditions produced a significant decrease in the physiological quality of soybean seed and wheat caryopsis. These behaviors were not detected under field conditions in the evaluated locations. All seed quality tests used in this experiment were useful to show differences in infection in soybean and wheat independently of F. graminearum infection.

F. graminearum é o principal agente causal da giberela em cereais na Argentina. É uma doença que se desenvolve durante o estado floral de hospedeiro. Quando as estruturas reprodutivas no hospedeiro são colonizadas, os grãos podem ser enrugados e mostrar reduções de peso, causando diminuição no rendimento. Técnicas de diagnóstico fisiológico em sementes podem detectar os danos produzidos por este fungo e pode ser usada para tomar decisões sobre a qualidade dos lotes. O objetivo deste estudo foi avaliar possíveis danos fisiológicos causados por F. graminearum em sementes de soja e cariopses de trigo. As sementes e cariopses foram obtidas a partir de plantas expostas a infecção fúngica e foram avaliadas em duas situações: inoculação artificial em casa de vegetação e infecção natural em campos da Província de Santa Fé (33°43'22''S; 62°14'46''O). Determinou-se o peso da semente e realizou-se os testes de tetrazólio, germinação, condutividade elétrica e raios-X em sementes de soja e cariopses de trigo para cada tratamento. Comportamentos diferenciais de cepas de F. graminearum em cultivares suscetíveis de soja e trigo sob condições de casa de vegetação revelou interações específicas entre cultivares de soja e trigo com este fungo. As interações produziram uma redução significativa na qualidade fisiológica de sementes de soja e cariopses trigo. Esses comportamentos não foram detectados em condições de campo nos locais avaliados. Todos os testes de qualidade das sementes utilizados neste experimento foram úteis para mostrar as diferenças de infecção em sementes de soja e cariopses de trigo, independentemente da infecção por F. graminearum.