Variation for Anthracnose (Colletotrichum sublineolum) resistance within the Sorghum [Sorghum bicolor (L.) Moench] germ plasm collection from the Kayes region of Mali, West Africa

Abstract

Anthracnose, caused by Colletotrichum sublineolum, is considered one of the most important diseases of sorghum. The pathogen is highly variable; therefore, additional sources of host plant resistance are needed for the development of anthracnose resistant hybrids to prevent crop losses. West African countries such as Mali may provide new sources of resistance. Environmental conditions in the region are favorable for the pathogen, which could contribute to selection of host plant resistance in sorghum landraces. The objectives of this research were to evaluate the variation in disease response to anthracnose infection and to identify stable sources of resistance within the sorghum germplasm collection from the Kayes region of Mali. During 2003 (wet season) and 2004 (dry season) anthracnose evaluations were conducted at the USDAARS-TARS at Isabela, Puerto Rico. From 277 accessions evaluated, a resistant response was observed for 140 accessions in the wet season and 131 accessions in the dry season. Stable resistance over seasons was observed for 120 accessions. Association between anthracnose disease response and sorghum germplasm phenotypic characteristics and climatic conditions in the country of origin were also evaluated to determine if resistance was influenced by these factors. Significant differences were observed between the anthracnose disease response within administrative districts of the Kayes region of Mali and for rainfall pattern, indicating that disease response of the germplasm accessions varied from north to south. More accessions were resistant in the south as compared to the north. We assume that this is due to the rainfall pattern present in the region contributing to greater selection pressure under the wetter conditions of the south. Significant differences were also observed between disease response and sorghum races grown in the region. We assume that these differences in disease response were due to race durra commonly grown in drier regions whereas race guinea is more associated with wetter regions. Plant color and rust disease response were not associated with anthracnose disease response. The response of rust, caused by Puccinia purpurea, was not influenced by the climatic conditions present in the Kayes region of Mali, as compared to anthracnose response. Since rainfall pattern in the Kayes region was associated with anthracnose disease response, this would indicate that environmental conditions such as annual rainfall pattern could be used to help identify germplasm collections that may contain new sources of anthracnose resistance. Approximately 50% of the sorghum accessions from the Kayes region showed a resistant disease response, suggesting that the sorghum germplasm collection from Mali would be a valuable source of anthracnose resistance for sorghum improvement.

La antracnosis, causada por Colletotrichum sublineolum, es considerada una de las enfermedades más importantes en sorgo. El patógeno es muy variable, por lo tanto, se necesitan fuentes adicionales de resistencia para el desarrollo de híbridos con resistencia a antracnosis para prevenir las pérdidas del cultivo. Países en el oeste de Africa, como Mali, pueden proveer nuevas fuentes de resistencia. Las condiciones ambientales en la región son favorables para el patógeno, lo cual puede contribuir a la selección de la resistencia en plantas huésped. Los objetivos de esta investigación fueron la evaluación de la variación en la respuesta a la infección de antracnosis y la identificación de fuentes estables de resistencia dentro de la colección de germoplasma de sorgo de la región Kayes en Mali. Durante el 2003 (época lluviosa) y 2004 (época seca), se condujeron las evaluaciones para antracnosis, USDA ARS-TARS en Isabela, Puerto Rico. De un total de 277 accesiones evaluadas, se observó una respuesta resistente para 140 accessiones en la epoca de siembra lluviosa y 131 accessiones en la epoca de siembra seca. Resistencia estable fue observada para 120 accessiones. Asociación entre las características fenotípicas del germoplasma de sorgo y las condiciones climáticas en el país de orígen también fueron evaluadas para determinar si la resistencia es influenciada por estos factores. Se observaron diferencias significativas entre la respuesta a antracnosis y los distritos administrativos y los patrones de lluvia de la región de Kayes de Mali, indicando que la respuesta a antracnosis varía de norte a sur en las accessiones del germoplasma. Un número mayor de accessiones resistentes proviene del sur al compararlas con el norte. Asumimos que estas diferencias se deben al patrón de lluvia presente en la región, el cual contribuye a una mayor presión de selección bajo las condiciones humedas del sur. Se observaron diferencias significativas también entre la respuesta a antracnosis y las razas de sorgo cultivadas en la región. Asumimos que estas diferencias en la respuesta a la enfermedad se deben a que la raza durra es cultivada comúnmente en las regiones secas mientras que la raza guinea se encuentra mayormente asociada a regiones lluviosas. El color de la planta y la respuesta a la roya no estuvieron asociados con la respuesta a antracnosis. La respuesta a la roya, causada por Puccinia purpurea, no estuvo influenciada por las condiciones climáticas en la región de Kayes en Mali, a diferencia de la respuesta a antracnosis. Los patrones de lluvia en la región de Kayes estuvieron asociados a la respuesta a antracnosis, esto nos indica que las condiciones ambientales como los patrones de lluvia anuales pueden ser utilizadas en la selección de colecciones de germoplasma para identificar nuevas fuentes de resistencia a antracnosis. Aproximadamente el 50% de las accessiones de sorgo de la región de Kayes mostraron una respuesta resistente a la enfermedad, lo que sugiere que la colección de germoplasma de sorgo de Mali puede ser una valiosa fuente de resistencia a antracnosis para el mejoramiento de sorgo.