ARS News Service
Agricultural Research Service, USDA
Erin Peabody, (301) 504-1624, ekpeabody@ars.usda.gov
December 22, 2003

To spot early signs of Cercospora leaf spot disease in sugar beets, an Agricultural Research Service scientist has developed a method to detect the culprit fungus, Cercospora beticola, early on--even in plants lacking any symptoms.

These symptoms include ash-colored spots and dark blotches. When these symptoms appear on the leaves of a sugar beet plant, beet farmers suspect Cercospora leaf spot. The fungus behind this foliar disease reduces both yield and sugar content in sugar beets, the plants that provide the United States with about half of its sugar supply.

But the fungal pathogen doesn't always announce itself, especially as it moves from the soil to the beets' leaves.

Plant pathologist Robert T. Lartey, along with three ARS colleagues, created the pathogen-detecting protocol. It uses real-time polymerase chain reaction (PCR), a technique for rapidly producing many copies of a fragment of DNA so that specific genes can be identified. ARS' John J. Weiland, TheCan Caesar-TonThat and Sarah Bucklin-Comiskey assisted Lartey, who is at the agency's Northern Plains Agricultural Research Laboratory in Sidney, Mont.

The new protocol drastically reduces the time needed to isolate and subculture the pathogen and to purify the DNA for amplification, from a task traditionally requiring up to two weeks to one that can be accomplished in a single day.

The technique relies on a kit developed and sold by Sigma-Aldrich, a St. Louis-based biotech company.

The PCR method can be used to determine how early in the growing season C. beticola may infect nearby plants, and from there spread to sugar beets. Early detection provides a better forecasting of the disease and allows for more precise fungicide applications.

Lartey anticipates the use of the new protocol for disease management in a range of plant pathogen applications. While PCR is widely used to detect fungal, bacterial and viral diseases of crops, for many pathogens there still is no rapid and sensitive test. Scientists are already interested in the technique for identifying diseases in wheat.

ARS is the U.S. Department of Agriculture's chief scientific research agency.

Método ofrece diagnóstico temprano de una enfermedad de la remolacha azucarera

Servicio Noticiero del Servicio de Investigación Agrícola (ARS siglas en inglés) Departamento de Agricultura (USDA siglas en inglés) Erin Peabody, (301) 504-1624, ekpeabody@ars.usda.gov 22 de diciembre 2003

Para detectar los principios de la enfermedad de mancha de hoja en las remolachas azucareras, un científico del Servicio de Investigación Agrícola (ARS) ha desarrollado un protocolo nuevo para descubrir al comienzo el hongo culpable, Cercospora beticola -- aun en las plantas que no tienen síntomas.

Estos síntomas incluyen manchas de color ceniza y borrones oscuros. Cuando estos síntomas aparecen en las hojas de la planta de la remolacha azucarera, los granjeros sospechan la enfermedad causada por Cercospora. Este hongo reduce tanto los rendimientos como el contenido de azúcar en las remolachas azucareras, que son la fuente de casi la mitad del suministro de azúcar para EE.UU.

Pero el hongo patogénico no siempre se anuncia, especialmente a la vez que se mueve del suelo a las hojas de la remolacha.

El patólogo de planta Robert T. Lartey y tres colegas del ARS crearon el protocolo que detecta el patógeno. El protocolo usa reacción en cadena de la polimerasa (PCR por sus siglas en inglés) en tiempo real, una técnica para producir rápidamente muchas copias de un fragmento de DNA para poder identificar genes específicos. John J. Weiland, TheCan Caesar-TonThat y Sarah Bucklin-Comiskey del ARS ayudaron a Lartey, quien trabaja en el Laboratorio de Investigación Agrícola de los Llanos Norteños en Sidney, Montana.

El protocolo nuevo reduce drásticamente el tiempo necesario para aislar y subcultivar el patógeno y para purificar el DNA para amplificación, de una tarea que tradicionalmente requiere hasta dos semanas a una que se puede cumplir en solamente un día.

La técnica depende de un herramental desarrollado y vendido por Sigma-Aldrich, una compañía de biotecnología ubicada en San Luis, Misurí.

El método PCR se puede usar para determinar qué pronto en la temporada el hongo Cercospora beticola podría infectar las plantas cercanas, y desde allí extenderse a la remolacha azucarera. La detección más temprana provee un pronosticó mejor de la enfermedad y permite aplicaciones más precisas de fungicidas.

Lartey anticipa el uso del protocolo nuevo para manejar enfermedades causadas por una variedad de patógenos de planta. Aunque PCR se utiliza ampliamente para detectar enfermedades de planta causadas por hongos, bacteria y virus, para muchos patógenos todavía no hay un ensayo rápido y sensible. Científicos ya tienen un interés en la utilización de la técnica para identificar enfermedades en trigo.

ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del Departamento de Agricultura de EE.UU.