Response to juglone toxic effect in various genotypes of banana (Musa AA, AAA, AAB, AAAA, AAAB)

Abstract

In Côte d'Ivoire, Black Sigatoka, caused by Mycosphaerella fijiensis Morelet, is a major constraint in banana plantain production. The use of juglone, a purified toxin of this pathogen, could constitute an alternative in the early selection of new banana genotypes resistant to Black Leaf Streak Disease (BLSD). Local cultivars and hybrids to be vulgarized, were evaluated in order to elucidate the variability of banana varieties and to assess the possibility of using juglone to breed for resistance to BLSD. Necrosis induction bioassays, electrolyte leakage, combined with phenolic compound quantifications were performed on both diploid and triploid reference cultivars, as well as tetraploid hybrids following juglone infiltration. Results show, based on minimal concentrations and intensities of necrosis, that genotypes sensitivity to juglone was generally related to susceptibility to the disease in the field. The tetraploid genotypes exhibited the lowest necrosis intensities when juglone concentration was less than 100 ppm. Forty eight hours after treatment, phenols content of FHIA23 and PITA14 hybrids was at a basal level. These tetraploid banana probably produced antioxidants with high affinity for the active oxygen species (AOS) inducing their tolerance to the disease. This study confirms the use of juglone for simple and rapid screening of banana varieties with resistance to BLSD. Pathological and physiological parameters related to biochemical evaluation, constitute the best strategy for identifying genotype with the greatest resistance to Mycosphaerella fijiensis. However, this great resistance is not systematically related to a higher content in total phenols.

Mycosphaerella fijiensis est un parasite nécrotique occasionnant la cercosporiose noire, qui constitue l'une des contraintes majeures à la production de bananes desserts et de plantains en Côte d'Ivoire. L'utilisation de la juglone, un métabolite toxique purifié du pathogène a été envisagée comme une voie de sélection précoce de nouveaux génotypes de bananiers résistants à la maladie des raies noires (MRN). Des cultivars locaux et des hybrides à vulgariser ont été évalués en vue d'élucider la variabilité de réaction entre génotypes et de confirmer la possibilité d'utiliser la juglone pour le criblage de la résistance contre la MRN. Les tests d'induction de nécroses et de perte d'électrolytes associés au dosage quantitatif des composés phénoliques ont été réalisés sur des cultivars diploïdes et triploïdes, ainsi que des hybrides tétraploïdes infiltrés avec la juglone. Les intensités et les concentrations minimales d'induction des nécroses évaluées ont montré que la sensibilité à la juglone des génotypes de bananiers a été globalement identique à leur niveau d'infestation au champ. Pour les génotypes tétraploïdes, les intensités de nécroses ont été plus faibles (< 40 %) lorsque la concentration de juglone a été inférieure à 100 ppm. En outre, 48 h après traitement, les hybrides FHIA23 et PITA14, ont présenté un retour à la teneur initiale en phénols. La forte tolérance de ces hybrides à la maladie serait due à une synthèse d'antioxydants, à forte affinité pour les formes actives d'oxygène (FAO). Ces résultats confirment l'utilisation de la juglone pour le criblage simple et rapide de génotypes de bananiers résistants à la MRN. Une combinaison des paramètres pathologique, physiologique et biochimique constitue une stratégie idéale pour le criblage fiable du génotype le plus résistant à Mycosphaerella fijiensis. Cependant, cette grande résistance n'est pas systématiquement liée à une teneur plus élevée en phénols totaux.

Mots Clés: Réaction différentielle, juglone, maladie des raies noires, génotypes de bananiers, composés phénoliques