Histopathology of Fusarium wilt of staghorn sumac (Rhus typhina) caused by Fusarium oxysporum f. sp. callistephi race 3. I. Modes of tissue colonization and pathogen peculiarities L’histopathologie de la fusariose du vinaigrier (Rhus typhina) causée par le Fusarium oxysporum f. sp. callistephi race 3. I. Modes de colonisation de l’hôte et particularités de l’agent pathogène

Abstract

Light and transmission electron microscope studies of naturally infected or inoculated staghorn sumac plants by Fusarium oxysporum f. sp. callistephi race 3 are reported. Diverse extrinsic material (including latex in some instances) or elements occurred in vessel lumina. Some of this material labelled for pectin, often in association with tyloses, as did other opaque matter in paratracheal cells, related to alterations of their protective layer. Pronounced alterations of pit membranes of bordered pits occurred, with their outer portions disrupted into bodies of opaque matter, strongly labelled for cellulose, and their middle portions as unlabelled shreds. Similarly labelled opaque bodies occasionally occurred on vessel walls and lumina. Direct penetration of host cell secondary walls by the pathogen occurred, but these were degraded to any extent only following intramural invasion. Vessel walls, at all stages of infection, were lined with variously structured matter: in their thinnest forms, by single or paired, equidistant or widely spaced opaque bands, and in their thickest forms as alternating opaque and less opaque layers. Other thin elements, often enclosing opaque material, vesicular structures, or occasionally particles of ribosomal appearance were also delineated by similar but frequently infolded bands. These elements were sometimes observed to be confluent with fungal cells and to label for chitin. Many fungal elements were bound by only a thin or defective lucent wall layer, practically unlabelled for chitin, or by a locally thickened, labelled one; labelling for this substrate was also frequently associated with the fungal cell outer opaque wall layer or with some outer extracellular matter. Fine filamentous structures, connected to fungal cells, to the vessel lining matter, and to these other elements, extended into host walls. The lining itself generally did not label for cellulose or chitin. These observations are discussed in comparison with similar observations made regarding other wilt diseases that we have studied.

Keywords:

• Cellulose,
• chitin,
• colloidal gold labelling,
• endocells,
• fungal wall irregularities,
• Fusarium wilt,
• pit membrane alterations,
• vessel wall linings.

Résumé

Nous rapportons des observations microscopiques et ultrastructurales de l’infection par le F. oxysporum f. sp. callistephi race 3 de plants de vinaigrier inoculés ou infectés naturellement. Des structures ou du matériel étrangers aux éléments vasculaires ont été illustrés. Ce matériel ainsi que la matière liée à l’altération de la couche dite protectrice des cellules de parenchyme se sont marqués pour la pectine. Des corps opaques apposés aux parois des vaisseaux, présents dans leur lumière ou dans les cellules de parenchyme voisines, ont réagi pour la cellulose. La partie mitoyenne des membranes de ponctuation aréolées était altérée en lambeaux non marqués pour la cellulose et leur partie externe en corps opaques marqués. La pénétration des parois secondaires des cellules hôtes par le champignon a eu lieu, mais ces parois étaient fortement altérées seulement une fois colonisées de façon intralamellaire. Les parois vasculaires, à tous les stades de la maladie, étaient recouvertes de matière étrangère : dans les cas les plus prononcés, de couches de diverses épaisseurs, formées de strates d’opacité différente, et, dans leur plus simple expression, de lamelles opaques, simples ou jumelées mais souvent divergentes; des éléments, encadrés de lamelles semblables et souvent incurvées, et contenant de la matière opaque, des structures vésiculaires ou occasionnellement des particules semblables à des ribosomes garnissaient également les parois vasculaires. Ces éléments, inégalement marqués pour la chitine, étaient à l’occasion liés à des cellules du champignon. La couche translucide de ces cellules était souvent mince ou absente, pratiquement non marquée pour ce substrat, ou localement épaissie et alors fortement marquée, comme aussi occasionnellement leur couche pariétale externe et la matière extracellulaire semblable. Des structures filamenteuses rattachées aux cellules du champignon, comme au recouvrement des parois vasculaires et aux autres éléments, piquaient les parois cellulaires de l’hôte. Ces recouvrements ne se sont généralement pas marqués pour la cellulose ou la chitine. Ces observations se comparent avantageusement à celles concernant les autres maladies à flétrissement que nous avons étudiées.

Mots clés:

• Anomalies de la paroi fongique,
• bris des parois de ponctuation,
• cellules endocellulaires,
• cellulose,
• chitine,
• fusariose,
• marquage à l'or colloïdal,
• recouvrements des parois vasculaires