462
Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 38(3): 462-479. Julio-Septiembre.
DOI: https://doi.org/10.47280//RevFacAgron(LUZ).v38.n3.01 ISSN 2477-9407
Esta publicación cientíca en formato digital es continuación de la Revista Impresa: Depósito legal pp 196802ZU42, ISSN 0378-7818.
Received el 15-01-2018 . Accepted el 17-12-20.
*Corresponding author. E-mail: khajista_1@hotmail.com
Effect of Alternaria alternata (Fr.) Keissl. on the
physiology of Pea (Pisum sativum L.)
Efecto de Alternaria alternata (Fr.) Keissl. sobre la
siología de guisantes (Pisum sativum L.)
Efeito da Alternaria alternata (Fr.) Keissl. na siologia
das ervilhas (Pisum sativum L.)
Kashifa Noureen
1
, Khajista Jabeen
1*
, Sumera Iqbal
1
,
Summera Jahan
1,2
and Sumera Javad
1
1
Department of Botany, Lahore College for Women University, Jail Road, Lahore,
Pakistan. Email: (KN) wasif_naseer@yahoo.com; (KJ) khajista_1@hotmail.com, (SI)
sumeraiqbal2@yahoo.com, (SJ) aremmus_jahan@yahoo.com, (SJ) zif_4@yahoo.com, .
2
Department of Botany, University of Gujrat, Gujrat, Pakistan.
Abstract
Alternaria alternata (Fr.) Keissl. is responsible for causing leaf spots and blight
diseases on a large number of horticultural and agricultural crops including pea. The
response and resistance of different pea varieties to this fungus might vary. Therefore,
this study was aimed to investigate the varietal differences in the physiological response
of Pisum sativum L. to A. alternata. Various physiological and biochemical parameters
of two commercial pea varieties (Leina and Meature) were assessed at vegetative stage
in pot experiment. Sterilized seeds were soaked in 1×10
5
mL conidial suspension of A.
alternata for 15 min and control seeds were soaked in sterilized water. These sterilized
seeds were sown in pots containing sterilized soil. In both varieties, germination
percentage, germination rate, seedling vigor index, root and shoot length, dry and fresh
biomass, leaf sugar, chlorophyll a, b, total chlorophyll and carotenoid contents, leaf
osmotic potential, leaf relative water content, signicantly decreased under A. alternata
stress as compared to control. But proline and protein content signicantly increased. It
is concluded from the results that A. alternata caused adverse effects on the physiology
of pea plant. The tested pea variety Leina was found to be more sensitive under fungal
stress of A. alternata as compared to Meature and the extent of stress caused by both
test varieties can be exploited in future studies.
Keywords: biotic stress, biochemical, blight, germination, pot experiment.
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Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 36(3): 462-479. Julio-Septiembre.
Noureen et al. ISSN 2477-9407
Resumen
Alternaria alternata (Fr.) Keissl. es responsable de causar manchas foliares
y enfermedades de tizón en una gran cantidad de cultivos hortícolas y agrícolas,
incluido el guisante. La respuesta y resistencia de diferentes variedades de
guisantes a este hongo puede variar. Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue
investigar las diferencias varietales en la respuesta siológica de Pisum sativum
L. a A. alternata. Varios parámetros siológicos y bioquímicos de dos variedades
comerciales de guisantes (Leina y Meature) fueron evaluadas en etapa vegetativa
en macetas experimentales. Semillas estériles se humedecieron durante 15 min
con una suspensión de 1×10
5
mL de conidios de A. alternata y las semillas de control
se humedecieron con agua estéril. Estas semillas se sembraron en macetas que
contenían tierra estéril. En ambas variedades el porcentaje de germinación, tasa
de germinación, índice de vigor de plántulas, longitud de raíz y brote, biomasa
seca y fresca, azúcar de hoja, contenido de clorola a y b, contenido de clorola
total y de carotenoides, potencial osmótico foliar, contenido relativo de agua foliar,
disminuyeron signicativamente en A. alternata estresada en comparación con
el control. Pero el contenido de prolina y proteínas aumentó signicativamente.
Se concluye de estos resultados que A. alternata causó efectos adversos en la
siología de la planta de guisantes. Se encontró que la variedad de guisantes
Leina es más sensible bajo el estrés fúngico de A. alternata en comparación con
Meature y el grado de estrés causado por ambas variedades de prueba puede ser
aprovechadas en estudios futuros.
Palabras clave: estrés biótico, bioquímica, tizón, germinación, experimento en
maceta.
Resumo
Alternaria alternata (Fr.) Keissl. é responsável por causar manchas de folhas
e doenças de pragas em um grande número de culturas horticulturais e agrícolas,
incluindo ervilha. A resposta e resistência de diferentes variedades de ervilhas
a este fungo pode variar. Por isso, este estudo teve como objetivo investigar as
diferenças varieta na resposta siológica de Pisum sativum L. a A. alternata.
Vários parâmetros siológicos e bioquímicos de duas variedades comerciais de
ervilha (Leina e Meature) foram avaliados em estágio vegetativo no experimento
de maconha. Assementes terilizadas foram embebidas em 1×10
5
mL de suspensão
concisal de A. alternata por 15 min e as sementes de controle foram encharcadas em
água esterilizada. Estas sementes esterilizadas foram semeadas em vasos contendo
solo esterilizado. Em ambas as variedades, percentual de germinação, taxa de
germinação, índice de vigor de mudas, comprimento de raiz e tiro, biomassa seca e
fresca, açúcar de folha, clorola a, b, teor total de clorola e carotenoide, potencial
osmótico de folhas, teor de água relativa da folha, diminuiu signicativamente sob
estresse alternata em comparação com o controle. Mas o teor de prolina e proteína
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Noureen et al. ISSN 2477-9407
aumentou signicativamente. Conclui-se a partir dos resultados que A. alternata
causou efeitos adversos na siologia da planta de ervilha. A variedade de ervilha
testada Leina foi encontrada mais sensível sob o estresse fúngico de A. alternata
em comparação com Meature e a extensão do estresse causado por ambas as
variedades de teste pode ser explorada em estudos futuros.
Palavras-chave: estresse biótico, bioquímico, praga, germinação, experimento de
maconha
Introduction
Pea (Pisum sativum L.) belongs to
the Fabaceae family. It is an important
vegetable crop which grows worldwide
in the tropical areas. Pea contributes
about one-third of humankind’s direct
protein intake, while also serving as
an important source of fodder and
forage for animals and of edible and
industrial oils. Economically, legumes
represent the second most important
family of crop plants after Poaceae.
Pea seeds are rich in protein, starch,
sugars, bers, minerals, and vitamins.
Due to its nutritional and economic
importance it is cultivated worldwide.
One the most important attributes of
legumes is their capacity for symbiotic
nitrogen xation, underscoring their
importance as a source of nitrogen
in both natural and agricultural
ecosystems. In Pakistan pea average
yield is about 178231 t.ha
-1
and it is
the lowest among other pea cultivating
countries and cannot fulll the
demand of the country (FAO, 2018).
Various pests, bacteria, fungi,
viruses, and other insects damage crop
plants during different stages of their
development and growth (Tapwal et
al., 2011). Fungal plant pathogens are
responsible for drastic annual losses
in crop production and yield. It has
Introducción
El guisante (Pisum sativum L.)
pertenece a la familia Fabaceae.
Es un cultivo vegetal importante
que crece en las áreas tropicales de
todo el mundo. El guisante aporta
aproximadamente un tercio de
la ingesta proteica directa de la
humanidad, al mismo tiempo que
sirve como una fuente importante
de forraje para animales y de
aceites comestibles e industriales.
Económicamente, las legumbres
representan la segunda familia
más importante del cultivo de
plantas después de las Poaceae. Las
semillas de guisantes son ricas en
proteínas, almidón, azucares, bras,
minerales, y vitaminas. Debido a su
importancia nutricional y económica
es cultivado en todo el mundo. Uno
de los atributos más importantes de
las legumbres es su capacidad para
la jación simbiótica de nitrógeno,
resaltando su importancia como
fuente de nitrógeno tanto en
ecosistemas naturales
como agrícolas.
En Pakistán, el rendimiento promedio
del guisante es de aproximadamente
178231 t.ha
-1
y es el más bajo entre
otros países productores de guisantes
y no puede satisfacer la demanda del
país (FAO, 2018).
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Noureen et al. ISSN 2477-9407
been estimated that the major crops
suffer from more than 70% of diseases
caused by fungi (Agrios, 2005). Many
plant pathogens like Fusarium solani,
Rhizoctonia solani, F. oxysporum
and A. alternata are the major cause
of scrupulous damage to agriculture
crops at pre and post-harvest stages
(Hadizadeh et al., 2009).
Members of genus Alternaria
ar
e drastic fungal plant pathogens
that cause diseases on aerial parts
of plants and affect the process of
photosynthesis which in turn affects
yield and production (Meena et al.,
2012; Lin et al., 2014). Alternaria
is widely distributed in many food
and feed crops as well as in soil,
household dust and decaying organic
material (Aneja and Agnihotri, 2013).
Alternaria alternata is responsible for
causing leaf spots and blight diseases
on a large number of horticultural and
agricultural crops including pea, potato
and tomato (Yang et al., 2013; Rodino et
al., 2014). Regarding the changes in the
physiology of pea plant by Alternaria
blight, the lesions appears after
infection on the leaves and other aerial
parts severely damage
by reduction
in photosynthesis rate. The
reduction in photosynthesis was led
to low respiration rate and ultimately
the plant growth retarded (Fondevilla
et al., 2005). Alternaria
spp. produces
variety of secondary metabolites which
induce cytotoxic and phytotoxic effects
in pea plant (Hadi, 2019).
Therefore the present study was
aimed to evaluate the impact of A.
alternata on the physiology and
biochemistry of two local pea varieties
of Pakistan.
Varias plagas, bacterias, hongos,
virus, y otros insectos, dañan los
cultivos de las plantas durante las
diferentes etapas de su desarrollo y
crecimiento (Tapwal et al., 2011). Los
patógenos fúngicos de las plantas son
responsables por las pérdidas drásticas
anuales en la producción de cultivo y
su rendimiento. Se ha estimado que
más del 70% de las enfermedades
que afectan los principales cultivos
son causadas por hongos (Agrios,
2005). Muchos patógenos de plantas
como Fusarium solani, Rhizoctonia
solani, F. oxysporum y A. alternata
son la principal causa del daño severo
a cultivos agrícolas en las etapas de
pre y post cosecha (Hadizadeh et al.,
2009).
Los miembros del género Alternaria
son patógenos fúngicos drásticos de
plantas que causan enfermedades en
las partes aéreas de las plantas y que
afectan el proceso de fotosíntesis, lo
que a su vez perjudica el rendimiento
y la producción (Meena et al., 2012;
Lin et al., 2014). Alternaria está
ampliamente distribuida en muchos
cultivos, así como en el suelo, el polvo
doméstico y el material orgánico en
descomposición. (Aneja y Agnihotri,
2013). Alternaria alternata es
responsable de causar manchas en
las hojas y enfermedades de tizón en
un gran número de cultivos hortícolas
y agrícolas, incluyendo guisantes,
patatas y tomates (Yang et al., 2013;
Rodino
et al., 2014). Con respecto a los
cambios en la siología de la planta
de guisante por el tizón de Alternaria,
las lesiones aparecen después de la
infección en las hojas, y en las otras
partes áreas se daña severamente
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Noureen et al. ISSN 2477-9407
Materials and methods
The experiment was conducted
in Lahore College for Women
University Lahore, Pakistan,
during the pea crop growing
season. Seeds of two varieties of
Pea plant Leina and Meature were
collected from National Vegetable
Seed Development Program,
NARC Islamabad, Pakistan. The
test fungus Alternaria alternata
(accession # FCBP-1071) was
procured from Fungal Culture
Bank University of the Punjab,
Lahore, Pakistan. The experiment
was laid down as randomized
complete block design and in each
block control and experimental
pots were placed in completely
randomized
way in 6 blocks
and each 4 pots
, two control
and two experimental. The seeds
were surface sterilized with 0.2%
mercuric chloride solution for ve
minutes to stop any microbial
infection and then thoroughly
rinsed with distilled water for
three times. For conducting pot
experiment, sterilized seeds of
both test varieties of pea were
soaked into 1×10
5
mL conidial
suspension of A. alternata for 15
min and control seeds were only in
sterilized water. Plastic pots of 30
cm diameter were lled with 10 kg
of sterilized soil in each pot and ten
seeds per pot were initially sown.
Two sets of pots were maintained
one contains fungus inoculated
seeds and the second set was
with only surface sterilized seeds
(Younas et al., 2016).
la planta por reducción en la tasa
de fotosíntesis. La reducción en la
fotosíntesis condujo a una tasa de
respiración baja y, en última instancia,
se retrasó el crecimiento de la planta
(Fondevilla et al., 2005). Alternaria
spp. produce una variedad de
metabolitos secundarios que inducen
efectos citotóxicos y totóxicos en la
planta de guisantes (Hadi, 2019).
Por lo tanto la presente
investigación estuvo dirigida a
evaluar el impacto de A. alternata
en la siología y bioquímica de dos
variedades locales de guisantes de
Pakistán.
Materiales y métodos
El experimento se llevó a cabo en
Lahore College for Women University
Lahore, Pakistán, durante la temporada
de siembra de cultivo de guisantes.
Semillas de dos variedades de guisante
Leina y Meature fueron recolectadas de
Leina y Meature Islamabad, Pakistán.
El test del hongo Alternaria alternata
(accessión # FCBP-1071) fue adquirido
por Fungal Culture Bank University of
The Punjab, Lahore, Pakistán.
El experimento se planteó como
un diseño de bloques completamente
al azar, siendo 6 bloques cada uno
conteniendo 4 macetas, dos de control
y dos experimentales. Las semillas se
esterilizaron supercialmente con una
solución de cloruro de mercurio al 0,2%
durante cinco minutos para detener
cualquier infección microbiana y luego
se enjuagaron minuciosamente con
agua destilada tres veces. Para realizar
el experimento en macetas, las semillas
esterilizadas de ambas variedades de
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Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 36-(3): 462-479. Julio-Septiembre.
Noureen et al. ISSN 2477-9407
Germination was recorded at daily
basis by counting the number of seed
germinated in every Pot. After fteen
days of germination the plants were
thinned to ve plants per pot. The
germination rate was determined by
the formula (Mostafavi, 2011).
GR = ΣN
Σ(n x g)
The germination percentage was
determined by the formula,
GP = (SNP/SNO) 100%
Twelve days after seed sowing
three seedlings from each of the Pot
were randomly selected for fresh,
dry weight and seed vigor index
determination. Rootlet and shootlet
lengths were measured with ruler
in cm. The seed vigor index was
determined by using the formula given
by Abdul-Baki and Anderson (1973).
Seed Vigor Index= Germination
percentage Seedling length
Plants of both sets were observed
daily, up to 40 days, to record the
development of A. alternata blight
disease by visualizing and counting
the total diseased plants in each pot.
Sampling was done at vegetative
stage after 40 days of sowing and
the surviving plants were uprooted,
washed in tap water to remove soil
particle and kept immersed in tap
water till observation. After weighing
ve plants samples were stored at -20ºC
in refrigerator till further analysis
proceeded. Later these samples were
used to estimate the osmotic potential
of the leaves cell sap with a vapor
pressure Osmometer following the
method of Capell and Dörfing (1993)
by using the following formula:
guisantes de prueba se empaparon en
1 x 10
5
mL de suspensión de conidios
de A. alternata durante 15 min y las
semillas de control solo estaban en
agua esterilizada.
Las macetas plásticas de 30 cm de
diámetro fueron llenadas con 10 kg de
suelo esterilizado en cada maceta y 10
semillas por maceta fueron sembradas
inicialmente. Se mantuvieron dos
juegos de macetas, uno contenía
semillas inoculadas con hongos y el
otro contenía semillas esterilizadas
(Younas et al., 2016).
La germinación se registró
diariamente por el conteo del número
de semillas germinadas en cada
maceta. Después de quince días de
germinación, las plantas se redujeron
a cinco plantas por maceta. La tasa de
germinación se determinó mediante
la fórmula (Mostafavi, 2011).
GR = ΣN
Σ(n x g)
El porcentaje de germinación fue
determinado por la fórmula:
GP = (SNP/SNO) 100%
Veinte días después de la siembra
de las semillas, tres plántulas de
cada maceta fueron seleccionadas
aleatoriamente para la determinación
de peso fresco, seco e índice de vigor de
la semilla. Se midieron las longitudes
de las raíces y de los brotes con una
regla milimetrada. El índice de vigor
de la semilla se determinó mediante
la fórmula proporcionada por Abdul-
Baki y Anderson (1973).
Índice de vigor de la semilla=
Porcentaje de germinación x Longitud
de las plántulas.
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Noureen et al. ISSN 2477-9407
Osmotic potential = -osmolality
(mosmol) x 0,831 x 10
-5
x T (K).
Relative water content (RWC)
of both control and infected pea
leaves (leaves of ve plants for each
treatment) were calculated according
to the method of Weatherley (1950).
RWC = [(fresh mass - dry mass)/
(saturated mass - dry mass)] × 100
Sugar content of leaves of ve
plants of both control and experimental
was determined following the method
of Dubois et al. (1956). Proline content
of leaves samples was estimated
following the method of Bates et al.
(1973). Protein content of leaves was
estimated following the method of
Lowry et al. (1951).
To estimate chlorophyll and
carotenoid contents Hiscox and
Israelstam (1979) method was used.
Chlorophyll a, b and total chlorophyll
were calculated by Arnon’s formula
(1949). Carotenoid content was
estimated according to the method of
Lichtenthaler and Wellburn (1983).
The data of the research study
was evaluated by using ANOVA and
Duncan’s Multiple Range Test (DMRT)
was used to compare the mean values.
Results and discussion
Effects of A. alternata on the
germination parameters and
physiology of pea are revealed as
follows, signicant lower germination
percentage and germination rate in A.
alternata treated seeds was observed
in both varieties Leina and Meature
as compared to control (gure 1A
and B). Infected leaves of ‘Leina’
and ‘Meature’ varieties of pea plant
Plantas de ambos juegos fueron
observadas diariamente hasta 40
días, para registrar el desarrollo de la
enfermedad del tizón de A. alternata
por visualización y conteo del total
de plantas enfermas en cada maceta.
El muestreo fue realizado en etapa
vegetativa después de 40 días de
siembra y las plantas supervivientes se
arrancaron de raíz, se lavaron con agua
del grifo para eliminar las partículas
de suelo y se mantuvieron sumergidas
en agua hasta la observación. Después
de pesar cinco muestras de plantas,
estas fueron almacenadas a -20ºC en
el refrigerador hasta que se prosiguió
el análisis. Posteriormente estas
muestras se utilizaron para estimar el
potencial osmótico de la savia celular
de las hojas con un Osmómetro de
presión de vapor siguiendo el método
de Capell y Dörfing (1993) usando la
siguiente formula:
Potencial osmótico= Osmolalidad
(mosmol) x 0,831 x 10
-5
x T (K).
El contenido de hídrico relativo
(RWC) de ambas hojas de guisantes,
las de control e infectadas (Hojas de
cinco plantas por cada tratamiento)
fueron calculadas de acuerdo al
método de Weatherley (1950).
RWC= [(masa fresca- masa seca)/
(masa saturada – masa seca)] × 100
El contenido de azucares de las
hojas de cinco plantas tanto de control
como experimentales se determinó
siguiendo el método de Dubois et al.
(1956). El contenido de prolina de
las muestras de hojas se determinó
siguiendo el método de Bates et al.
(1973). El contenido de proteínas de
las hojas se determinó siguiendo el
método de Lowry et al. (1951).
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Rev. Fac. Agron. (LUZ). 2021, 363): 462-479. Julio-Septiembre.
Noureen et al. ISSN 2477-9407
also showed signicant reduction
in seedling vigor index (gure 2).
Because fungus produces fungal
metabolites which ultimately degrade
the quality of the seeds and decrease
their viability either by damaging cell
membrane, by synthesizing cell wall
degrading enzymes or by diminishing
seedling amylase function (Shirurkar
and Wahegaonkar, 2012; Khan et al.,
2017). A. alternata produces AAL-
toxin which is a low molecular weight
toxin and thought to be involved in the
pathogenicity of Alternaria species
in their selective host (Tsuge et al.,
2013; Taj et al., 2015). Furthermore,
biotic stresses signicantly inhibit
the growth of seeds and decreased
germination rate, germination
percentage and seedling vigour index
(Perelló et al., 2013). Alternaria
blight also affects the other members
of Fabaceae family as Sharma et al.
(2013) reported that pigeon pea plants
were severely damage by infection
caused by Alternaria alternata.
Root and shoot lengths in fungus
inoculated seeds of Leina and
Meature was signicantly reduced
as compared to control (gure 3).
Similar results were reported by
Pangrikar et al. (2009) that the
culture ltrates of three species of
Aspergillus caused reduction in root
and shoot length of cereals and pulses
seed samples. Gachande and Jadhav
(2011) also stated that root-shoot
length of seedlings of pigeon pea
varieties signicantly suppressed by
the metabolites of rhizospheric fungi
of pigeon pea.
Biotic stress of A. alternata
signicantly reduced the fresh
Para estimar el contenido de
clorola y de carotenoides fue utilizado
el método de Hiscox y Israelstam
(1979). La clorola a, b y el total
de clorola se calculó utilizando la
fórmula de Arnon’s (1949). El contenido
de carotenoides se determinó de
acuerdo al método de Lichtenthaler y
Wellburn (1983). Los datos del estudio
se procesaron mediante ANOVA y la
Prueba de rango múltiple de Duncan
(DMRT) se utilizó para comparar los
valores medios.
Resultados y discusión
Los efectos de A. alternata sobre
los parámetros de germinación y la
siología del guisante son presentados
a continuación.
Un porcentaje de germinación
y una tasa de germinación
signicativamente más bajos en las
semillas tratadas con A. alternata fue
observado en ambas variedades Leina
y Meature en comparación al control
(gura 1A y B). Las hojas infectadas de
las variedades de guisantes ‘Leina’ y
‘Meature’ mostraron una signicativa
reducción en el índice de vigor de la
plántula (gura 2). Se ha determinado
que el hongo produce metabolitos,
los cuales nalmente degradan la
calidad de las semillas y disminuyen
su viabilidad ya sea dañando la
membrana celular, sintetizando
enzimas que degradan la pared
celular o disminuyendo la función
amilasa de las plántulas (Shirurkar
y Wahegaonkar, 2012; Khan et al.,
2017). A. alternata produce oxitocina
AAL, la cual es una toxina de bajo
peso molecular y se cree que está
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a
a
c
b
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Leina
Meature
Germination rate
Treatment
A
Control
Inoculated
a
a
c
b
0
20
40
60
80
100
120
Leina
Meature
Germination %
Treatment
B
control
Inoculated
Figure 1A & B. Effect of Alternaria alternata on germination percentage and rate of
germination of Liena and Meature varieties of pea. Values with different
letters show signicant difference (p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figura 1A y B. Efecto de Alternaria alternata sobre el porcentaje de germinación y
tasa de germinación de las variedades de guisantes Leina y Meature.
Los valores con diferentes letras muestran una diferencia signicativa (p≤0, 05)
según lo determinado por el test DMRT.
a
b
bc
c
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0,04
0,045
0,05
Leina
Mea ture
Seedling Vigor Index
Treatment
Control
Inoculated
Figure 2. Effect of Alternaria alternata on seedling vigor index of Liena and Meature
varieties of pea. Values with different letters show signicant difference (p≤0.05) as
determined by DMRT test.
Figura 2. Efecto de Alternaria alternata en el índice de vigor de plántulas de las
variedades de guisantes Leina y Meature. Valores con diferentes letras muestran
una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test DMRT
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Noureen et al. ISSN 2477-9407
Figure 3. Effect of Alternaria alternata on root length and shoot length (cm) of Liena
and Meature varieties of pea. Values with different letters show signicant
difference (p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figura 3. Efecto de Alternaria alternata sobre la longitud (cm) de la raíz y de los
brotes de las variedades de guisantes Leina y Meature. Valores con diferentes
letras muestran una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el
test DMRT.
and dry weight of seedling of both
varieties ‘Leina’ and ‘Meature’ in
comparison to control (gure 4). So,
it could be considered that pathogenic
fungi produce various toxin which
disturb the plant normal physiology
by enhancing nutrients leakage from
the damaged tissues (Noelting et al.,
2016) which nally result in poor
growth and overall reduction in plant
biomass (Houssien et al., 2010; Maia
et al., 2012).
Signicantly lower relative
water content of leaves in both
fungal treated plant varieties
was observed compared to control
(gure 5). Biotic stresses affect the
water content of leaves, because it
works during photosynthesis and
help in transport of assimilates
to other parts of plant body. The
decline in leaf relative water
content could be due to either
involucrada en la patogenicidad de las
especies de Alternaria en su huésped
selectivo (Tsuge et al., 2013; Taj et al.,
2015). Además, el estrés biótico inhibe
signicativamente el crecimiento
de las semillas y disminuye la tasa
de germinación, el porcentaje de
germinación y el índice de vigor de
plántulas (Perelló et al., 2013). El tizón
de Alternaria también afecta a los
otros miembros de la familia Fabaceae
como Sharma et al. (2013) informó que
las plantas de Cajanus cajan fueron
severamente dañadas por la infección
causada por Alternaria alternata.
La longitud de raíz y brote
en semillas de Leina y Meature
inoculadas con hongos se redujeron
signicativamente en comparación
al control (gura 3). Resultados
similares se reportaron por Pangrikar
et al. (2009) donde los ltrados de
cultivo de tres especies de Aspergillus
a
b
c
c
0
1
2
3
4
5
Leina
Mea ture
Root length (cm)
Treatment
Control
Inoculated
a
c
b
b
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Lein a
Mea ture
Shoot length (cm)
Treatment
Control
Inoculated
472
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raised respiration rates or due to
membrane injury and development
of necrotic areas by the pathogenic
fungi (Orcutt and Nilsen, 2000).
Osmotic potential in both tested
varieties inoculated with fungus
b
a
c
b
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
Leina
Mea ture
Seedling fresh weight(g)
Treatment
Control
Inoculated
a
b
c
c
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Leina
Mea ture
Seedling dry weight (g)
Treatment
Control
Inoculated
Figure 4. Effect of Alternaria alternata on seedling fresh and dry weight of Liena and
Meature varieties of pea. Values with different letters show signicant difference
(p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figura 4. Efecto de Alternaria alternata sobre el peso fresco y seco de las plántulas
de las variedades de guisantes Leina y Meature. Valores con diferentes letras
muestran una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test
DMRT.
a
a
c
b
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Leina
Mea ture
Relative water content (%)
Treatment
Control
Inoculated
Figure 5. Effect of Alternaria alternata on leaf relative water content (%) of Liena and
Meature varieties of pea. Values with different letters show signicant difference
(p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figura 5. Efecto de Alternaria alternata sobre el contenido relativo de agua de la hoja
(%) de las variedades de guisantes Leina y Meature. Valores con diferentes
letras muestran una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el
test DMRT.
causaron una reducción en la longitud
de las raíces y brotes de muestras de
semillas de cereales y legumbres.
Gachande y Jadhav (2011) también
armaron que la longitud de los
brotes y de la raíz de las plántulas de
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were signicantly low as compared
to control plants (gure 6). The
lower osmotic potential in infected
leaves might be due to proline
and other osmolytes accumulation
in the leaves under stress which
ultimately decreased osmotic
potential.
Minimum chlorophyll a, b, total
chlorophyll and carotenoid content
a
a
b
b
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
Leina
Mea ture
Osmotic potential (MPa)
Treatment
Control
Inoculated
Figure 6. Effect of Alternaria alternata on leaf osmotic potential (-MPa) of Liena and
Meature varieties of pea. Values with different letters show signicant difference
(p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figure 6. Efecto de Alternaria alternata sobre el potencial osmótico de la hoja (-MPa)
de las variedades de guisantes Leina y Meature. Valores con diferentes letras
muestran una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test DMRT
were observed in both the tested
pea varieties ‘Meature’ and ‘Leina’
over control (gure 7). Shirurkar
and Wahegaonkar (2012) suggested
that different toxin produced by
fungi in plants disrupts synthesis
of chlorophyll by inhibiting grana
formation which leads to discoloration
in the diseased plants. Biotic stress
also caused destruction of carotenoids
and chlorophyll contents (Scharte et
al., 2005).
las variedades de Cajanus cajan se
suprimió signicativamente por los
metabolitos de los hongos rizosféricos
del guandú.
El estrés biótico de A. alternata
redujo signicativamente el peso
fresco y seco de las plántulas
de ambas variedades “Leina” y
“Meature” en comparación con el
control (gura 4). Por lo tanto, se
podría considerar que los hongos
patógenos producen varias toxinas
que alteran la siología normal
de la planta al propiciar la fuga de
nutrientes de los tejidos dañados
(Noelting et al., 2016) que nalmente
resultan en un crecimiento deciente
y una reducción general de la biomasa
vegetal (Houssien et al., 2010; Maia
et al., 2012).
Se observó un contenido relativo
de agua signicativamente menor
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Signicantly high proline content
was observed in fungus treated
plant varieties Leina and Meature
in comparison to control treatment
(gure 8). In the leaves of fungus
inoculated variety ‘Leina’ maximum
proline content (mg.g
-1
) was found as
compare to variety ‘Meature’. Proline
is stress signaling compound and free
proline contents increased in stressed
plants in comparison with the healthy
plants because proline involves in
reactive oxygen species scavenging,
in cytosolic acidity regulation and
in osmotic adjustment (Arie et al.,
2007). Proline accumulation in higher
en las hojas de ambas variedades
de plantas tratadas con hongos en
comparación con el control (gura 5).
El estrés biótico afecta el contenido
de agua de las hojas, porque actúa
durante la fotosíntesis y ayuda al
transporte de asimilados a otras
partes de la planta. La disminución
en el contenido relativo de agua de las
hojas podría deberse al aumento de
las tasas de respiración o al daño de
la membrana y al desarrollo de áreas
necróticas por los hongos patógenos
(Orcutt y Nilsen, 2000).
El potencial osmótico en ambas
variedades probadas inoculadas con
b
d
a
c
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Leina
Meature
chloropyhll a content (µg/g)
Control
Inoculated
b
a
c
d
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Leina
Meature
Chlorophyll b content (µg/g)
Treatment
Control
Inoculated
b
a
c
d
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Leina
Mea ture
Total chlorophyll content (µg/g )
Treatment
Control
Inoculated
b
a
c
bc
0
1
2
3
4
5
6
Leina
Meature
Carotenoid contents(µg/g)
Treatment
Control
Inoculated
Figure 7. Effect of Alternaria alternata on leaf chlorophyll a,b, total chlorophyll and
carotenoid content (µg.g
-1
) of Liena and Meature varieties of pea. Values with
different letters show signicant difference (p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figura 7. Efecto de Alternaria alternata sobre la clorola a y b, contenido total
clorola y contenido de carotenoides en las hojas (µg.g
-1
) de las variedades de
guisante Leina y Meature. Valores con diferentes letras muestran una diferencia
signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test DMRT.
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vascular plants is a signicant stress
response against biotic stress agents
such as pathogens (Claussen, 2005).
c
d
a
b
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
Leina
Mea ture
Proline content (mg/g)
Treatments
Control
Inoculated
Figure 8. Effect of Alternaria alternata on leaf proline content (mg.g
-1
)) of Liena and
Meature varieties of pea. Values with different letters show signicant difference
(p≤0.05) as determined by DMRT test.
Figura 8. Efecto de Alternaria alternata sobre el contenido de prolina en las hojas
(mg.g
-1
) de las variedades de guisantes Leina y Meature.
Valores con diferentes
letras muestran una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test
DMRT-
Signicant increase in protein
content was observed in variety Leina
fungus treated plants over control
plants (gure 9). In variety ‘Meature’
protein content also enhanced in
fungus treated plants as compare to
control. Several studies reported that
plants produced a class of proteins,
known as pathogenesis-related (PR)
proteins against microbial invaders
(Wang et al., 2010). PR proteins are
known to be expressed in response
to various external stimuli, including
a variety of abiotic and biotic stress
factors (El-Khallal, 2007).
The infected plants of both
varieties ‘Leina’ and ‘Meature’
showed signicantly lower leaf sugar
content in comparison to control
(gure 10). In varietal comparison
hongos fue signicativamente bajo
en comparación a las plantas control
(gura 6). El potencial osmótico
más bajo en hojas infectadas podría
deberse a la acumulación de prolina
y otros osmolitos en las hojas bajo
estrés, que nalmente ocasionaron
su disminución.
El contenido mínimo de clorola a
y b, total de clorola y carotenoides
fue observado en ambas variedades
evaluadas de guisantes ‘Meature’ y
‘Leina’ en comparación con el control
(gura 7). Shirurkar y Wahegaonkar
(2012) sugirieron que toxinas
diferentes producidas por hongos en
las plantas interrumpen la síntesis
de clorola inhibiendo la formación
de grana dentro de los cloroplastos,
ocasionando la descoloración en
plantas enfermas. El estrés biótico
también causa la destrucción de
los contenidos de carotenoides y de
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signicantly lowest sugar content
was found in leaves of fungus treated
plant in variety ‘Leina’. This decrease
in sugar content under A. alternata
might be due to the destructive
effect of the causal organism and
its mycotoxins on the sugar content
(Alqarawi et al., 2013).
d
c
b
a
0
50
100
150
200
250
Lein a
Mea ture
Protein content (µg/g)
Treatment
Control
Inoculated
Figure 9. Effect of Alternaria alternata on leaf protein (µg.g
-1
) of Liena and Meature
varieties of pea. Values with different letters show signicant difference (p≤0.05)
as determined by DMRT test.
Figura 9. Efecto de Alternaria alternata sobre la proteína de las hojas (µg.g
-1
) de las
variedades de guisantes Leina y Meature. Valores con diferentes letras muestran
una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test DMRT.
b
a
d
c
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
Leina
Mea ture
Sugar content (µg/g)
Treatment
Control
Inoculated
Figure 10. Effect of Alternaria alternata on leaf sugar (µg.g
-1
) of Liena and Meature
varieties of pea. Values with different letters show signicant difference (P≤0.05)
as determined by DMRT test.
Figura 10. Efecto de Alternaria alternata sobre el azúcar de la hoja (µg.g
-1
) de las
variedades de guisantes Liena y Meature. Valores con diferentes letras
muestran una diferencia signicativa (p≤0,05) según lo determinado por el test
DMRT.
clorola (Scharte et al., 2005).
Un alto contenido signicativo de
prolina fue observado en las variedades
Leina y Meature tratadas con hongos,
en comparación al tratamiento de
control (gura 8). En las hojas de la
variedad ‘Leina’ inoculadas con el
hongo se encontró el máximo contenido
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Conclusion
The current study can be
concluded that Alternaria alternata is
responsible for decline in germination,
physiological and biochemical
parameters in both Leina and Meature
varieties.
de prolina (mg·g
-1
) en comparación con
la variedad “Meature”. La prolina es
un compuesto indicativo de estrés y el
contenido de prolina libre aumentó en
plantas estresadas, en comparación
con las plantas sanas ya que la
prolina participa en la eliminación
de especies reactivas de oxígeno, en
la regulación de la acidez citosólica
y en el ajuste osmótico (Arie et al.,
2007). La acumulación de prolina
en plantas vasculares superiores es
una respuesta signicativa de estrés
contra agentes de estrés biótico como
los patógenos (Claussen, 2005).
Un aumento signicativo en el
contenido de proteína fue observado
en la variedad de guisante Leina
tratada con el hongo, en comparación
a las plantas de control (gura 9). En
la variedad ‘Meature’ el contenido de
proteína también aumentó en plantas
tratadas con el hongo en comparación
a las de control. Varios estudios
reportaron que las plantas producen
una clase de proteínas, conocidas
como proteínas relacionadas con
la patogenia (PR) contra invasores
microbianos (Wang et al., 2010). Las
proteínas PR son conocidas por estar
expresadas en la respuesta a varios
End of English version
estímulos externos, que incluyen una
variedad de factores de estrés abiótico
y biótico (El-Khallal, 2007).
Las variedades de ‘Leina’ y ‘Meature’
infectadas mostraron contenido de
azúcar de la hoja signicativamente
menor en comparación con el control
(gura 10). En la comparación
varietal, se encontró un contenido de
azúcar signicativamente más bajo en
las hojas de la variedad Leina tratada
con hongos. Esta disminución en el
contenido de azúcar bajo A. alternata
podría deberse al efecto destructivo del
organismo causal y sus micotoxinas
sobre el contenido de azúcar (Alqarawi
et al., 2013).
Conclusión
Se puede concluir en el presente
estudio que Alternaria alternata
es responsable de disminuir la
germinación, y los parámetros
siológicos y bioquímicos en ambas
variedades de guisantes Leina y
Meature.
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