EDP Sciences Journals List
Issue Agronomie
Volume 20, Number 7, November 2000
Cereal rusts and powdery mildews in Europe: epidemiology, pathogen virulence and host resistance (COST 817)
Page(s) 813 - 837
DOI http://dx.doi.org/10.1051/agro:2000177

DOI: 10.1051/agro:2000177

Agronomie 20 (2000) 813-837

Cereal variety and species mixtures in practice, with emphasis on disease resistance

Maria R. Finckha - Edward S. Gacekb - Henriette Goyeauc - Christian Lannouc - Ueli Merzd - Christopher C. Mundte - Lisa Munkf - Jadwiga Nadziakg - Adrian C. Newtonh - Claude de Vallavieille-Popec - Martin S. Wolfei

aDept. of Ecol. Plant Protection, University of Kassel, Nordbahnhofstr. 1a, 37213 Witzenhausen, Germany
bNational Office for Cultivar Testing, 63022 Slupia Wielka, Poland
cLaboratoire de Pathologie Végétale, BP 01, 78850 Thiverval-Grignon, France
dInstitute of Plant Sciences, Swiss Federal Institute of Technology, Universitästsstr. 2, 8092 Zürich, Switzerland
eDept. Botany and Plant Pathology, Cordley 2082, Oregon State University, Corvallis, OR 97331-2902, USA
fDept. of Plant Biology, The Royal Veterinary and Agricultural University, Thorvaldsensvej 40, 1871 Frederiksberg C, Denmark
gExptl. Plant Breeding Station IHAR, 46233 Bakow, Poland
hScottish Crop Research Institute, Invergowrie, Dundee DD2 5DA, Scotland, UK
iWakelyns Agroforestry, Fressingfield, Eye, IP21 5SD, UK

(Received 3 March 2000; revised 22 May 2000; accepted 3 August 2000)

Abstract:

Variety mixtures can provide functional diversity that limits pathogen and pest expansion, and that makes use of knowledge about interactions between hosts and their pests and pathogens to direct pathogen evolution. Indeed, one of the most powerful ways both to reduce the risk of resistance break-down and to still make use of defeated resistance genes is to use cereal variety and species mixtures. The most important mechanisms reducing disease in variety and species mixtures are barrier and frequency effects, and induced resistance. Differential adaptation, i.e. adaptation within races to specific host genotypic backgrounds, may prevent the rapid evolution of complex pathotypes in mixtures. Mixtures generally stabilise yields and yield losses due to disease; abiotic stresses are also better buffered than in pure stands. When mixture components are carefully put together, product quality can be enhanced or at least equal that of the pure stands. Mixture use in practice worldwide is reviewed.


Keywords: functional diversity / induced resistance / differential adaptation / yield stability / evolutionary plant breeding

Résumé:

Les mélanges de variétés et les mélanges interspécifiques de céréales dans la pratique. Les variétés en mélanges, de par leur diversité génétique, limitent le développement des épidémies et des ravageurs. Cette diversité peut être organisée selon notre connaissance des interactions hôte - agent pathogène pour influer sur l'évolution des populations parasites. La culture de variétés en mélange ou de mélanges interspécifiques est une des méthodes les plus efficaces à la fois pour limiter le risque de contournement des résistances, et pour utiliser avec bénéfice des résistances déjà contournées. Les principaux facteurs de réduction de la sévérité des épidémies dans les mélanges sont les effets de barrière, la proportion de plantes sensibles et la résistance induite. L'adaptation d'isolats de même race au fond génétique d'un hôte, ou adaptation différentielle, pourrait ralentir la sélection de races complexes dans les mélanges. D'une façon générale, les mélanges stabilisent les rendements. Le risque de pertes de rendement dues aux stress biotiques et abiotiques est plus limité dans un mélange que dans une culture pure. Un choix judicieux des composants du mélange peut permettre d'obtenir une qualité du produit de récolte équivalente ou supérieure à celle d'une culture pure. L'utilisation des mélanges au niveau mondial est discuté.


Mots clé : diversité fonctionnelle / résistance induite / adaptation différentielle / stabilité du rendement / amélioration génétique

Correspondence and reprints: Maria R. Finckh
e-mail: mfinckh@wiz.uni-kassel.de

Communicated by Hanne Østergård (Roskilde, Denmark)

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