Orobanche resistance in sunflower

SUMMARY This report presents the current knowledge of Orobanche resistance in sunflower from the breeder’s standpoint and from the biochemists’ standpoint. The parasitic relations in Helianthus annuus / Orobanche cumana associations differ in many respect from relations of other Orobanche spp. and their hosts. A major difficulty for the breeder is the fast development of new pathotypes of Orobanche cumana , which overcome the resistance of newly developed sunflower lines. The basis of increasing aggressiveness of Orobanche cumana pathotypes is discussed. Nevertheless, there is still large potential for resistance breeding in the genus Helianthus , since very different resistance factors are already known or shall be elucidated. A survey is presented of known resistance factors, such as low stimulants, mechanical barriers and how they develop, phytoalexins, Orobanche seed germination inhibitors, inhibition of exoenzymes of the Orobanche radicles, in particular of polygalacturonase, which enables the penetration of Orobanche tissue into the host root along the middle lamellae. In this context an interesting new approach may be found in the polygalacturonase-inhibiting proteins occurring in cell walls, which inhibit the invasion of pathogenic fungi. The need for molecular biological studies will be stressed. Interdisciplinary collaboration of breeders with biochemists and molecular biologists may lead to more advanced breeding strategies. RESUMEN Este informe presenta el conocimiento actual acerca de la resistencia a Orobanche en girasol desde el punto de vista de los mejoradores y los bioquímicos. Las relaciones de parasitismo en las asociaciones Helianthus annuus/ Orobanche cumana difieren de muchas maneras de otras relaciones entre Orobanche spp. con sus hospedantes. Una dificultad severa para el mejorador es el rápido desarrollo de nuevos patotipos de Orobanche cumana que vencen la resistencia de las líneas de girasol desarrolladas recientemente. Se discuten las bases del incremento de la agresividad de los patotipos de Orobanche cumana . Sin embargo, hay todavía un gran potencial para la obtención de resistencia a través del mejoramiento en el género Helianthus , ya que muchos factores de resistencia son conocidos o deben ser dilucidados todavía. Se presenta una revisión sobre factores de resistencia conocidos, como baja estimulación, barreras mecánicas y cómo éstas se desarrollan, fitoalexinas, inhibidores de la germinación de la semilla de Orobanche , inhibidores de las exoenzimas de las radículas de Orobanche , en particular poligalacturonasa, la que permite la penetración de los tejidos de Orobanche en la raíz del hospedante. En este contexto se puede encontrar una nueva aproximación interesante en las proteínas inhibidoras de la poligalacturonasa que se observan en las paredes celulares y que inhiben la invasión de hongos patogénicos. Se discute la necesidad de estudios de biología molecular. La colaboración interdisciplinaria de mejoradores con bioquímicos y biólogos moleculares puede generar estrategias de mejoramiento más avanzadas. RÉSUMÉ Ce document se propose de faire le point des connaissances actuelles sur la résistance du tournesol à Orobanche chez le tournesol du point de vue du sélectionneur et du point de vue biochimique. La relation parasitique Helianthus annuus / Orobanche cumana diffère par beaucoup d’aspects de celles des autres espèces Orobanche spp. avec leurs hôtes. La difficulté majeur pour le sélectionneur est le développement rapide de nouveaux pathotypes de Orobanche cumana , qui contourne la résistance des lignées de tournesol nouvellement développées. La base d’une augmentation de l’agressivité des pathotypes de Orobanche cumana est discutée. Néanmoins, il y a un potentiel encore important d’amélioration de la résistance au sein du genre Helianthus , du fait que les facteurs de résistance très différents sont déjà connus ou seront élucidés Une revue est présentée sur les facteurs connus de résistance, tels que la faible stimulation, les barrières mécaniques et la façon dont elles se mettent en place, les phytoalexines, les inhibiteurs de la germination des graines d’Orobanche, l’inhibition des exoenzymes des radicules d’ Orobanche et en particulier de la polygalacturonase, qui rend possible la pénétration des tissus d’ Orobanche à l’intérieur de la racine de l’ hôte. Dans ce contexte une nouvelle approche intéressante peut être trouvée dans les protéines inhibitrices de la polygalacturonase qui se trouvent dans les parois cellulaires, et qui inhibent l’invasion du pathogène. Le besoin d’ études de biologie moléculaire est souligné. Une collaboration interdisciplinaire des sélectionneurs avec les biochimistes et les biologistes moléculaires peut conduire à des stratégies de sélection plus avancées.