Cucurbit downy mildew, caused by Pseudoperonospora cubensis, is responsible for high economic losses worldwide in cucumber production. Synthetic pesticides or copper-based products are still important tools to manage the disease. However, the pathogen has developed resistance against common fungicides rather quickly, and there is a need for alternative plant-protecting agents. Glycyrrhiza glabra leaf extract is known for its antifungal activity and was highly effective in former bioassays and semi-commercial trials against downy mildew of cucumber. To elucidate the active ingredients and the mode of action, licorice leaf extract was here fractionated into five fractions (F1 to F5) with a newly developed and optimized separation process via flash chromatography. The crude extract (P1) and fraction F1 inhibited the zoospore release from sporangia, the zoospore germination, and germ tube development of P. cubensis almost completely on two cucumber cultivars, one tolerant and one susceptible to the pathogen. Infestation rates were reduced between 73 and 96%. F1 contained three previously reported antifungal polyphenols: glabranin, pinocembrin, and licoflavanon. Here, we report an additional new compound, naringenin. Furthermore, F5 is found here to show some protective effects against P. cubensis, based on either direct fungicidal or indirect effects via the host plant. The presented results show that licorice leaf extract can serve as an alternative plant protection agent, able to manage P. cubensis infestation on cucumber cultivars with differing levels of susceptibility by interfering with important early stages in the pathogen development.

The antifungal activity of an aqueous extract (AE) and the solid fraction of a chloroform-methanol fruit pericarp extract (CME) of Sapindus mukorossi resolved in water was tested for the first time against Venturia inaequalis and Botrytis cinerea-two important fungal pathogens worldwide. In the greenhouse, a CME (1% vol/vol) spray significantly reduced V. inaequalis symptoms and sporulation (99%) on apple seedling leaves (P ≤ 0.05). In field trials, applications of AE (1% vol/vol) reduced the disease severity of B. cinerea on grape, on average, by 63%. Extracts were fractionated by high-performance liquid chromatography and the bioefficacy of the fractions was tested in vitro. Some components of the most fungicidal fraction were identified by liquid chromatography-high resolution mass spectrometry as saponins: sapindoside B (accounting for ≥98% of the total constituents), hederagenin-pentosylhexoside, and oleanolic acid-hexosyl-deoxyhexosyl-hexoside. This fraction inhibited the mycelial growth of V. inaequalis and B. cinerea by 45 and 43%, respectively.

Ascospores of Venturia inaequalis, released from pseudothecia in over wintered, infected apple leaves, serve as the primary inoculum for apple scab. In this study, we tested a new sanitation strategy to reduce ascospore inoculum under orchard conditions over three overwintering periods. After leaf fall, nutrient media containing different concentrations of degraded casein or a yeast extract from Saccharomyces cerivisiae were applied to leaf litter infected with apple scab. The application of 30 and 60% yeast extract showed the greatest efficacy, and significantly reduced ascospore discharge by 99% (P < 0.01) in 2013 and 2014. The efficacy of the treatments did not differ from treatment with 5% urea (P > 0.05). Leaf litter decay was accelerated in the plots treated with yeast extract compared with untreated control plots. Moreover, apple leaves treated with yeast extract had completely decayed due to earthworm activity before ascospore maturity. In comparison, up to 26% of the leaves in untreated control plots had not decayed. These results suggest that the treatment of leaf litter with yeast extract can almost completely eliminate apple scab inoculum in the course of the whole primary season. These sanitation practices may be beneficial for both organic and conventional cultivation. The reduced infection pressure may allow growers the usage of fungicides with lower efficacy or to reduce the number of applications needed to manage apple scab in spring.

Das Ziel der Untersuchungen war, durch die Applikation von Nahrmedien, potenziellen Antagonisten und/oder fungiziden Pflanzenextrakten (Saponine) nach dem Blattfall einen phytosanitaren Effekt mit einer Entwicklungsstorung auf die Fruchtkorper von V. inaequalis zu erreichen. Die Auswirkungen der Behandlungen wurden durch das verbleibende Ascosporenpotenzial uber die Primarsaison bewertet. Die Ursachen und Wirkungen der Praparate wurden mikrobiologisch und biochemisch analysiert. Eine Chloroform-Methanol-Extraktion wurde als alternative Methode zur Isolierung von Saponinen entwickelt. Die Pflanzenextrakte wurden mittels SPE-Kartuschen und erstmals durch Verwendung der Hydrophoben Interaktionschromatographie aufgereinigt. Es konnten nahezu alle unwirksamen Begleitsubstanzen abgetrennt werden. Die fungiziden Wirkstoffe wurden mit einem neu entwickelten Blutagar-Test, der die hamolytische Eigenschaft der Saponine nutzt, nachgewiesen und durch HPLC-Analysen charakterisiert. In vitro konnte fur alle Saponinextrakte eine hemmende Wirkung auf die Keimung der Konidien und das Mycelwachstum des Erregers nachgewiesen werden. Die praventive Behandlung von Samlingen in Gewachshausversuchen mit 1% Saponinextrakten von Waschnuss und Kastanie fuhrte zu einer nahezu vollstandigen Befallsreduktion. Eine „STOPPSpritzung“ 6 h nach der erfolgten Inokulation bewirkte eine Verminderung der Schorfsymptome um mehr als 70% und eine Reduktion der Sporulation um 98-100%. Das Ascosporenpotenzial konnte durch Falllaubbehandlungen im Herbst/Winter um bis zu 90% reduziert werden. In vitro identifizierte Antagonisten, die in das Falllaub eingebracht wurden, konnten die Ascosporenmenge nicht vergleichbar reduzieren. In vier Versuchsjahren konnte standortunabhangig durch die Applikation von Nahrmedien ein Wirkungsgrad von ≥ 97% zur Verminderung der Ascosporen-Freisetzung erreicht werden. Als besonders effektiv erwies sich ein konzentriertes LEIBER Hefeextrakt, welches die Ascosporenmenge nahezu vollstandig reduzierte. Die mikrobiologischen Analysen des Falllaubes ergaben eine 10 bis 1.000-fache Erhohung der Organismenzahl, einschlieslich potenzieller Antagonisten. Die mikrobiologische Aktivitat (biologischer Sauerstoffbedarf) war bis zu dreimal hoher als in unbehandelten Blattdepots und hatte einen verstarkten und schnelleren Blattabbau zur Folge. Die bakteriellen und pilzlichen Falllaubbesiedler wurden von den Blattern isoliert und mit MALDI-TOF oder uber die Sequenzierung ihrer ITS rDNA identifiziert. Pseudomonaden stellten mit 37-45% der Bakterienisolate die dominante Organismengruppe im Falllaub dar. In vitro wurde eine Hemmung des Mycelwachstums von V. inaequalis um 48-69% festgestellt. Cladosporium cladosporioides, Aureobasidium pullulans und Epicoccum nigrum waren mit einem Anteil von jeweils mehr als 10% die wichtigsten Vertreter der Pilze und hemmten das Wachstum in vitro um bis zu 57%. In der Mehrzahl der Proben war die Zusammensetzung der Mikroorganismen im Vergleich zu Kontrollblattern im Wesentlichen quantitativ verandert. Eine Verschiebung innerhalb der dominanten Spezies konnte nicht festgestellt werden. Als wirksame Stoffe konnten Peptide ≤ 3 kDa und Aminosauren identifiziert werden. Die Behandlung des Falllaubs mit Nahrmedien konnte als eine neue phytosanitare Strategie in die obstbauliche Praxis integriert werden und zu einem Kupferersatz beitragen.

Saponins from soap nut, Sapindus mukorossi , show high antifungal activity against the plant pathogen Venturia inaequalis . In seedling assays, a treatment with S. mukorossi extract (1%) reduced apple scab symptoms. Pathogen sporulation on infected leaves was reduced (99%) as compared to control. New extraction and purification methods to analyze and characterize the antifungal saponins from S. mukorossi were developed. Fine-grinded pericarps of Sapindus mukorossi were extracted with a chloroform-methanol-water mixture. In a next step chloroform and water was added to achieve phase separation. The supernatant was removed and lyophilized. Further purification was achieved by hydrophobic interaction preparative column chromatography. For the first time Phenyl Sepharose High Perfomance was used for saponin separation. Detection of membranolytic/hemolytic fractions was performed with an agar diffusion assay amended with sheep erythrocytes. Fractions were further purified and analyzed with TLC. Separated bands were visualized, scraped off and extracted with 80%. ethanol. These compounds were further characterized by HPLC analyses. Peaks were fractionated and subjected to bioassays. One fraction showed significant fungizidal effect on conidia germination and growth of Venturia inaequalis .