1 College of Resources and Environmental Sciences / Gansu Provincial Key Lab of Aridland Crop Science, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China 2 Department of Chemistry, College of Sciences, Gansu Agriculture University, Lanzhou 730070, China 3 Department ofAgronomy, Universityfor DevelopmentStudies,P.O. Box 1882, Tamale, Ghana

Published online: 4 March 2016       # The Potato Association of America 2016

Abstract Studies were conducted to isolate and characterize the phytotoxins extracted from culture filtrates of Rhizoctonia solani isolate anastomosis group 3 (AG-3) using preparative thinlayerchromatography(TLC)method.Theculturefiltrates of R. solani contain a toxic substance that causes canker on potato stems. Eight toxin fractions were collected by column layerchromatographybutonlyfourspotswereobtainedinthe TLC analysis. All the four toxin fractions (third, fourth, sixth and seventh fractions) were recognised to have phytotoxic activity.Fourier-transforminfraredspectroscopy(FTIR),high performance liquid chromatography (HPLC) and 1H and13C NMR spectral techniques were used to characterize the phytotoxin. The major functional groups identified from FTIR spectrum includes 2962.1 cm−1 (−CH3), 1465.6 cm−1 (−CH2−), 1727.9 cm−1 (C = O), 1729.8 cm−1 (−COOH) and 1124.3 cm−1 (−OH). Result from HPLC, 1H NMR and 13C NMR showed phytotoxic fractions of 3-methylthiopropionic acid (3-MTPA) and 3-methylthioacrylic acid (3-MTAA). The results of this investigation add to the body of evidence that multiple related compounds are involved in R. solani disease development.

Resumen Se desarrollaron estudios para aislar y caracterizar las fitotoxinas extraídas de filtrados de cultivo de un aislamiento de Rhizoctonia solani grupo de anastomosis 3 (AG-3), usando el método de cromatografía de capa fina (TLC). Los filtrados del cultivo de R. solani contienen una substancia tóxica que causa cáncer en los tallos de papa. Se colectaron ocho fracciones de la toxina por cromatografía de columna, pero solo se obtuvieron cuatro manchas en el análisisdeTLC.A las cuatro fracciones (tercera, cuarta, sexta y séptima) se les reconoció que tenían actividad fitotóxica. Se usaron técnicas de espectrometría de espectroscopía de infrarrojos transformada de Fournier (FTIR), cromatografía de líquidos de alta resolución (HPLC), y 1H y 13C NMR, para caracterizar la fitotoxina. Los principales grupos funcionales identificados del espectro del FTIR incluyen 2962.1 cm−1 (−CH3), 1465.6 cm−1 (−CH2-), 1727.9 cm−1 (C = O), 1729.8 cm−1 (−COOH) y 1124.3 cm−1 (−OH). Los resultados del HPLC, 1HNMR y 13C NMR mostraron fracciones fitotóxicas de ácido 3-metiltiopropionico (3MTPA) y ácido 3-metiltioacrilico (3-MTAA). Los resultados de esta investigación le agregan al cuerpo de evidencia que múltiples compuestos relacionados están involucrados en el desarrollo de la enfermedad por R. solani.

Keywords Potato .Phytotoxin .Rhizoctoniasolani . Highperformanceliquidchromatography .Infraredspectral . Nuclearmagneticresonance