Distribution of maize lethal necrosis disease, its causal viruses and alternative hosts in north and central regions of Tanzania

Abstract:

Maize is an important income generating food crop in Tanzania. However, yields remain low due to several limiting factors including among others diseases caused by fungi and viruses. The threat caused by several biotic factors in the country was further worsened with an outbreak of maize lethal necrosis (MLN) disease in 2012 in Arusha and Mwanza regions of Tanzania. MLN disease is caused by the synergistic interaction between Maize chlorotic mottle virus (MCMV) and Sugarcane mosaic virus (SCMV). Of these two, MCMV is a new virus in Africa, first recognized in an MLN outbreak in Kenya, whereas SCMV is endemic to Africa. This study focused on understanding the extent of MCMV/MLN spread in north and central regions of Tanzania by conducting surveys between February to June, 2015. A total of 163 farmers’ fields were sampled in 14 districts in Arusha, Dodoma and Manyara regions. Disease incidence and severity were estimated based on MLN symptoms such as chlorosis, mottling and necrosis. The reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR) method was used for the detection of MCMV and SCMV in field samples. Disease severity, assessed on a 1 to 5 rating scale, varied from 2 to 3.6, with an overall mean disease incidence of 16.1%. Thirty nine percent of the samples tested positive to MCMV, 22% for SCMV and 5.5% for both MCMV and SCMV. A total of 254 non-maize crops and weeds tested for MCMV and SCMV revealed SCMV in seven samples (2.8%) in sugarcane (Saccharum officinarium), finger millet (Eleusine coracana), sorghum (Sorghum bicolor) and bristly foxtail (Setaria verticillata). The nucleotide sequence of the coat protein region of MCMV showed very high levels of homology (99%) between MCMV from Tanzania and those from Kenya and other countries. However, the SCMV nucleotide sequence of the coat protein region was divergent by up to 11%, compared to other isolates. This study demonstrated wide distribution of MCMV/MLN in the north and central regions of Tanzania and also showed that SCMV occurs in maize as well as other cereal hosts. Further studies on factors influencing disease distribution and occurrence is recommended as interventions for disease management are developed and deployed.

Le maïs est une importante culture vivrière génératrice de revenus en Tanzanie. Cependant, les rendements demeurent faibles en raison de plusieurs facteurs limitatifs, y compris parmi d’autres maladies causées par des champignons et des virus. La menace causée par plusieurs facteurs biotiques dans le pays a été encore aggravée avec une éclosion de la maladie de nécrose létale mortelle (MLN) en 2012 dans les régions d’Arusha et Mwanza en Tanzanie. La maladie MLN est causée par l’interaction synergique entre le virus de la marbrure chlorée de maïs (MCMV) et le virus de la mosaïque de la canne à sucre (SCMV). Parmi ces deux, MCMV est un nouveau virus en Afrique, d’abord reconnu dans une éclosion de MLN au Kenya, alors que le SCMV est endémique en Afrique. Cette étude a porté sur la compréhension de l’ampleur de la propagation de MCMV / MLN dans les régions du nord et du centre de la Tanzanie en menant des enquêtes entre février et juin 2015. Un total de 163 champs d’agriculteurs ont été échantillonnés dans 14 districts des régions d’Arusha, Dodoma et Manyara. L’incidence et la sévérité de la maladie ont été estimées sur base de symptômes de MLN tels que la chlorose, le marbrillage et la nécrose. La méthode de transcription inverse-réaction en chaîne par polymérase (RT-PCR) a été utilisée pour détecter le MCMV et le SCMV dans des échantillons du terrain. La gravité de la maladie, évaluée sur une échelle de 1 à 5, variait de 2 à 3,6, avec une incidence moyenne globale de la maladie de 16,1%. Trente-neuf pour cent des échantillons ont été testés positifs à MCMV, 22% pour SCMV et 5,5% pour MCMV et SCMV. Un total de 254 cultures différentes du maïs et les mauvaises herbes, testées pour le MCMV et le SCMV, ont révélé le SCMV dans sept échantillons (2,8%) dans la canne à sucre (Saccharumofficinarium), le mil de mouton (Eleusine coracana), le sorgho (Sorghum bicolor) et la sétaire brune (Setariaverticillata). La séquence nucléotidique de la région de protéine d’enveloppe de MCMV a montré des taux de séquence d’homologie très élevés (99%) entre le MCMV de la Tanzanie et ceux du Kenya et d’autres pays. Cependant, la séquence de nucléotides de SCMV de la région de protéine d’enveloppe était divergente jusqu’à 11%, comparée à d’autres isolats. Cette étude a démontré une large distribution de MCMV / MLN dans les régions du nord et du centre de la Tanzanie et a également montré que SCMV se produit dans le maïs ainsi que d’autres hôtes céréales. Il est recommandé de poursuivre les études sur les facteurs qui influent sur la répartition et l’apparition des maladies, à mesure que les interventions pour la gestion des maladies sont développées et déployées.

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Date of publication:

2016

Country:

Tanzania

Region Focus:

East Africa

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