Effect of cultivar and thermotherapy combined with meristem-tip culture on eliminating prevalent viruses infecting potato in Uganda

Abstract: 
Potato (Solanum tuberosum) is an important crop in eastern and south-western highlands agro-ecological zone of Uganda where it is suitable for bridging periods of food shortage. However, production is constrained by viruses which reduce yield through accelerating tuber degeneration. Current management practices include serological indexing of mother plants to identify virus free plants for initiating in tissue culture. Healthy tissue culture plantlets are subsequently used to produce clean mini-tubers which are bulked in open fields to obtain sizeable amounts of pre-basic and basic seed. This process is characterized by low multiplication rates, requiring several generations of field multiplications to produce sizable amounts of seed. Repeated multiplications result in progressive virus infections leading to seed degeneration and subsequently dropping high yielding cultivars from the seed system. This process can be reversed by efficient virus elimination methods whose success depends on type of virus, plant species and cultivar type. Therefore this study generally aimed at evaluating and determining appropriate procedures for virus elimination from selected potato cultivars in Uganda. Specific objectives of the study were: (i) to establish the incidence and distribution of major potato viruses in key potato producing districts of Uganda and then (ii) establish the optimum temperature exposure period for maximum virus elimination from selected virus-infected potato cultivars. Leaf Samples were collected from farmers’ fields and assayed for viruses using double antibody sandwich-enzyme linked immunosorbent assay (DAS-ELISA) aided by a plate reader at 405 nm wavelength. Prevalent viruses were eventually subjected to thermotherapy for 0, 2, 3 or 4 weeks at 37-400C; 16 hours of light and 30-340C; and 8 hours of darkness. The study identified four of the six most important viruses; Potato virus X (PVX), Potato virus S (PVS), Potato virus M (PVM) and Potato leafroll virus (PLRV) at 64.9, 78.9, 3.1 and 21.2 % incidencies respectively across districts. Results indicated that virus elimination efficiency significantly (P≤0.05) varied between the four virus elimination treatments, cultivars and viruses.
La pomme de terre (Solanum tuberosum) est une culture importante dans la zone agroécologique des hautes montagnes du sud-ouest de l’Ouganda, où elle est apte à combler des périodes de pénurie alimentaire. Cependant, sa production est limitée par des virus qui réduisent le rendement en accélérant la dégénérescence des tubercules. Les pratiques actuelles de gestion incluent l’indexation sérologique des plantes mères pour identifier les plantes sans virus pour l’initiation dans la culture tissulaire. Des plantules saines issues de la culture de tissulaire sont ensuite utilisées pour produire des mini-tubercules saines qui sont entreposées dans des champs pour obtenir des quantités importantes de semences pré base et de semence de base. Ce processus est caractérisé par de faibles taux de multiplication, nécessitant plusieurs générations de multiplications pour produire des quantités importantes de semence. Les multiplications répétées entraînent des infections virales progressives conduisant à une dégénérescence des semences et, par la suite, la suppression de cultivars à haut rendement du système semencier. Ce processus peut être inversé par des méthodes efficaces d’élimination du virus dont le succès dépend du type de virus, des espèces végétales et du type de cultivar. Par conséquent, cette étude visait de façon globale à évaluer et à déterminer les procédures appropriées pour l’élimination du virus chez certains cultivars de pommes de terre en Ouganda. Les objectifs spécifiques de l’étude étaient les suivants: i) établir l’incidence et la répartition des principaux virus de la pomme de terre dans les principaux districts de production de pommes de terre en Ouganda; ii) établir la période optimale d’exposition à la température pour l’élimination maximale du virus de certains cultivars de pommes de terre infectés. Des échantillons de feuilles ont été prélevés dans les champs des agriculteurs et testés en utilisant un dosage immuno-enzymatique à double enzyme d’anticorps (DAS-ELISA) assisté par un lecteur de plaques à une longueur d’onde de 405 nm. Les virus prévalant ont finalement été soumis à une thermothérapie pendant 0, 2, 3 ou 4 semaines à 37-400 ° C; 16 heures de lumière et 30-340C; et 8 heures d’obscurité. L’étude a identifié quatre des six virus les plus importants; virus de la pomme de terre X (PVX), virus de la pomme de terre S (PVS), virus de la pomme de terre M (PVM) et virus de la feuille de pomme de terre (PLRV) avec des incidences respectives de 64,9, 78,9, 3,1 et 21,2% dans les districts. Les résultats indiquent que l’efficacité d’élimination du virus a varié de façon significative (P≤0,05) entre les quatre traitements d’élimination du virus, les cultivars et les virus.
Language: 
Date of publication: 
2016
Country: 
Region Focus: 
East Africa
Volume: 
14
Number: 
Part 2
Pagination: 
467- 474.
Collection: 
RUFORUM Working document series
RUFORUM Conferences and Workshops
Agris Subject Categories: 
Licence conditions: 
Open Access
Access restriction: 
Form: 
Web resource
Publisher: 
ISSN: 
1607-9345
E_ISSN: 
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