Seedborne fungi and viruses in bean crops (Phaseolus vulgaris L.) in Nicaragua and Tanzania

Näytä kaikki kuvailutiedot

Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-51-4145-3
Julkaisun nimi: Seedborne fungi and viruses in bean crops (Phaseolus vulgaris L.) in Nicaragua and Tanzania
Tekijä: Marcenaro, Delfia
Muu tekijä: Helsingin yliopisto, maatalous-metsätieteellinen tiedekunta, maataloustieteiden laitos
Opinnäytteen taso: Väitöskirja (artikkeli)
Kuuluu julkaisusarjaan: YEB 3/2018 - URN:ISSN:2342-5431
Tiivistelmä: The common bean (Phaseolus vulgaris L.) is an important legume crop grown widely around the world due to its high nutritional values. In developing countries of Africa and Latin America (e.g. Tanzania and Nicaragua) bean crop is linked to food security and income generation especially in poorest groups made up of small farmers. Disease problems, pests, unimproved seeds, inappropriate agricultural management and environmental conditions are often the main constraints in bean crop production. In Nicaragua and Tanzania, the unavailability of certified seed of local bean varieties causes significant losses in yield and quality. Other limitation present in Nicaragua and Tanzania concerning bean diseases is that seed-borne fungi and viruses has gained little attention. Thus, for better understanding in seed-borne fungi and viruses associated with beans we investigated seed-borne fungi in an important new local bean variety. Sampling from four seed storehouses and six seed lots of cv. INTA Rojo was done in the main bean production areas in Nicaragua. In addition, to detect viruses infecting bean plants, we surveyed seedborne viruses in landraces and new common bean varieties introduced to Nicaragua (Central America) as well as improved varieties grown in Tanzania (eastern Africa). The main results for seedborne fungi included 87 pathogenic isolates from eight genera: Fusarium spp. (F. chlamydosporum, F. equiseti, F. incarnatum), Lasiodiplodia theobromae, Macrophomina phaseolina, Corynespora cassiicola, Colletotrichum capsici, Colletotrichum gloeosporioides, Diaporthe sp. (Phomopsis), Aspergillus flavus, and Penicillium citrinum. Subsequently, results based on germination in seed lots of common bean (‘INTA Rojo’) from four bean production areas in Nicaragua showed that germination was constantly less than 40% and could be as low as 16%, indicating disastrous yield losses for producers. Four different species-specific primer pairs to detect F. equiseti, F. chlamydosporum, F. incarnatum, C. capsici, C. gloesporiodes and C. cassiicola were developed in this study based on sequence alignment of the internal transcribed spacer sequences (ITS1 and ITS2) from different fungi. They were tested in pure cultures of fungi and used successfully in detection of fungal pathogens from infected plants. These specific primers are able to give the basis to be used in seed health inspection (seeds and plants) for further research of the epidemiology, ecology, and control of the pathogenic fungi of common beans in the field. The presence of Phaseolus vulgaris endornavirus 1 (PvEV-1) and PvEV-2 was detected in Nicaraguan and Tanzanian bean varieties. Likewise, Cowpea mild mosaic virus was detected in one region of Tanzania. There is apparently indication that the new Nicaragua bean varieties are carrying virus resistance genes because no seedborne viruses were found in them. In Tanzania improved protection against pathogenic seed-borne viruses is developed by resistance breeding. These findings are the first report showing that several pathogenic seed-borne fungi occur in Nicaraguan beans. Previously, little information has been available on pathogenic fungi such as F. equiseti, F. incarnatum, L. theobromae, C. cassiicola, and Diaporthe spp in Nicaraguan common beans. This study has contributed in taking first steps to improve the pathological and genetic components in the national seed production system in Nicaragua and Tanzania by providing new knowledge concerning seed-borne pathogens associated with common bean.Tarhapapu (Phaseolus vulgaris L.) on tärkeä palkokakasvi, jota viljellään laajalti ympäri maailmaa korkean ravintoarvonsa vuoksi. Afrikan ja Latinalaisen Amerikan kehitysmaissa (esim. Tansaniassa ja Nicaraguassa) pavuntuotanto on tärkeää ruokaturvan ja tulonmuodostuksen näkökulmasta etenkin köyhimmissä väestöryhmissä, jotka koostuvat pienviljelijöistä. Kasvitautiongelmat, tuholaiset, terveiden siementen puute, viljelymenetelmien kehittymättömyys ja ympäristöolot ovat usein keskeisinä rajoituksina pavuntuotannolle. Nicaraguassa ja Tansaniassa paikallisten papulajikkeiden sertifioitujen siementen puute aiheuttaa merkittäviä sadon määrän ja laadun menetyksiä. Nicaraguassa ja Tansaniassa viljelyä rajoittaa se, että siemenpavuissa leviävät sienet ja virukset ovat jääneet vähälle huomiolle. Tässä tutkimuksessa tunnistettiin ja eristettiin pavunsiementen sieniä tärkeässä, uudessa papulajikkeessa INTA Rojo. Näytteenotto tehtiin neljästä siemenvarastosta ja kuudesta siemenerästä Nicaraguan papujen päätuotantoalueilla. Viruksia tutkittiin myös maatiaispapulajikkeista ja äskettäin viljelyyn otetuista uusista papulajikkeista Nicaraguassa ja Tansaniassa. Siemenpavuista eristetyistä sienistä 87 sienikantaa aiheutti taudinoireita pavuissa. Ne kuuluivat kahdeksaan sukuun: Fusarium spp. (F. chlamydosporum, F. equiseti, F. incarnatum), Lasiodiplodia theobromae, Macrophomina phaseolina, Corynespora cassiicola, Colletotrichum capsici, Colletotrichum gloeosporioides, Diaporthe sp. (Phomopsis), Aspergillus flavus, ja Penicillium citrinum. Nicaraguassa neljältä viljelyalueelta tutkittujen papujen (INTA Rojo) itävyys oli huono, 16-40%, mikä viittaa sienten merkittävään satotasoa vähentävään vaikutukseen, kun tervettä siementä ei ole saatavilla. Tässä tutkimuksessa kehitettiin neljä erilaista lajispesifistä alukeparia sienten F. equiseti, F. chlamydosporum, F. incarnatum, C. capsici, C. gloesporiodes ja C. cassiicola havaitsemiseksi PCR-menetelmällä (polymerase chain reaction). Testi perustuu ribosomaalista RNA:ta tuottavien geenien välialueisiin (ITS1 ja ITS2), joiden DNA-sekvenssi vaihtelee sienilajien välillä. Phaseolus vulgaris endornavirus 1:n (PvEV-1) ja PvEV-2:n läsnäolo havaittiin pavuissa sekä Nicaraguassa että Tansaniassa. Samoin Cowpea mosaic virus havaittiin pavuissa yhdellä Tansanian alueella. On ilmeistä, että uudet Nicaraguassa viljeltävät papulajikkeet ovat aiempaa kestävämpiä viruksille, koska viruksia ei näistä papulajikkeista löytynyt. Tansaniassakin papujen viruskestävyyttää on kehitetty kestävyysjalostuksella. Tämän tutkimuksen tulokset edustavat ensimmäistä laajempaa analyysiä siemenpavuissa esiintyvistä patogeenisista sienistä Nicaraguassa ja tuo esiin sienten, kuten F. equiseti, F. incarnatum, L. theobromae, C. cassiicola ja Diaporthe-lajien merkityksen siementen itävyyden ja siten satotason heikentäjinä. Tutkimuksen tulokset edesauttavat Nicaraguan ja Tansanian kansallisen siementuotantojärjestelmän parantamista antamalla uutta tietoa siemenpapujen mukana leviävistä ja satotasoa heikentävistä taudinaiheuttajista.
URI: URN:ISBN:978-951-51-4145-3
http://hdl.handle.net/10138/233284
Päiväys: 2018-03-16
Avainsanat:
Tekijänoikeustiedot: Julkaisu on tekijänoikeussäännösten alainen. Teosta voi lukea ja tulostaa henkilökohtaista käyttöä varten. Käyttö kaupallisiin tarkoituksiin on kielletty.


Tiedostot

Latausmäärä yhteensä: Ladataan...

Tiedosto(t) Koko Formaatti Näytä
SEEDBORN.pdf 1.065MB PDF Avaa tiedosto

Viite kuuluu kokoelmiin:

Näytä kaikki kuvailutiedot