木薯褐色条斑病的调查及其影响因素协会流行在肯尼亚沿海小农木薯种植制度

介绍

木薯(木薯esculantaCrantz),是一个重要的近十亿人的粮食安全作物热带和亚热带国家,尤其是撒哈拉以南的非洲地区,它主要由小农种植的联合国粮食及农业组织(FAOSTAT), 2018年]。非洲产生超过60%的全球木薯产量(http://faostat3.fao.org/)。在肯尼亚,木薯是第二最重要的作物玉米后,尤其是在西部和肯尼亚沿海地区,占63年总产量的30%,分别为(Mwango 'mbe et al ., 2013;et al ., 2016)。木薯种植在肯尼亚全国~ 90394公顷的土地上生产平均约1112(000吨/年联合国粮食及农业组织(FAOSTAT), 2018年]。木薯单位土地面积具有较高的生产率比其他主要粮食作物如玉米和小麦,可以留在土壤在不利气候条件(贾维斯et al ., 2012;Tumuhimbise et al ., 2014)。这使得粮食安全作物,并提供许多小农的收入。当前木薯产量在肯尼亚是每公顷12.3吨的潜在产量估计40吨每公顷(联合国粮食及农业组织(FAOSTAT), 2020年]。这个收益差额是由于一系列的生物和非生物的限制(Ntawuruhunga et al ., 2013)。

木薯产量受到病毒性疾病,主要的和经济上重要的是木薯褐色条斑病(摘要)(莱格et al ., 2015;Neuenschwander达摩,2019)。木薯褐色条斑病(摘要)到目前为止报道在撒哈拉以南非洲地区,最近的研究表明一个普遍的疾病在乌干达、肯尼亚、马拉维、布隆迪、卢旺达和刚果民主共和国的部分(山丘和Maruthi, 2015;Chipeta et al ., 2016;Koima Orek, 2018;Munganyinka et al ., 2018)。两种遗传学上截然不同的病毒引起的疾病木薯褐条病毒(CBSV)和乌干达木薯褐条病毒(UCBSV)属于属Ipomovirus家庭的Potyviridae(霸王et al ., 2010;冬天et al ., 2010;Mbanzibwa et al ., 2011)。病毒是由粉虱传播(烟)和螺旋粉虱semi-persistent的方式(Maruthi et al ., 2005;Mware et al ., 2009;Wosula et al ., 2017;陈et al ., 2019)。疾病多半通过运动和交流传播感染的木薯种植材料长距离和粉虱向量在短距离(Maruthi et al ., 2005,2017年;Wosula et al ., 2017;陈et al ., 2019)。

木薯生产和生产力在肯尼亚不利影响木薯褐色条斑病(Masinde et al ., 2016)。疾病造成的经济损失造成损害植物的地上部分叶片萎黄病和细长的茎坏死病变(冬天et al ., 2010)。主要经济损失源自木薯根的腐烂坏死,从而降低营养和工业质量和呈现根不快和滞销(山丘,詹宁斯,2003年;冬天et al ., 2010)。产量损失与摘要感染以前估计70%的植物(山丘et al ., 2001),但最近的记录显示在易感品种收益率高达100%的损失(Rwegasira和雷伊,2009年;Mbanzibwa et al ., 2011)。疾病一直报道影响木薯花叶病(CMD)防品种被广泛采用的管理CMD流行病在肯尼亚(Masinde et al ., 2016)。

任何疾病管理策略的有效性取决于足够的信息出现,分布、传播模式、影响和意识的疾病在某一特定地区的农民。前调查病毒性疾病的发生和分布的木薯在肯尼亚报道有限信息的分布Ipomoviruses单独或合并感染(发生Mware et al ., 2009)。此外,这些调查并没有把农民的意识和感知在摘要和其他因素,可能与疾病传播。进行了一项调查Kathurima et al。(2016)在肯尼亚主要木薯种植区透露CBSV双重感染的发生和UCBSV虽然研究基于样本相对较少,并且不包括泰塔Taveta县沿海地区。农业实践的变化,最近的报告对病毒的传播研究所尤其是UCBSV从高地到低海拔地区(Mbanzibwa et al ., 2011),以及增加的两种病毒合并感染的情况下,是需要频繁调查建立的状态分布的病毒为了通知遏制疾病控制和管理策略。因此本研究进行:(1)评估农民的知识、观念和当前的管理实践的摘要,和(2)确定分布、发病率、摘要和协会的因素影响疾病流行的严重程度在肯尼亚沿海小农木薯种植制度。

材料和方法

研究地点

2018年5月和7月之间的调查三个县(Kilifi、Taita-Taveta Kwale)在肯尼亚沿海地区。这三个县的29日在肯尼亚干旱和半干旱土地(ASAL)县。一般而言,肯尼亚的沿海地区降雨量每年从500到100毫米,22.4和30.3°C之间的温度范围,海拔900 - 1800米和稀树大草原草地(https://infonet-biovision.org/agro_ecologic_zones)。Taita-Taveta县是肯尼亚ASAL地区以89%的地区半干旱和干旱条件的特征。县海拔范围从海拔500到2228米和接收双峰介于440毫米降雨量每年在低地和高地地区每年超过1900毫米。

基利菲县覆盖的地理区域达到12539公里²和21°C的温度范围在最寒冷的几个月(6)和32°C在最热的几个月(年)。它有两个雨季,4 - 6月(长时间降雨)和10(短期降雨)与年降雨量每年900毫米到1000毫米不等。的态度Kilifi县范围从0到海拔450米。Kwale县分为不同的农业生态区适度,全年炎热和干燥的气候。平均气温> 23°C整个县同沿海地区一般每年25°C以上。已经有重大的变化和气候条件的变化在过去的几年中在县,影响农业生产和生活在大多数县沿海地区的肯尼亚。

抽样程序和农民采访

基线调查评估农民的意识、观念和木薯褐色牛排病是在基利菲进行管理和泰塔Taveta县May-July月之间的2018年。研究采用三阶段抽样设计针对基利菲和泰塔Taveta由于其不同的农业生态的区域以及不同耕作模式个县的行政单位。采访了农民立意抽样关注那些种植木薯。样本大小是改编自后计算公式Krejcie和Daryle (1970)。本研究中使用的样本量还基于其他相关研究(Tirra et al ., 2019)。小农被选为每个县通过分层随机抽样,即地层与至少木薯作物木薯农民的调查。

半结构化问卷管理的受访者通过面对面的采访。捕获的信息包括社会经济特征,比如年龄、性别、受教育程度以及家庭规模。收集的数据也在木薯品种种植面积按优先顺序排列,面积,木薯种植材料的来源,一般的农民面临的挑战,农民是否收到关于木薯和信息的来源的信息。共有250个木薯农民是随机抽取的,从125年的每一个两县(基利菲和Taita-Taveta)。彩色照片显示摘要叶子出现症状,根和茎以及不同的害虫,害虫侵扰的症状被证明农民决定的能力认识到疾病的症状和农民的知识和观念引起的疾病,传播和管理。

县农业推广人员曾明确的信息网站,农民和农民组织采访。基线调查,问卷之前一直在预应力一小群农民在焦点小组讨论、调整,确保内容是明确的和有效的。问卷数据捕获和记录进行分析使用SPSS和Microsoft Excel。实地考察为发病率和严重程度进行评估和样本收集病毒实验室确认的因果。总共有250名受访者基利菲和Taita-Taveta两县的采访。

摘要调查发病率严重程度和分布

在调查期间,半结构化面试是紧随其后的是字段的访问评估疾病发生率、严重程度和分布。定期取样的农场被选中的5 - 10公里motorable道路。一旦在战场上,农场是评估在一个“X”形横断面抽样模式评估叶片症状的发生率和严重程度木薯褐色条斑病。三十木薯植物每样沿对角线农场的“X”被选为评估摘要症状的存在与否。目标范围从轻微症状叶羽毛萎黄病的斑点沿着边缘的静脉严重萎黄病茎和叶病变。在可能的情况下,木薯植物表现出叶片症状被连根拔起的评估任何根坏死。疾病严重程度使用1 - 5的规模根据被记录Gondwe有效et al。(2003),在那里;1 =没有明显症状;2 =小叶子羽毛萎黄病没有阻止病变;3 =明显叶羽毛萎黄病,轻微干损伤和没有枯死;4 =严重叶羽毛萎黄病,严重抑制病变和没有枯死;和5 =落叶,严重抑制病变和枯死。

发病率的摘要记录植物的比例显示摘要症状的植物总数检查在现场使用评分量表采用Nono-Womdim et al。(1996)在那里;1%−20%被评为发病率低,21%−−发生率49%,中度和50% 100%,发病率高。信息发生率、严重程度得分,品种的名称、大小的农场,在必要时作物套种以及任何昆虫观察使用网络数据包捕获(ODK)软件在智能手机应用程序中的每一个预设的问卷已经输入软件。样品的照片显示症状和无症状采集标本的农场参观。GPS坐标的农场也记录作为ODK在线填写的数据收集应用程序。

分子诊断样本集合的摘要

在每个木薯农场参观,叶与病毒症状尽可能采集样本进行实验室分析确认摘要感染的存在。木薯叶材料的抽样疾病诊断领域整合Kwale县由于其意义在肯尼亚沿海地区木薯生产。叶样品用羽毛萎黄病,木薯褐色条斑病病毒的典型症状是收集。在可能的情况下,根是收获,以检查任何坏死病变。清晰的标签样品细节是表示每个样本收集。256叶样品收集156(100有症状和无症状)的三个县(Kwale,基利菲,Taita-Taveta)。叶子样本按在床单的新闻纸(标本出版社)和运至实验室进行分析。

从木薯叶中提取总RNA

木薯叶样品以前收集植物标本按室温保存,直到充分干燥的RNA提取。Cetyltrimethyl溴化铵(CTAB)总核酸提取方法所描述的徐et al。(2010)和修改卢迪et al。(1994)被用于从干叶中提取RNA样本。一百毫克的木薯叶样本在2毫升的CTAB提取缓冲(加热在65°C)。八百微升的液体液转移到微管和孵化30分钟后在65°C的混合反演每10分钟。管道离开站在室温下10分钟。八百微升氯仿是添加到每个管温柔voltexing紧随其后。

样本离心10分钟13000转4°C。上层水相转移到一个干净的1.5毫升microfuge-tube放在冰。氯仿:异戊醇(24:1);650μl)添加漩涡和离心机在4°C 13000 rpm 10分钟。五百毫升水中的浮层被转移到另一个清洁管和0.7体积的冷异丙醇(预先存储在−20°C)补充道,轻轻倒1分钟。RNA沉淀在−20°C,持续15分钟。在13000年r.p离心法。m 10分钟,之后4°C和异丙醇提供了。五百毫升的70%的乙醇添加和利用管道清洗。其次是在16000 r.p离心法。在4°C为1分钟。过量的乙醇提供了和颗粒干清洁通风橱下15分钟。

颗粒是re-suspended 50μl RNAse-free水。基因组DNA污染被消化了DNAse 1 Quick-RNA Miniprep工具包(目录没有植物。R2024)后,制造商的指示。的数量和浓度的RNA提取木薯离开样本估计使用NanodropONE(热科学、威明顿、德、美国)。这些测量是基于光学密度(OD)读数比260和280海里。样品2以上的配给。RNA的完整性也是评估使用1%变性琼脂糖凝胶电泳。凝胶是可视化UV-transiluminator (Azure生物系统(C200)。RNA是储存在−下游80°C等待分析。

互补脱氧核糖核酸的合成,rt - pcr

互补的DNA合成进行了使用CBSV和UCBSV-specific引物。短暂的、互补的DNA合成在20μl反应包含2μl进行总RNA, 1×M-MLV反应缓冲区(美国WI Promega),每个核苷酸0.5毫米,0.5μM益生元(dT)底漆,0.5 NμM随机引物和200辆M-MLV逆转录酶(Promega)。RNA和引物的混合物加热到70°C 5分钟然后放在冰,之后剩下的组件被添加和反应在25°C的环境中5分钟,42°C 60分钟最后3分钟的80°C。

逆转录聚合酶链反应(rt - pcr)进行了使用协议所描述的冬季et al。(2010)。这样做是为了检测样本中的病毒使用特定的引物区分两种即(CBSV;正向引物;5′GTACGTGCCTCCATCACAT3′,反向引物5′CTCAACAGCTCTCCACGATTT3′放大493碱基对地区和(UCBSV;正向引物5′AACAGACATACGTGTGCAT3与反向引物5′′ATTTCCAGGTTCCTTTGTCACT3′与预期带大小为176碱基对针对外壳蛋白区域。

自行车在95°C条件初始变性3分钟之后35周期30年代在95°C, 60年代在53°C和60年代在72°C和72°C的最后一个扩展一步10分钟。PCR扩增中完成一个应用生物系统公司9700 thermocycler(美国应用生物系统公司,培育城市,CA)。PCR产品在1.5%琼脂糖凝胶电泳pre-stained凝胶红(Biotium海沃德,美国)1×TAE缓冲区。DNA梯(ThermoFisher科学)添加到估计预期的扩增子的大小。积极的和消极的控制被包含在每一个试验。可视化的电泳产品做下C280凝胶doc (Azure Biosytems)。

数据分析

从农民采访收集的基线调查数据编码和分析使用社会科学统计软件包版本20.0统计软件(SPSS, Inc . 2011)。统计数据(频率、比例和方式)被用来生成摘要和表每县。显著性水平是设定在p= 0.05,意味着分开使用最小显著差(LSD)。使用交叉表格数据总结。二元皮尔逊相关性做是为了显示(即强度和方向。,positive/negative) of linear relationship between the socio-economic factors (i.e., age, farm size education and sex) and CBSD awareness in the different counties surveyed. The information was analyzed using descriptive statistics and presented in tables and bar graphs. Disease severity data was analyzed by computing the percentages of samples testing positive to CBSV, UCBSV (%) and a combination of both CBSV and UCBSV.

结果

Socio-demographic和农场的特征调查农民(受访者)

250年木薯农民调查,133女性(53.4%)和117(46.6%)是男性(表1)。受访农户的性别变化显著(p女性和男性之间的< 0.001)。基利菲县记录显著(p< 0.001)高于女性(66.9%)的受访者相比,男性(33.1%),而在Taita-Taveta县,女性受访者(60%)明显高于男性受访者(40%)。多数(43%)的农民36岁和50岁之间。有五个(20.8%)的农民没有正式教育。与学历受访者中有不同教育水平:53.6,20.4,和5.2%的小学,中学和大学的水平,分别。大多数受访者小农正如农场大小从2到5公顷按收到48%的受访者的信息。平均大小的农场在木薯生产范围从0.5到1公顷每39.2%的受访者。

约束木薯生产在肯尼亚沿海的调查网站

农民把他们的意见约束影响木薯生产包括清洁种植材料不足,害虫和疾病,干旱、低市场价格等(表2)。整个两县意见明显不同。排名最高的约束木薯生产报道两县的害虫和疾病,其次是干旱和种植材料不足。总的来说,害虫和疾病报告了67.2%的农民在这两个县泰塔Taveta县有77.6%的受访者和Kilifi 56.7%的受访者。干旱是一个重要的约束Kilifi Taita-Taveta县县(51%)比(44%)。排名第三的约束,木薯的种植材料报道不足49.4%的受访者在两县。报告的其他挑战小农按照重要性较低市场价格,野生动物,盗窃、木薯和洪水的易腐性(表2)。

在木薯的信息来源

信息主要来源的农民在面试中提到的来自扩展人员,研究组织和其他农民(表3)。木薯的信息从这些来源包括种植材料,获得新的木薯品种,一般作物生产问题,病虫害管理、营销和木薯利用率和加工。平均而言,信息的主要来源是来自扩展军官研究组织紧随其后。木薯害虫和疾病信息管理从扩展员工获得显著(p< 0.001)高于其他农民和研究机构。两县的农民主要寻求的信息是在作物生产82.8%的受访者报告,其次是新品种的信息、营销、病虫害管理、种植材料和木薯利用率所报道的70.6,70.4,59.5,56.8和42.6%,分别为(表3)。

农民的知识、观念传播的原因和管理实践摘要

多数受访农民(86.8%;表4)在两县都能够识别木薯褐色条斑病基于摘要症状的观察彩色照片提交给他们。然而,农民(96.6%)明显高于可能识别摘要根部出现症状(根坏死病变),只有11.5%的人能够认识到摘要的叶片症状(表4)。农民们有着不同的看法在木薯摘要的可能原因。大约29岁,27%的受访者表示可怜的土壤和暴雨,分别与该疾病有关。有五个(20%)的采访小农不知道摘要的原因。农民也认为和相关的其他因素包括恶劣天气、昆虫和成熟度14岁,14岁和12%,分别负责摘要(表4)。只有7.5%的农民种植材料的疾病有关。

农民报道应用不同的管理选项控制木薯褐色条斑病的两个县。流氓和摧毁受感染的植物被报告的调查对象是最常应用的管理实践(77.8%)、和基利菲泰塔Taveta县有90.9%和74.4,分别。使用清洁种植材料被22.2%的受访者报告作为一个管理选项的摘要。少数农民报道矢量管理和早期种植的方法用于管理摘要(9.3分),3.7%的受访者分别(表4)。利用抗病品种的管理选项摘要被16.7%的受访者报告。大多数的农民(55.4%)相关的长雨季摘要高发病率,紧随其后的是短雨季(42.6%)。旱季是至少与摘要报道22.1%的受访者从两县。农民曾经历过摘要症状早于2016年在他们的农场和报道经历了在随后的多年的疾病(表4)。

二元皮尔逊相关性做是为了显示(即强度和方向。,positive/negative) of linear relationship between the socio-economic factors (i.e., age, farm size education and sex) and CBSD awareness in the different counties surveyed. Results indicated a positive correlation between the CBSD awareness and the farm size (0.018), whereas there was a negative correlation between awareness of CBSD with other factors including gender (−0.029) and the level of education (−0.083;表5)。

木薯的种植材料的来源在基利菲和泰塔Taveta县

平均82.5%的农民两县报道回收他们自己的木薯岩屑从先前的作物种植材料的来源。这是据76.4%和88.6的受访者从Taita-Taveta和基利菲县分别(图1一个)。借贷或与邻居交换木薯的种植材料或从一个农民到另一个从一个地区到另一个报道是练习,67.5%的农民平均在两县。平均11和5.3%的采访两县的农民报源种植材料研究中心(KALRO)和从市场购买岩屑,分别。在种植材料采购的频率上,大部分被调查者的农民(61.1%),其次是36.5%的超过一个赛季后,2.45%的受访者表示为每个赛季的种植材料来源(图1 b)。

农民在种植报道害虫的经验材料的基础上,提出了彩色卡片害虫。多数的农民(85.5%)报告烟粉虱的主要害虫观察木薯种植材料Kilifi县有94.2%和77.5% Taita-Taveta县(图1 c)。水蜡虫被报告为第二个最丰富的木薯害虫观察到78.8%的受访者和多数的农民(82.5%)观察害虫在基利菲比Taita-Taveta县县种植材料,75%的受访者报告了害虫。其他害虫和疾病提到介壳虫螨。

使用控制木薯褐色条斑病寄主植物抗性

基于调查数据,两县的农民种植不同木薯品种在相同的领域。这些品种包括Kibandameno Tajirika, Kaleso和Girikacha等(补充表1)。各种Kibandameno是最受欢迎的36.8和34.2%的采访报道Taita-Taveta和基利菲县的农民。两县平均有69%的农民认为摘要不影响木薯品种同时31%的人认为,这种疾病会影响所有品种的培育。在各种敏感性,84.8%的农民表示Kibandameno最高度影响的摘要而Tajirika表示64.5%作为摘要的种类影响最小。只有6.5%的农民从县额定Kibandameno影响最小的摘要。基利菲和泰塔Taveta县农民首选Kibandameno品种由于其品味,烹饪的能力和可用性的岩屑Tajirika品种首选时由于其高产和疾病宽容的特征(补充表2)。

摘要观察症状的发生率、严重程度和分布的肯尼亚沿海

在调查的过程中,最常在田野观察木薯褐色条斑病症状严重的叶片萎黄病(图2 a, B)和小叶子羽毛萎黄病的斑点沿着边缘的静脉(图2 c)和阻止病变(图2 d)。在可能的情况下,植物叶面背井离乡,坏死症状表现为棕色病变观察根(图2 e, F)。

摘要的平均场入射范围从低(10.8%)对泰塔Taveta县温和(基利菲和Kwale县27.9和24.7%,分别)。症状严重程度得分记录字段的2(小叶子羽毛萎黄病没有阻止病变)和3(温和明显叶羽毛萎黄病,阻止病变和没有枯死)。根据木薯品种的影响,不同木薯品种增加了农民对摘要有显著不同的反应。例如,叶面发病率最高(40%)和严重性(3.13)是记录在Kibandameno品种,其次是长白猪发病率和严重程度为16.38%和1.97,分别。Tajirika各种记录最低的摘要叶面发病率和严重程度(1.80;表6)。

结果rt - pcr分析表明,91%的样品的两种病毒阳性症状(UCBSV和CBSV)单独出现或双重感染。预计乐队规模的扩增子的493和176个碱基对UCBSV CBSV,分别获得(图2 g)。大约3.2%的无症状只有CBSV阳性样本。最主要基于病毒的分子分析CBSV(59%)被发现在所有县(基利菲,Kwale和泰塔Taveta)其次是UCBSV (54.2%)。平均而言,合并感染CBSV和UCBSV低8.4%,发现在基利菲和Kwale县(表7)。

两种病毒的分布(UCBSV和CBSV)导致沿海地区的县调查摘要提出了图3。乌干达木薯褐条病毒的存在(UCBSV)三个县主要在基利菲(58.8%),其次是Kwale(46.6%)和Taita-Taveta (5.26%)。泰塔Taveta县CBSV是最常见的病毒中发现三四个县和最多的样本检测呈阳性是Taveta北面(40.54%),其次是Mwatate(13.51%)和Voi(6.25%)个县。所有31个样本中收集Wundanyi北面Taita-Taveta县CBSV和UCBSV检测呈阴性。只有一个样本阳性UCBSV泰塔Taveta县,这是在Taveta北面的肯尼亚和坦桑尼亚边境附近。没有合并感染CBSV和UCBSV记录在泰塔Taveta县基于rt - pcr分析。

两种病毒(UCBSV和CBSV)检测并发现单一感染,病毒在Kwale县(图3)。CBSV最普遍的县作为样本中发现56.6%的叶子而UCBSV是46.6%,两种病毒出现在所有四个县Kwale县。双重感染被发现16.6%的样本县和检测两个县即Matuga和Msambweni。分布的疾病的发病率Kwale县Msambweni北面摘要发病率最高(73.68%),其次是Matuga北面(64.28%)、Kinango(30%)和Lungalunga发病率(10%)个县这是基于rt - pcr分析。

基利菲县在肯尼亚沿海摘要发病率最高。病毒的分布造成的摘要,UCBSV优势(58.8%),被发现在所有四个县(Kilifi基利菲北部南、Kaloleni和马林迪)和CBSV(32%)被发现在所有个县除了Kaloleni北面。双重感染(5.8%)只有在基利菲南部发现北面基于样本分析。

讨论

当前的研究评估了小农意识对木薯褐色条斑病毒病(摘要)和疾病的分布在沿海肯尼亚。调查发现socio-demographic特点的250小农基利菲和Taita-Taveta县透露更多的女性比男性受访者。这表明他们在肯尼亚沿海农业发展意义重大。许多小农木薯农民组织在组织大部分是女性组,这导致了大量的女性开展木薯种植活动。从目前的研究结果类似报道Mwango 'mbe et al . (2013),Diiro et al。(2018),销售和迈诺特(2018)。大多数的受访者(43%)成年人36岁至50年,大多数他们到达小学水平。受过良好教育的农民有能力解释和应对新信息吸收技术和知识的管理和控制摘要通过更大的人口和可以发挥积极作用在减少疾病在该地区的影响。大多数农民在农场研究下的面积大小从2到5公顷,表明多数被调查者小规模农民。木薯生产平均下的面积从0.5到1公顷,39.2%的受访者报告,这与之前的报道相一致Chikoti et al。(2016)和Kidasi et al。(2021)。因此,对农民意识到木薯产量高和利用潜在的好处,有需要促进大规模种植木薯在许多cassava-growing区域(Shirima et al ., 2019)。

从这个研究结果确定了影响木薯生产和生产力的主要挑战包括清洁种植材料不足,害虫和疾病,干旱、低市场价格等因素,类似于以前的研究主要在肯尼亚cassava-growing地区(Kathurima et al ., 2016;Chege et al ., 2017;Tirra et al ., 2019;Livoi et al ., 2021;盎扬戈et al ., 2021)。害虫和疾病尤其是病毒性疾病被认为是严重的约束的影响导致清洁种植材料的不可用。多数的农民(85.5%)提到烟粉虱的主要害虫观察木薯农场基利菲和泰塔Taveta县的94.2%和77.5%,分别在肯尼亚沿海。粉虱(烟)据报道传播的病毒引起毁灭性的木薯褐色条斑病(Maruthi et al ., 2005;莱格et al ., 2014)。Munguti et al。(2021)报道了从木薯粉虱种群的多样性在肯尼亚沿海地区包括农场烟单体型。未来的研究需要调查的可能联系报道日趋多元化的粉虱物种和摘要的持续传播肯尼亚的沿海地区。水蜡虫被报告为第二个最丰富的害虫在木薯农场。同样,木瓜水蜡虫(副球菌有边缘的Williams)据报道肯尼亚沿海带特别是Kwale基利菲,蒙巴萨,木瓜和Taita-Taveta县,木薯、红辣椒,苋菜,椰子,和其他水果,观赏植物和杂草(Macharia et al ., 2017)。粉状的bug报告作为向量的许多种类的病毒(Selvarajan et al ., 2016),包括最近发现小说amplelovirus感染木薯在非洲中部和南部西印度洋群岛(Kwibuka et al ., 2021)。因此,未来的研究建议调查研究可能观察到的水蜡虫物种所扮演的角色在肯尼亚沿海地区的木薯在摘要的传播木薯的喂养模式。

虽然在目前的研究结果表明,大多数农民在基利菲(96.6%)和泰塔Taveta县可以识别摘要症状的根源(根坏死病变),只有11.5%的人知道,可以正确认识叶部疾病的症状。也提到过类似的发现莱格et al。(2011)和Chipeta et al。(2016)。农场管理实践包括regouing病变的植物是许多农民的实践。然而,无法识别摘要叶面或症状往往是微妙的,在某些情况下无症状感染基于许多因素包括天气状况和木薯品种的遗传特征意味着农民继续交换或回收感染岩屑种植材料。这种情况会导致这种疾病很容易展现在农作物领域,直到收获阶段,这样的时间是来不及实现任何管理干预措施的农民(莱格et al ., 2011,2014年;汤姆林森et al ., 2018)。识别能力的根症状多数农民是一个演示,这种疾病在该地区是一个大问题。有需要加强疾病的认识农民、推广人员对疾病症状,原因,传播方式和可用的管理选项。

农民观念的原因和管理摘要显示,农民缺乏准确的信息的原因,疾病的传播和管理。土壤和暴雨与疾病相关的报道,认为是29日报道,27%的受访者,分别。这些发现在马拉维的类似报告Chipeta et al。(2016)表明,农民将木薯根坏死症状归因于土壤肥力较差。这是由于这样的事实:木薯根坏死引起的摘要在根收获,因此常常可以观察到疾病的可能的协会与可怜的土壤。农民也被认为与其他因素和相关摘要感染包括恶劣天气、昆虫和成熟度14岁,14岁和12%,分别。然而,只有7.5%的疾病相关联的农民种植材料,这是一个清楚地表明,农民们没有意识到交流木薯茎岩屑会导致疾病的传播。因此,当前的研究强调了需要加强摘要创造意识,其原因以及控制选项。先前的研究还强调需要加强农民意识的原因,传播和管理策略(Chipeta et al ., 2016;宾利et al ., 2017;Munguti et al ., 2018;Kidasi et al ., 2021)。流氓和摧毁受感染的植物被报告的调查对象是最常应用的管理实践在基利菲和泰塔Taveta县,分别为74.4和90.9%。然而,大多数的流氓在收割阶段完成后观察根症状由于挑战叶症状的识别。

木薯种植材料的主要来源据受访者/基利菲和泰塔Taveta县的农民都是回收的木薯粉前季作物和交换/借用邻居。这些结果表明,农民缺乏知识的重要性清洁种植材料决定成功的一个关键因素木薯生产。农民无法认识到叶面加上大量的感染症状,结果的传播疾病的风险增加在自己的农场和产量减少随时间(莱格et al ., 2011;Shirima et al ., 2019)。这些实践的循环和交换木薯粉是常见的在撒哈拉以南非洲地区的许多地方种植木薯(Chipeta et al ., 2016;Munguti et al ., 2018;Shirima et al ., 2019;Kidasi et al ., 2021)。这些实践报告是病毒的主要来源培养液在随后的作物木薯农场周期按照从先前的研究报告(Mbewe et al ., 2015;Maruthi et al ., 2017)。此外,由于木薯作物超低温保存是一个回收的种植材料的质量逐渐退化由于病虫害感染、农艺和其他因素(卡尔弗特,打2002;Shirima et al ., 2019)。

回收的实践和与邻居交换木薯粉或地区是一个典型的非正式的种子系统因种植材料。这些种植材料通常由混合木薯品种,这是低收益和高度容易病毒性疾病包括摘要。理想的解决方案在肯尼亚是鼓励农民种植木薯认证种子(茎岩屑)。因此,有需要加强木薯种子认证系统使用virus-indexed无病起始物料和建立一个可持续的乘法和种子系统的分布无病木薯的种植材料的方法来减轻快速传播摘要(McQuaid et al ., 2016;Maruthi et al ., 2017;Munganyinka et al ., 2018)。根据我们的发现,少数农民的种植木薯茎岩屑从研究机构和从市场购买。这可能归因于发泄着对大多数农民的种植材料以及缺乏足够数量的合格种子材料阻碍努力使用认证的木薯种植材料。有需要种子业务模型的推广和采用可持续供应农民无病木薯的种植材料(Kilwinger et al ., 2021)。除了适当的激励需要吸引更多的私人投资者为实现木薯种子生产企业。

使用宿主抵抗摘要可能是一种有效的方法来控制这种疾病。然而,使用宿主抵抗也是复杂的首选木薯品种的品质。例如在肯尼亚的沿海地区,Kibandameno当地农民偏好的木薯品种是由于较高的干物质和甜蜜,但是,它是非常容易摘要,这可能解释了在该地区的高传染性疾病。类似的结果也出现了琼斯(2020)大多数farmer-preferred木薯品种极易受病毒性疾病。农民认为Tajirika木薯品种是最受到摘要和其他疾病的影响,解释了摘要叶面Tajirika品种出现症状,但根没有影响(没有根坏死)。然而,这可以是一个来源的培养液加速传播的病毒易感木薯品种。因此,这项研究表明,主要的木薯品种生长在肯尼亚沿海地区被感染病毒导致摘要。使用释放,改善和抗病品种为了减少损失由于摘要高度鼓励农民在肯尼亚的沿海地区。

目前的研究报道两种病毒的广泛传播,导致肯尼亚沿海地区发生摘要单独或联合感染(CBSV + UCBSV)。这项研究表明,木薯褐条病病毒(CBSV)是最主要的发病率为59%,在所有的三个县发现(Kilifi、Kwale Taita-Taveta)其次是UCBSV为54.2%。这些发现与之前的研究相一致Kathurima和Ateka (2019)报道CBSV主要病毒在肯尼亚的沿海地区。然而,CBSV的发病率显著降低,而我们的研究。多个病毒感染导致毁灭性的疾病通常发生在两个或两个以上的不相关的病毒同时感染一种植物(Munguti et al ., 2018)。合并感染的两种病毒在所有受访基利菲和Kwale县地区除了Taita-Taveta县。然而,我们的研究结果报告合并感染的发生率低于先前报道Kathurima和Ateka (2019)。这些发现与之前的研究,相关CBSV局限于沿海低地和UCBSV认为高地流行病毒(Alicai et al ., 2007;霸王et al ., 2010;冬天et al ., 2010)。措施必须落实到位管理CBSV发病率的增加和UCBSV在肯尼亚沿海地区继续消极影响木薯生产、生产力和利用率,成为威胁粮食安全。有需要进一步调查研究,以了解CBSV之间的协同交互发生的和UCBSV隔离。

在这项研究中,木薯植株症状指示性摘要显示负面结果的病毒通过rt - pcr分析。这些症状和消极的rt - pcr的结果可能是由于存在的新变种病毒隔离或可能缺乏现有的诊断分析,准确地检测到病毒或可能的新变种。类似的研究结果报道Shirima et al。(2022)。相反,有木薯植物没有摘要CBSV阳性症状。这意味着建立CBSVs控制策略时的困难。摘要叶面已报告的症状取决于天气条件或品种特点和在许多情况下这种疾病仍未被发现的树叶直到作物成熟和症状发现根(Alicai et al ., 2007;Ntawuruhunga莱格,2007年)。这支持快速实地诊断工具需要赞美的视觉检查病变种植材料尤其是在增殖阶段,种子认证计划(Shirima et al ., 2019)。

在所有接受调查的地区,只有Wundanyi Sub-county-in泰塔Taveta县被发现的病毒基于症状和消极的rt - pcr的结果。这是一个迹象表明,北面是一个可能的首选区域设置乘法网站无病木薯种植材料供应的另一个县在摘要的沿海地区流行。先前的研究McQuaid et al。(2016)还建议设立乘法站点地区木薯的种植材料的低疾病压力和低人口密度矢量。

大多数的木薯种植是小农,因此有效的传统控制策略的管理和控制是至关重要的木薯褐色条斑病。摘要的方法目前用于管理包括使用清洁种植材料、文化实践(胭脂,根除病变的植物,间作)和认证的种子(莱格,2015)。然而,这些方法只减少病毒培养液在没有完全消除这种疾病。农民重用岩屑源自自己的字段将不会减少疾病的影响,因为这往往会保持30%−50%的摘要感染尤其是疾病热点(帕蒂尔et al ., 2015)。有限的自然抵抗摘要已被确定在几个木薯基因型,并演示了一个病毒物种(UCBSV)导致摘要(冬天et al ., 2010)。此外,持续的木薯种质筛选和鉴定反应摘要感染一定要确定更多的基因型与摘要宽容或阻力特性。部署这样的宽容或抗性品种可以帮助减少疾病传播的有效控制和与之相关的损失。以来,抗摘要没有被发现在木薯基因型传统上增加了农民在非洲,因此有必要开发转基因和基因编辑方法减少摘要的增加影响。

结论

这项研究揭示了木薯生产和生产力的持续威胁沿海地区的肯尼亚的持续传播木薯褐色条斑病。增加摘要存在和传播可能是由于很多因素包括农民无力识别疾病从而导致其传播通过回收和交换病茎岩屑,或可能的遗传变异的摘要病毒株之间的其他因素。缺乏清洁的调查地区的木薯种植材料导致岩屑的回收,农户借贷或交换受感染的物质和地区以及使用高度敏感的木薯品种发挥重要作用在摘要的传播。研究结果指出需要加强木薯种子认证系统为农民收获的好处木薯解决粮食安全挑战。我们的研究结果表明,农民缺乏足够的知识的重要性植物健康木薯生产成功的一个关键因素。有需要农民进行宣传,提高意识的传播和管理摘要。这项研究还提供了一个依据干预控制摘要。机会建立可持续的来源无病木薯种植材料通过形式化的木薯涉及使用正式发布的种子系统和改进应该priotized木薯品种。因此,随着摘要流行病的传播,需要进一步确定病毒的基因组特征和可能的遗传变异通知更好的基因标记的发展目标更好的检测和通知育种策略。有需要的连续评估摘要随着时间的推移扩散在所有木薯种植区,进一步确定摘要阻力的来源。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。

作者的贡献

调频、EN、DK, IM,我造成了观念和设计研究。调频、EN、DK, HY, IM,导致了设计方法。调频收集调查数据,分析数据,写了第一个草稿的手稿。在验证数据,导致数据分析。恩,DK, IM,我修改和编辑手稿和监督工作。我提供了资源。所有作者的文章和批准提交的版本的手稿。

资金

这项工作是由能力建设在农业区域大学论坛(RUFORUM)通过改变非洲农业大学非洲的经济增长和发展带来实质性贡献(TAGDEv)通过万事达基金会(格兰特ID:俄文/ 2018 /鲤鱼+ / 04)。

确认

作者承认肯尼亚内罗毕大学的植物卫生检查员的服务和支持。我们感谢所有的农民进行了采样。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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补充材料

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