的分布烟在不同的农业生态区域在乌干达和虫媒传染病的威胁到新的木薯种植区
Annet Namuddu
苏珊密封
莎朗·范Brunschot
Osnat发言3,
理查德Kabaalu
Shai莫林
克里斯托弗Omongo
约翰•科尔文- 1格林威治大学自然资源学院,英国肯特郡
- 2块根作物项目、国家农作物资源研究所,坎帕拉乌干达
- 3昆虫学、耶路撒冷希伯来大学的,以色列Rehovot
以前的研究显示,在撒哈拉以南非洲地区的木薯花叶病(CMD)和木薯褐色条斑病(摘要)大流行到不同的木薯种植地区高烟人群。研究表明有鲜明的差异在一些粉虱的物种,但他们没有广泛在农业生态学。的成员烟粉虱物种复杂称为撒哈拉以南非洲1 (SSA1)和SSA2与CMD和摘要病毒的传播。严重的CMD大流行期间在1990年代,SSA2是最主要直到SSA1死灰复燃,特别是SSA1-subgroup1 (SSA1-SG1)从2000年代早期到目前为止。木薯是一个弹性的作物已经成为一个重要的粮食安全作物干旱和引入新的领域和地区。考虑到角色烟粉虱在木薯的传播病毒大流行到邻近的地区,我们的遗传多样性和分布调查烟粉虱在9个不同的2017年乌干达农业生态区域。成人烟粉虱收集从木薯和其他33个宿主植物cassava-growing地区,没有木薯的木薯和有限的地区,它在哪里被引入作为一个粮食安全作物。部分序列的线粒体细胞色素氧化酶基因(657个基点)1 (mtCO1)被用来确定采样之间的系统发育关系B。烟。木薯烟粉虱SSA1(干系人,-SG2 -Hoslundia(以前称为SSA1-SG1/2), -SG3), SSA2 SSA3;non-cassava烟粉虱SSA6、SSA10 SSA11、SSA12 SSA13, MED-ASL, MED-Q1, MEAM1,印度洋;和其他Bemisia物种,Bemisia之后和Bemisia Uganda1被确定。SSA3,的一个关键烟粉虱物种发生在木薯在西非,首次在乌干达被发现。SSA1-SG1广泛分布,成为主流木薯和17日被发现其他寄主植物。SSA1-SG1存在于环境的能力有限或没有木薯生长姿势继续传播病毒大流行的风险。因此,措施必须到位,防止病变的材料到新的领域的引入,从向量存在。
介绍
木薯(木薯耐)是最重要的一个主要粮食作物8亿多人和撒哈拉以南非洲地区的收入来源(伯恩斯et al ., 2010;粮农组织2019)。边际地区其他作物生长的能力不能生存和根长时间储存在地面长期允许灵活的收获,使得它成为了一个重要的粮食安全作物(El-sharkawy 2007;雷伊和Vanderschuren, 2017)。木薯生产主要是受制于两个毁灭性的疾病,木薯花叶病(CMD)和木薯褐色条斑病(摘要)。都是由病毒引起的通过烟粉虱(Maruthi et al ., 2002,2005年;莱格et al ., 2014)。
CMD是由木薯花叶geminiviruses属于属(发生)Begomovirus和家人Geminiviridae(牛et al ., 2006;阿拉et al ., 2011)。CMD症状特点是马赛克模式上的叶子,叶子失真,减少叶大小,这减少了光合面积,因此植物生长和产量。植物是严重影响变得高度发育不良和生产没有块茎(阿拉et al ., 2011)。CMD是广泛在撒哈拉以南非洲地区(雷伊和Vanderschuren, 2017),总收率亏损1.9美元每年-27亿据报道在所有受影响的国家(Scholthof et al ., 2011)。
摘要是由木薯褐条病毒(CBSVs)属于属Ipomovirus和家人Potyviridae(霸王et al ., 2001;Mbanzibwa et al ., 2009;冬天et al ., 2010;Ndunguru et al ., 2015)。摘要症状包括黄色有疤的萎黄病的主要和次要叶静脉发生在成熟的叶子,褐色坏死条纹绿色部分的茎,根收缩和黄色或棕色活泼的根块茎不适合消费呈现坏死(Alicai et al ., 2007)。摘要据报道在大湖地区(非洲东部和雷伊和Vanderschuren, 2017),估计产量损失7.5亿美元(Alicai et al ., 2019)。
作物超低温保存,这些病毒是通过一代一代的繁衍,容易积累在植物中易感基因型。这允许重组造成疾病的快速传播和病毒变异,在某些情况下导致了严重的传染病,例如,1990年代末的木薯花叶病流行(周et al ., 1997)。另一方面,报告显示,木薯褐条病毒的基因组是快速发展的(Alicai et al ., 2016),有更多的遗传变异在木薯褐条病毒(Ndunguru et al ., 2015)。管理这些病毒性疾病的关注持续发展和部署耐CMD和摘要宽容木薯品种(莱格et al ., 2011;Kawuki et al ., 2016)。努力已经到位,特别是由乌干达政府,以确保其国家农业研究系统病毒脱毒材料分发给农民。也有持续发展生产木薯品种与病毒和粉虱阻力。
烟是一组至少40假定的神秘形态无法区分物种的成员(Dinsdale et al ., 2010;刘et al ., 2012;莱格et al ., 2014;Mugerwa et al ., 2018,2021年,一个)。烟粉虱造成损害:(i)直接喂食,导致发育不良和植物坏死特别是在幼苗,(ii)的分泌蜜汁支持腐生真菌(乌黑的模具),减少光合作用和水果质量(伯恩和波纹管,1991;布朗et al ., 1995;奥利维拉et al ., 2001),(3)> 400种病毒的传播(https://ictvonline.org/taxonomy),其中大部分属于属Begomovirus(布朗et al ., 2015;Zerbini et al ., 2017)。其他经济重要的病毒传播烟粉虱包括torradoviruses, criniviruses和ipomoviruses (琼斯,2003;冬天et al ., 2010;其中,et al ., 2015;Lecoq et al ., 2016)。
部分3 '线粒体细胞色素氧化酶1 (mtCO1)序列已经划定神秘物种中得到广泛应用烟粉虱复杂,尽管它是越来越认识到一个综合的方法,结合分子标记信息和生物研究发现需要完整的物种多样性烟粉虱(Vyskočilova et al ., 2018;Mugerwa et al ., 2020)。在非洲,假定的物种烟粉虱撒哈拉以南的非洲地区(SSA) [SSA1 SSA7 SSA9 SSA16],地中海(地中海),东非1 (EA1),印度洋(IO)和中间东亚Minor1 (MEAM1),在重要的农作物包括木薯耐(木薯),番薯甘薯(地瓜)、园艺作物等Cucurbitaspp。菜豆(bean),现esculentus(秋葵)以及各种杂草物种(Sseruwagi et al ., 2005;Esterhuizen et al ., 2013;莱格et al ., 2014;Mugerwa et al ., 2018,2021年,一个;Vyskočilova et al ., 2019)。SSA1及其不同群体(1到5又1/2),SSA2, SSA3, SSA4 SSA5利用木薯作为开发(宿主贝瑞et al ., 2004;Esterhuizen et al ., 2013;莱格et al ., 2014;Manani et al ., 2017;Wosula et al ., 2017)。
严重CMD大流行,造成巨大的产量损失在乌干达在1990年代(Otim-Nape et al ., 1994和摘要流行于2000年代Alicai et al ., 2007)已经扩散到其他东部和中部非洲国家。这些流行病的蔓延到邻近地区高的数量有关烟粉虱被称为SSA2 (莱格et al ., 2002),后来被SSA1取代,主要从2000年代SSA1-SG1日期(Mugerwa et al ., 2012;莱格et al ., 2014;盟友et al ., 2019)。据报道,2001年在肯尼亚西部CMD大流行是由于SSA2从乌干达东部迁移,CMD流行的报道开始在1980年代末(莱格,1994;莱格et al ., 2014;Manani et al ., 2017)。卢旺达和布隆迪东北部东北部CMD的增加在2000年和2003年,分别与丰富的SSA1-SG1从乌干达迁移(莱格et al ., 2014)。SSA1-SG1的高人口中非共和国(汽车)也与CMD的传播通过刚果民主共和国(DRC)从乌干达发生(Tocko-Marabena et al ., 2017)。严重的CMD大流行在坦桑尼亚归因于SSA1-SG1传播它的高人口从乌干达到邻近地区Misenyi和Geita (Tajebe et al ., 2015)。
许多命题高粉虱种群已经提出,这些包括:(i) virus-vector-host交互增加了对木薯粉虱种群的繁殖能力,导致传播疾病的向量(科尔文et al ., 2004),(2)CMD-resistant但高度敏感的粉虱木薯品种,改变了生态环境有利于创造高粉虱种群(Omongo et al ., 2012)和(iii)的到来一个入侵者向量人口(现在被称为SSA2)更适合木薯,更多产的和更有效地传输东部非洲木薯花叶病毒乌干达变体(EACMV-UG)比土著SSA1物种(莱格et al ., 2002)。此外,SSA1-SG1据报道发生在30多个宿主物种比其他mtCO1 SSA1物种子组(Tocko-Marabena et al ., 2017;Mugerwa et al ., 2021 a的角色),建议其他寄主植物的生态学和种群动态。广泛的宿主范围可以使这些害虫变得非常丰富,即使没有最喜欢的宿主物种(乔伊斯,1983;巴特勒和Henneberry, 1985)。先前的研究发现在非洲东部和中部烟粉虱即SSA2和SSA1-SG1负责CMD大流行(莱格et al ., 2002,2014年;Mugerwa et al ., 2012主要在木薯种植区)进行。木薯种植面积扩大到包括地区不是之前所知种植木薯卡拉莫贾地区次区域和高地范围。这是因为木薯已被确认为粮食安全作物能够承受气候变化的影响(贾维斯et al ., 2012)。虽然调查烟粉虱与流行病在东非表示高粉虱种群扩散迁移到新的地区,最近的研究表明,东部非洲起源的中心烟粉虱(Mugerwa et al ., 2018)。非洲木薯也流行病毒(Tiendrebeogo et al ., 2012;汤姆林森et al ., 2017)。很可能这些粉虱non-cassava种植区的物种可能存在其他寄主植物。本研究样本在一个大的领域,在乌干达农业生态区域生成一个更好地了解烟粉虱现在木薯和替代主机上的多样性在不同的农业生态区域。本研究揭示了存在一种木薯粉虱(SSA3)在乌干达从未存在。这样的知识是至关重要的在开发和部署适当的综合管理策略,旨在控制新兴粉虱和whitefly-transmitted疾病的暴发。农业生态区的分类根据不同的农业系统,土壤因素、气候条件、海拔和主要植被(Kraybill Kidoido, 2009)。
材料和方法
研究区域
这项研究是在9个农业生态区域进行在乌干达在2017年5月和8月,(图1)。研究领域包括木薯种植区,那些有限的木薯种植,和地区没有木薯。木薯种植区包括:朝鲜西部草原草地(里拉区),北东部草原草地(Otuke区)和对位热带稀树草原(Kiryandongo区)的特点是monomodal降雨,年平均降雨量1340年,1197年和1259毫米。地区介质高生产力的土壤。主要作物有豆类、花生、高粱、小米、秋葵、芝麻和木薯。农业是主要和一些商业农场生存。Kyoga平原(Kamuli Iganga、Budaka Mbale,索里提和Serere地区),维多利亚湖新月(木叩,Wakiso Jinja区)和西部草原草原(西方Masindi Kyenjojo、Kabarole Kasese南部和Kamwenge区)的特点是双峰降雨量、年平均1215,1750,和1270毫米。Kyoga平原的土壤是可怜的/中等富有成效,而在维多利亚湖新月和稀树大草原西部草原中/高生产力。这三个地区的作物包括玉米、豆类、甘薯、花生,罗布斯塔咖啡、园艺作物、香蕉和木薯。Kyoga平原和西部草原草地种植小米和每个地区只种植棉花和茶,分别。 Farming in the Kyoga plains is subsistence with some commercial farming, while the Lake Victoria crescent and western savanna grasslands have both subsistence and commercial farming (Kraybill Kidoido, 2009)。采样木薯种植区的高度范围内海拔900到1570米之间(a.s.l)和年平均温度从20.3到24.4°C (Climate-Data.org)。
图1。乌干达农业生态地区烟粉虱收集5月/ 2017年8月由white-mesh覆盖区域所示。
有限的木薯种植的地区是:卡拉莫贾地区北部东部草原草地(Abim Nakapiripirit和Amudat地区)是具有monomodal降雨量平均每年从300到1000毫米(美国国际开发署,2017)和年平均气温20到24°C (Climate-Data.org)。抽样地区的海拔范围从1100到1490 m a.s.l。土壤贫穷/媒介生产和农业主要是生存。作物包括芝麻、葵花籽、花生、高粱。南西部耕地(Rukungiri和Bushenyi地区)和高地范围(Bulambuli,本迪布焦Kasese北部,基斯罗和卡巴利区)的特点是双峰与年平均降雨量1170 - 1400毫米,分别为(Kraybill Kidoido, 2009)。海拔之间的采样南西部农田地区范围1,其子as 590和1630 m。l和年平均温度从19.5到21°C (Climate-Data.org)。采样高地的高度范围是其子as 850和2010之间。l和年平均温度从16.8到21.2°C。香蕉作物,大豆、甘薯和玉米。南西方农田也生长罗布斯塔咖啡和小米,而高地范围增长阿拉比卡咖啡,土豆和豌豆。
没有木薯种植的地区包括:朝鲜东部旱地(Kaabong, Kotido、Moroto Napak区)的特点是monomodal的年平均降雨量745毫米。土壤是穷人/媒介生产。农业在很大程度上是与田园生活活动,作物包括口香糖阿拉比卡、芝麻、高粱和向日葵(Kraybill Kidoido, 2009)。年平均气温20 - 24°C和海拔1000至1500米a.s.l。
粉虱集合
成人烟粉虱从培养和non-cultivated植物收集的字段在结束和开始降雨在乌干达(5 / 2017年8月)。采样地点选择基于观察烟粉虱在植物上,抽样主要和农村公路隔开间隔10 - 20公里所描述的Mugerwa et al。(2018)。对于木薯的网站,从木薯烟粉虱收集和其他寄主植物中找到或毗邻木薯字段。植物相邻木薯字段被定义为那些定位在利润率0-25米离最近的木薯的边缘领域。成人烟粉虱是使用吸引器收集和保存在90%乙醇。烟粉虱收集来自同一宿主在采样站点存储在同一管,但那些来自不同寄主植物被存储在单独的管道。共289个样本收集。Geo-coordinates(经度和纬度)记录为每个集合网站使用地理定位系统(GPS, Garmin eTrex Vista Cx)和其他元数据包括村庄,北面和地区名称。每个集合的geo-coordinates网站被用来生成一个地图使用10.6.1 ArcMap软件版本(http://www.arcgis.com/features/)。
粉虱DNA提取
基因组DNA提取分开两个人烟粉虱随机选择从每个样本(埃普多夫管),使用Chelex方法开发的白色et al。(2009)。75年每个粉虱ChelexμL 10%®(西格玛奥德里奇,圣路易斯,美国)含6μL 10毫克/毫升蛋白酶K被1.5毫升埃普多夫管氧化锆珠用一颗子弹搅拌机匀浆器(下推进,Averill公园,纽约)。埃普多夫管与提取是离心机在15871克1分钟。提取培养1 h在37°C,然后10分钟在96°C变性酶。从578年烟粉虱和提取的DNA提取存储在−20°C到使用。
mtCO1 DNA PCR扩增,纯化和测序
mtCO1基因的3 '地区是放大使用底漆,2195年bt (TGRTTTTTTGGTCATCCRGAAGT)和反向引物C012 / Bt-sh2 (TTTACTGCACTTTCTGCC)预期的扩增子的大小867个基点(Mugerwa et al ., 2018)。的总反应混合物30μL包含2μL DNA的提取、0.2μM每一对引物,6μL 5 x MyTaq缓冲HS (Bioline), 1.0 U MyTaq聚合酶(Bioline)和分子级水(英国Sigma-Aldrich)。PCR循环执行96年Veriti好热循环(应用生物系统公司、英国)程序如下:最初的变性在95°C / 3分钟,10个周期的95°C / 30年代,退火在45°C / 30年代和72°C / 1分钟;20周期95°C / 30年代,退火在50°C / 30年代和72°C / 1分钟和最后的周期在72°C / 10分钟。PCR电泳产品是1% (w / v)琼脂糖凝胶在0.5 X三羟甲基氨基甲烷/硼酸/ EDTA缓冲液,沾RedSafe™(生物技术基因内区、韩国)。PCR产物琼脂糖凝胶上的可视化在302 nm紫外线下trans-illuminator GBOX,化学16(英国Syngene),这些预期的大小是纯化使用核酸外切酶1和南极磷酸酶(Exo1-AP)治疗Werle et al。(1994)在浓度和孵化条件下与修改。Werle et al。(1994)与1 U 2μL PCR产品混合使用Exo1和1 U美联社和孵化1 h在37°C。酶灭活了15分钟在72°C。在这项研究中,PCR产品(20μL)混合1 U Exo1和1 U美联社(新英格兰生物学实验室,英国)和孵化为20分钟37°C。酶的灭活10分钟80°C。纯化PCR产品被Sanger测序在两个方向GATC生物技术(德国)。
系统发育分析部分mtCO1序列
部分mtCO1桑格序列生成在这项研究首次放映在10.2.3 Geneious版本使用质量检查。首先,共识序列使用反向和正向生成序列为每个单独的粉虱(基尔斯et al ., 2012)。本研究的新共识序列与高通量测序(高温超导)派生mitogenome序列直接从基因库下载,使用MAFFT (Katoh史坦利,2013年)。所有装有indels桑格序列被淘汰,而不是考虑进一步分析。其余桑格序列一起HTS-sequences被削减到657 bp和翻译从适当的密码子氨基酸残基位置使用无脊椎动物线粒体DNA遗传编码:(i)识别潜在的过早停止密码子,(2)使氨基酸残基对齐对高温超导参考CO1氨基酸序列数据集。桑格而过早停止密码子和氨基酸替换修剪中高度保守的地区发现高温超导参考CO1基因被淘汰。然后从剩余序列中提取(66独特的单体型n= 328)和粉虱与等效参考序列直接从基因库按照下载昆兹et al . (2019)。MEGA-X被用来确定最佳替代模型。系统发育分析使用BEAST2,采用马尔可夫链蒙特卡罗抽样近似后验概率密度)的发展史(彼得,1995)。它还利用小猎犬号库,高性能的应用程序编程接口和图书馆统计系统发育推断(艾尔斯et al ., 2012)。美丽女孩版本2.5.1是用于生成xml文件分析2.5.1野兽版本。树将“圣诞”之前,时钟模型被设定严格的时钟和出生率是统一的。网站模型指定为TN93,基本频率估计和伽马+不变的网站是异质性模型。密度是竞选1000万代和采样每1000代(第一个10%的树木被丢弃的老化)。TreeAnnotator版本2.5.1是用于生成最后的树,这是无花果树从3版本可视化参考序列的相似性和单体型序列从我们的研究。Bemisia之后(加入。KF734668)和T。vaporariorum(加入。AY521265)被用作整个外围集团烟粉虱复杂。66独特的单体型序列存入基因库序列数据库(加入数字MN271483-MN271548)。
结果
抽样和系统发育分析
从两个人的烟粉虱和提取的DNA测序/宿主特定采样在给定的位置。328 mtCO1优质序列分析了从个人烟粉虱后删除148序列包含错误/伪基因所描述的Vyskočilova et al . (2018)。个人烟粉虱的身份确定基于他们与已经定义物种系统发育位置和序列的身份(图2),使用3.5%的散度阈值判据核苷酸序列(Dinsdale et al ., 2010)。十三遗传学上截然不同的组中确定研究(图3),其中6个;SSA1、SSA2 SSA3 MED-ASL, IO和b .之后收集从木薯(表1)。SSA1由四个群体即SSA1-SG1 SSA1-SG2, SSA1-SG3, SSA1-IntSG1/2,我们将参考本研究作为SSA1-Hoslundia因为名称“中间”是用词不当。的亚群体SSA1本身与生物特征,单独从其他组,例如,四龄仙女被首次发现Hoslundia opposita也没有仙女曾被发现在木薯字段(Namuddu 2019)。SSA1-SG3没有检测到木薯而是bean (表1)。从木薯粉虱的样本收集(111),SSA1-SG1是最主要的构成75.7% (84/111)。SSA1-SG2分别为11.7%(13/111),0.9%(1/111)是SSA1-Hoslundia SSA2 2.7% (3/111), 0.9% (1/111) SSA3, MED-ASL 2.7%(3/111), 0.9%(1/111)的IO和4.5% (5/111)b .之后(表1)。
图2。基于偏mtCO1 BEAST2系谱树序列(657个基点)的成年人烟粉虱物种和其他共同宿主植物粉虱物种从木薯和收集5月/ 2017年8月在乌干达。数字表示节点的后验概率。用红色数字除了样本序列与特定个人的数量单体型和绿色的参考序列。
图3。结构百分比的粉虱从不同的农业生态区域收集的物种可能/ 2017年8月期间在乌干达。SSA,撒哈拉以南非洲地区;SG,子群;地中海,地中海;美国手语,非洲银迅速翻阅;IO,印度洋;b .提价后,Bemisia之后;MEAM1,中产东亚Minor1和b . Uganda1 Bemisia Uganda1。
表1。成人的数量烟粉虱物种和其他粉虱物种从培养和收集non-cultivated寄主植物5月/ 2017年8月在乌干达。
宿主范围的烟粉虱在不同在乌干达农业
烟粉虱从9个农业生态区收集30区(图1宿主)和34个物种属于17植物的家庭(表1)。对木薯SSA1-SG1成为主流,而MED-ASL最普遍在non-cassava寄主植物(表1)。SSA1-SG1占34.5%(113/328),而MED-ASL包括总数的23.8%(78/328)的烟粉虱类型不同的寄主植物在乌干达(图3)。SSA1-SG1还发现宿主物种(17日表1)。SSA1物种的其他三个子组中确定本研究;SSA1-SG2, SSA1-SG3 SSA1-Hoslundia,由4%,分别为0.3%和1.5%的总输入烟粉虱(图3)。SSA1-SG2木薯和SSA1-SG3发生p .寻常的分别为(表1),而SSA1-Hoslundia木薯被发现,l·卡马拉和o . gratissimum(表1)。MED-ASL 21日被发现植物物种和大部分人除了成为主流o . gratissimum:烟草,l·卡马拉benghalensis和答:conyzoids(表1)。
其他烟粉虱物种鉴定的研究包括:SSA2、SSA3, SSA6, SSA10, SSA11, SSA12, SSA13, IO, MEAM1, MED-Q1这些组成的1.8,0.6,4.3,0.9,3.4,0.9,4,4.6,0.6,5.8%,分别占总数的烟粉虱类型(图3)。b . Uganda1和其他粉虱物种b .之后,由分别为2.4%和6.7 (图3)。粉虱物种SSA2 SSA3, IO和b .之后发生在木薯。SSA2还发现e . heterophylla l·卡马拉和h . opposita,而SSA3发生在p .寻常的。b .之后发生在l·卡马拉o . latifolia和一个未知的杂草物种(表1)。SSA6只有在被发现o . gratissimum(表1)。MED-Q1主要被发现n .烟草。IO和SSA13同样发生在l·卡马拉。SSA11 SSA12同样被发现c . benghalensis(表1)。SSA10只有在被发现诉amygdalina。b . Uganda1通常发生在一、甘薯(表1)。
烟粉虱在不同分布在乌干达农业
图4农业生态分布不同的细节烟粉虱本研究物种中确定。有一个明显的差异分布的烟粉虱在不同农业生态区。SSA1-SG1是最广泛分布烟粉虱物种在烟粉虱收集的9个农业(图4一);其次是MED-ASL发生的七个农业(图4 d)。SSA1-SG1东北旱地为主,Kyoga平原,西部草原草地,农田和西南高地范围包括为50%(7/14),45.6%(31/68),42.6%(20/47),34.8%(8/23)和37.8%(17/45)的烟粉虱在每个收集农业生态区域,分别而MED-ASL成为主流西北部草原草地和维多利亚湖新月76.9%(10/13)和33.3%(27/81),分别为(表2)。IO是最主要的东北草原草地组成的34.3% (12/35)(表2)。SSA1-SG1 MED-Q1同样发生在帕拉草原,(1/2)。MED-Q1被发现在六个农业(表2;图4 c)。SSA1-SG2和SSA6分布在五个农业(表2;数字4,E)。SSA11 SSA13被发现在四个农业(表2;图4 c,E)。的三个烟粉虱物种即SSA1-Hoslundia, SSA2和IO分布在三个农业(表2;图4 b,E)。只有SSA12分布在两个农业(表2;图4 c)。的四个烟粉虱物种;SSA1-SG3、SSA3 SSA10和MEAM1发生在只有一个农业生态区域(表2;图4 b- - - - - -D)。其他的烟粉虱在这项研究中发现B。之后和b . Uganda1分布在6个农业(表2;图4 f)。
图4。农业生态分布(一)SSA1-SG1 SSA1-SG2:(B)SSA1-Hoslundia、SSA1-SG3 SSA2 SSA3:(C)SSA10、SSA11 SSA12 MED-Q1:(D)MED-ASL MEAM1:(E)SSA6 SSA13和印度洋:和(F)b .之后在乌干达和Bemisia Uganda1物种收集5月/ 2017年8月。的缩写烟粉虱物种:SSA,撒哈拉以南非洲地区;SG,子群;地中海,地中海;美国手语,非洲银迅速翻阅和MEAM1东亚Minor1中间。
表2。组成百分比的成年烟粉虱收集在不同的农业可能/ 2017年8月在乌干达。
讨论
木薯是一个关键的粮食安全作物在许多撒哈拉以南非洲国家,但生产受到害虫和病毒性疾病的影响。烟粉虱害虫和木薯病毒的一个向量,那么重要的是要理解烟粉虱物种及其分布在不同农业生态区为了部署适当的管理策略。在这项研究中,我们进行了一次广泛的调查在不同农业生态区,包括木薯种植区和地区有限或没有木薯种植。这项研究调查了238个高质量的序列为粉虱个人收集在九从34寄主植物在乌干达农业生态区。
烟物种鉴定木薯
的烟粉虱物种在木薯发现:SSA1(干系人,-SG2 -Hoslundia) (88.3%), SSA2 (2.7%)、SSA3 (0.9%)、MED-ASL(2.7%)和IO (0.9%)。SSA1-SG1(75.7%)上所有的烟粉虱确定木薯为主。的五个烟粉虱物种,SSA1、SSA2 SSA3已报告在撒哈拉以南非洲木薯(Sseruwagi et al ., 2005;莱格et al ., 2014;Ghosh et al ., 2015;Nwezeobi et al ., 2020;Mugerwa et al ., 2021 b)。SSA1-SG1, SSA1-SG2 SSA2被报道为主要木薯殖民者在乌干达和肯尼亚(Mugerwa et al ., 2012,2021年,一个;莱格et al ., 2014),而SSA1-SG1和SSA1-SG3木薯在坦桑尼亚的主要殖民者(Ghosh et al ., 2015;Tajebe et al ., 2015)。我们的研究结果补充早期的研究报告的存在SSA1(干系人,-SG2和-Hoslundia)和SSA2木薯在乌干达(莱格et al ., 2014)。尽管如此,SSA1-SG3 non-cassava宿主被发现,P。寻常的。SSA1-SG3木薯在不被察觉的情况下,可能是因为它是罕见或流离失所SSA1-SG1替代寄主植物的高人口。同样的,Mugerwa et al。(2021)发现SSA1-SG3替代寄主植物,其中包括;P。寻常的,年代。melongena H。opposita,藿香sp.和年代。acuta。此外,Mugerwa et al。(2021 b)观察到SSA1-SG3是最多产的在三个工作小组(干系人,-SG2和-SG3) SSA1物种。最近的研究结果Mugerwa et al。(2020)显示有交配SSA1-SG1之间的兼容性和SSA1-SG2,而SSA1-SG3和SSA1-SG1繁殖不兼容,这可能解释了为什么SSA1-SG3 SSA1-SG1和SSA1-SG2不同种类,不同的发生在木薯和繁殖力。因此可能的高人口SSA1-SG1取代SSA1-SG3从木薯在乌干达替代主机。
SSA1-SG1和SSA2报道与木薯病毒的传播,导致CMD和摘要,造成产量损失在东非(50%莱格et al ., 2002,2014年;Maruthi et al ., 2005)。从2000年开始,据报道,SSA2逐渐取代了SSA1-SG1 (莱格et al ., 2014),高数量的烟粉虱对木薯和CMD的传播归咎于SSA1-SG1 (Mugerwa et al ., 2012;莱格et al ., 2014;Tajebe et al ., 2015),这也是最主要的SSA1物种在这个研究。
这里我们报告首次在乌干达SSA3的存在。SSA3是关键之一烟粉虱物种殖民在尼日利亚木薯(Ghosh et al ., 2015;Nwezeobi et al ., 2020)。Nwezeobi et al。(2020)报道,SSA3东部发现了尼日利亚、贝宁、喀麦隆、多哥和中非共和国。莱格et al。(2014)发现SSA3在刚果民主共和国西部受CMD流感大流行的影响。这个区域边界与SSA3确定的地区我们的研究。因此,SSA3可能会被引入东非从西非。虽然SSA3是广泛分布在尼日利亚东部,在较低的数字,没有对木薯构成重大威胁的直接损失(Nwezeobi et al ., 2020)。此外,CMD在田间发病率并不严重和广泛分布目前东非(CMD流行Nwezeobi et al ., 2020)。这表明SSA3可能不是一个严重的威胁SSA1-SG1害虫和向量。木薯MED-ASL和IO物种发生,但早期的研究,包括收集四龄仙女报道,这些殖民地木薯(Sseruwagi et al ., 2005)。MED-ASL和IO,因此,成人烟粉虱在木薯可能是短暂的。
木薯烟粉虱发生在其他寄主植物
木薯烟粉虱物种鉴定SSA1, SSA2 SSA3。其中,SSA1尤其是SSA1-SG1是最杂食性的,发生在18个植物物种。以前的研究报道,SSA1-SG1发生在30多个宿主物种与其他组相比,-SG2和-SG3 (Tocko-Marabena et al ., 2017;Mugerwa et al ., 2021 a)。这表明SSA1-SG1利用这些宿主植物在木薯的缺席,因此有利于人口增长。虽然SSA1-SG1是杂食性的,这是常见的木薯,同意的结果Mugerwa et al。(2021)。Otim et al。(2018)没有区分粉虱物种还报道了吗烟粉虱及其对木薯的拟寄生物更丰富的比间作作物和杂草,表明木薯是木薯的首选主机B。烟。
木薯的能力烟粉虱以不同的宿主物种增加这些宿主植物之间传播病毒的风险。在回顾Garcia-Arenal和Zerbini (2019),他们从最初的提议,病毒性疾病的传播野生寄主植物作物是通过杂食性的粉虱向量数量。Ramkat et al。(2011)确定了两个木薯花叶geminiviruses ACMV EACMV-UGJ。carcus在肯尼亚和埃塞俄比亚。阿拉et al。(2008)报道ACMV的存在塞纳occidentalis Leucana leucocephala,大豆、蓖麻、Combretum confertum和米。glaziovii发现附近有尼日利亚的木薯。植物之间传播的病毒可能通过重组导致进化的新病毒(密封et al ., 2006),这可能导致新的流行病更具破坏性的;复合两种木薯病毒(ACMV和EACMV)导致更严重的病毒株,EACMV-UG导致更具破坏性的CMD大流行在乌干达在1990年代(周et al ., 1997;皮塔饼et al ., 2001)。
木薯分布烟粉虱在不同农业生态区
本研究揭示的重要性抽样一个广泛的地理区域,包括几乎所有的农业生态区。卡拉莫贾地区次区域从未采样由于恐惧的敌意。Karamojong主要是牧民,实践偷牛,因为牛是谁视为财富(奥德海波,2003;贝文,2008)。同样,没有抽样做过高地范围和西南部的农田由于陡峭地形和被香蕉种植为主,分别。SSA1-SG1是广泛分布在9个农业。SSA1-SG1是杂食性的(Sseruwagi et al ., 2006;Mugerwa et al ., 2021 a),这可能解释了其存在于所有的农业生态区的能力。这是发现J。curcas在Kaabong没有木薯E。heterophylla和一些木薯Napak中发现的植物,都在东北地区旱地卡拉莫贾地区次区域。SSA1-SG1的存在在不同农业生态区域种植和non-cultivated植物将使这个物种能够很容易地重新引入目标控制领域从邻国字段由风或由人类对植物材料。有效管理应关注木薯烟粉虱减少阻力高向量的数量和相关的病毒疾病暴发。有相当多的研究成果针对木薯烟粉虱(阻力http://www.cassavawhitefly.org),希望在不久的将来,这些努力将转移为粉虱阻力普遍促进繁殖物种影响其他作物在撒哈拉以南非洲。Kaabong区是在半干旱区内主要由田园活动和作物包括小米、豇豆和花生,而Napak区是一个agro-pastoral面积,种植高粱、玉米、豆类、芝麻、葵花籽、蔬菜和水果(Kraybill Kidoido, 2009;美国国际开发署、2017 b;粮农组织2018)。为了增加这些地区的粮食生产,乌干达政府与联合国粮食及农业组织(粮农组织)介绍了灌溉和种子乘法地瓜和木薯网站(粮农组织2013)。SSA1-SG1还发现在西南部的农田Bushenyi Rukungiri地区和高原范围Bulambuli和卡巴利地区,主要作物是香蕉和土豆,分别。存在地区SSA1-SG1没有或有限的木薯种植可以解释为寄主植物的存在,它存在在木薯引入东非在十八世纪(格思里,1987)。最近的研究表明,非洲起源的中心烟粉虱基于散度的估计日期(Mugerwa et al ., 2018)。很可能木薯烟粉虱已经在木薯的能力,这可能导致人口的发展对木薯的偏好。
SSA1-SG1相反,SSA2物种被发现在东北旱地和东北草原草地在卡拉莫贾地区次区域和Kyoga平原东部乌干达。三个农业的特点是短稀树大草原草地(Mugerwa et al ., 2012),卡拉莫贾地区有单峰降雨而Kyoga平原有双峰降雨(Kraybill Kidoido, 2009)。Mugerwa et al。(2021)报道说,在乌干达北部SSA2更普遍,这与地方共享类似的农业研究发现它。乌干达北部邻国苏丹南部,在那里Misaka et al。(2020)发现SSA2是最普遍的。之间的差异分布SSA1-SG1和SSA2也部分解释的变化烟粉虱随着时间的推移物种与CMD。据报道,SSA2负责CMD流行病的传播从乌干达北部和东部乌干达南部在1990年代(莱格et al ., 2002)。然而,从2000年至今CMD与SSA1-SG1有关(Sseruwagi et al ., 2006;Mugerwa et al ., 2012;莱格et al ., 2014),有一个更广泛的农业生态分布。此外,SSA2被发现比SSA1-SG1主要在2001年在肯尼亚西部CMD流行区域(莱格et al ., 2014),邻国乌干达东部。最近,举办et al。(2020)发现SSA2在乌干达北部和东部,表明它是农业生态和景观的影响因素。SSA3还发现在本迪布焦区,东部邻国刚果民主共和国(DRC),以前曾有报道称,在发生(莱格et al ., 2014)和他们共享相同的农业。
SSA1-SG2,虽然已经证实繁殖兼容SSA1-SG1 (Mugerwa et al ., 2020),不像SSA1-SG1广泛分布。然而,它还发现在维多利亚湖新月木薯种植区,Kyoga平原和西部草原草地和non-cassava种植区高地范围和西南部的农田。这补充早期的发现,发现SSA1-SG2木薯种植区在维多利亚湖新月,和non-cassava种植区田园牧场在乌干达(Mugerwa et al ., 2021 a),Ukerewe岛的南部在坦桑尼亚,肯尼亚西部的北部(莱格et al ., 2014),沿海省份在肯尼亚和坦桑尼亚沿海和南部区(Mugerwa et al ., 2012)。在这项研究中,早期的研究Mugerwa et al。(2012)和Mugerwa et al。(2021),SSA1-SG2没有检测到的地区表现为单峰型降雨在乌干达,建议更好的适应双峰降雨的地区。
木薯的含义烟粉虱存在替代主机在新木薯种植区whitefly-transmitted控制病毒
木薯begomoviruses是非洲特有的(Tiendrebeogo et al ., 2012)和野生寄主植物作为水库这些病毒(阿拉et al ., 2008;Ramkat et al ., 2011;Amisse et al ., 2019)。因此发生SSA1-SG1栽培和non-cultivated植物可以增加之间的begomoviruses这些植物的采集和传输。此外,如果敏感木薯品种引入non-cassava种植区像Kaabong SSA1-SG1被发现J。curcas这是一个野生的木薯花叶geminiviruses寄主植物(Ramkat et al ., 2011),他们从替代主机可能被病毒感染,这可能导致病毒爆发。雷伊et al。(2012)还回顾和总结,在非洲大陆和近端印度洋群岛,begomovirus疾病的暴发可能是由于外来作物的引进和精耕细作与土著begomoviruses环境。这些病毒被杂食性的传播烟粉虱自然宿主和介绍了植物物种之间。
Non-cassava烟粉虱该研究发现的
的non-cassava烟粉虱研究发现:地中海(美国手语和q1), MEAM1, IO, SSA6, SSA10, SSA11, SSA12 SSA13。也有明显的区别在宿主范围和农业生态分布在不同的粉虱的物种。MED-ASL最主要是non-cassava寄主植物。尽管MED-Q1被认为是相同的物种MED-ASL基于部分mtCO1 (德巴罗et al ., 2011),Vyskočilova et al . (2018)表明,乌干达MED-ASL和MED-Q1繁殖不兼容的,因此不同的生物物种。在这项研究中,MED-Q1和MED-ASL观察到他们之间的差异发生N。烟草,MED-ASL比MED-Q1被更广泛地分布在不同的农业。这些结果与发现协议Mugerwa et al。(2021)那些报道,MED-ASL non-cassava是最主要的烟粉虱在乌干达,MED-Q1被发现更频繁N。烟草MED-ASL。
MEAM1地中海和物种已知全球入侵物种(德巴罗et al ., 2011;胡锦涛等人。,2011年)。有报道称MEAM1取代土著烟粉虱物种在世界不同的地方(科斯塔和布朗,1991年;刘et al ., 2007)和地中海取代MEAM1 (楚et al ., 2010)。在这项研究中,发现MEAM1上只有两个植物物种在维多利亚湖新月,在地中海与早期发现协议,比在乌干达MEAM1(更普遍Sseruwagi et al ., 2005;Mugerwa et al ., 2021 a)。才发现SSA6O。gratissimum同意的结果Sseruwagi et al。(2005)。结果相反,Mugerwa et al。(2018)报告上的SSA10木薯、粉虱物种只发生在吗V。amygdalina在这项研究中。
结论
有一个高的多样性烟粉虱物种在乌干达,但是一个明显的区别和农业生态分布在不同的宿主范围烟粉虱物种[SSA1(干系人,-SG2 -SG3和-Hoslundia), SSA2, SSA3, SSA6, SSA10, SSA11, SSA12, SSA13, IO, MEAM1和地中海(美国手语和q1)]。此外,有强有力的证据表明,一些烟粉虱物种,如SSA1-SG2 SSA2 SSA3,被限制在他们的分布,由于农业的出现在乌干达。SSA1-SG1和MED-ASL被发现在许多栽培和non-cultivated植物物种。SSA1-SG1是最杂食性的木薯烟粉虱广泛分布在不同农业生态区。它被发现在主要木薯种植区和很少或没有木薯生长的地方。信息的广泛分布SSA1-SG1分发种植材料和部署时重要的害虫管理策略。措施必须到位,防止病变的材料引入新的领域,由于向量可以传播病毒存在。同时,农民应该提供抗病材料传播病毒的可能性降到最低的替代宿主。
此外,连续观察到的高粉虱种群在木薯在乌干达的能力可能是由于SSA1-SG1适应不同的气候条件、耕作制度和利用其他寄主植物木薯收获时,这可能有利于人口增长。MED-ASL,一个重要的入侵物种烟粉虱传播病毒的装饰、园艺作物和其他农作物也广为传播和高度杂食性的乌干达。因此,在开发和部署时需要这个信息在国际上适当的害虫和疾病管理策略。如果MED-ASL展开的活动范围在撒哈拉以南非洲地区,例如,它显然是杂食性的,足以成为在新的地理区域。
数据可用性声明
的所有66个独特的单体型序列烟粉虱中确定本研究基因库序列数据库中可用(加入数字MN271483 - MN271548)。
作者的贡献
党卫军,CO, SM和JC概念化的工作和获得资金。一个和RK参与数据收集。一、某人和JC参与数据分析。有限公司、OM、SM、SS和JC参与监督。起草了原稿。所有作者的文章。
资金
这项工作是由比尔和梅林达•盖茨基金会通过非洲木薯粉虱项目(OPP1058938赠款协议)。条件的基金会的资助下,创作共用署名4.0通用许可证已经分配给作者接受手稿可能来自这个提交的版本。
确认
我们感谢农民给我们访问收集粉虱从他们的田地。我们也感谢梅雷迪思·威廉姆斯博士在他的建议使用ArcMap软件生成地图和菲利普先生承认Abidrabo乌干达与不同的农业生态区域的地图。
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
本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。
引用
阿拉,o . J。,Kumar, P. L., and Naidu, R. A. (2011). Cassava mosaic disease: A curse to food security in sub-Saharan Africa.APSnet特性。华盛顿:APS,论文。
阿拉,o . J。,Ogbe, F. O., Bandyopadhyay, R., Kumar, P. L., Dixon, A. G. O., Hughes, J. d'A., et al. (2008). Alternate hosts of African cassava mosaic virus and East African cassava mosaic Cameroon virus in Nigeria.拱门。性研究。153年,1743 - 1747。doi: 10.1007 / s00705 - 008 - 0169 - 8
Alicai, T。,Ndunguru, J。,Sseruwagi, P。Tairo F。,Okao-Okuja, G., Nanvubya, R., et al. (2016). Cassava Brown Streak Virus Has a Rapidly Evolving Genome: Implications for Virus Speciation, Variability, Diagnosis and Host Resistance.科学。代表。6、36164。doi: 10.1038 / srep36164
Alicai, T。,Omongo, c。,Maruthi m . N。,Hillocks, R. J., Baguma, Y., Kawuki, R., et al. (2007). Re-emergence of cassava brown streak disease in Uganda.工厂说。91年,24-29。doi: 10.1094 / pd - 91 - 0024
Alicai, T。,年代zyniszewska, A. M., Omongo, C. A., Abidrabo, P., Okao-Okuja, G., Baguma, Y., et al. (2019). Expansion of the cassava brown streak pandemic in Uganda revealed by annual field survey data for 2004 to 2017.科学数据6、327。doi: 10.1038 / s41597 - 019 - 0334 - 9
盟友,h . M。,El Hamss, H., Simiand, C., Maruthi, M. N., Colvin, J., Omongo, C. A., et al. (2019). What has changed in the outbreaking populations of the severe crop pest whitefly species in cassava in two decades?科学。代表。9日,14796年。doi: 10.1038 / s41598 - 019 - 50259 - 0
Amisse j·j·G。Ndunguru, J。Tairo F。,Boykin, L. M., Kehoe, M. A., Cossa, N., et al. (2019). First report of cassava brown streak viruses on wild plant species in Mozambique.杂志。摩尔。植物病理学研究。105年,88 - 95。doi: 10.1016 / j.pmpp.2018.10.005
艾尔斯,d . L。,Darling, A., Zwickl, D. J., Beerli, P., Holder, M. T., Lewis, P. O., et al. (2012). BEAGLE: An application programming interface and high-performance computing library for statistical phylogenetics.系统。医学杂志。61年,70 - 173。doi: 10.1093 / sysbio / syr100
浆果,s D。,Fondong, V. N., Rey, C., Rogan, D., Fauquet, C. M., Brown, J. K., et al. (2004). Molecular evidence for five distinct烟(同翅目:粉虱科)植物地理单体型与木薯在撒哈拉以南非洲。BioOne3,852 - 859。0013 - 8746 . doi: 10.1603 / (2004) 097 (0852: MEFFDB) 2.0.CO; 2
贝文,j . (2008)。卡拉莫贾地区危机:武装暴力和裁军的失败在乌干达最贫困地区。小型武器调查,临时的纸21日,20。可以在:https://www.jstor.org/stable/resrep10750.12
布朗,j·K。,Frohlich, D. R., and Rosell, R. C. (1995). The sweetpotato or silverleaf whiteflies: Biotypes of烟或一个物种复杂吗?为基础。启Entomol。40岁,511 - 534。doi: 10.1146 / annurev.en.40.010195.002455
布朗,j·K。,Zerbini, f M。,Navas-Castillo, J., Moriones, E., Ramos-Sobrinho, R., Silva, J. C., et al. (2015). Revision of Begomovirus taxonomy based on pairwise sequence comparisons.拱。性研究。160年,1593 - 1619。doi: 10.1007 / s00705 - 015 - 2398 - y
牛,s E。,Briddon, R. W., Sserubombwe, W. S., Ngugi, K. G., Markham, P. G., and Stanley, J. (2006). Genetic diversity and phylogeography of cassava mosaic viruses in Kenya.j .创。性研究。87年,3053 - 3065。doi: 10.1099 / vir.0.82013-0
伯恩斯,A。,Gleadow, R., Cliff, J., Zacarias, A., and Cavagnaro, T. (2010). Cassava: The drought, war and famine crop in a changing world.可持续性2,3572 - 3607。doi: 10.3390 / su2113572
巴特勒,g D。,和Henneberry, T. J. (1985).烟(Gennadius),在美国西南部的棉花害虫。美国离开。贡献份额。科技,牛。1707年,-。doi: 10.22004 / ag.econ.156822
伯恩,d . N。,和Bellows, T. S. (1991). Whitefly biology.为基础。启Entomol。36岁,431 - 457。doi: 10.1146 / annurev.en.36.010191.002243
楚,D。,Wan, F. H., Zhang, Y. J., and Brown, J. K. (2010). Change in the biotype composition of烟中国从2005年到2008年的山东省。环绕。Entomol。39岁,1028 - 1036。doi: 10.1603 / EN09161
科尔文,J。,Omongo, c。,Maruthi m . N。,Otim-nape, G. W., and Thresh, J. M. (2004). Dual begomovirus infections and high烟数量:两个因素推动木薯花叶病大流行的传播。植物病理学研究。1,577 - 584。doi: 10.1111 / j.0032-0862.2004.01062.x
哥,h·S。,和布朗,j·K。(1991). Variation in biological characteristics and esterase patterns among populations of烟症状,协会的一个人口与希尔维利夫归纳。Entomol。Exp。:。61年,211 - 219。doi: 10.1111 / j.1570-7458.1991.tb01553.x
德巴罗,p . J。刘,S。,Boykin, L. M., and Dinsdale, A. B. (2011).烟声明:物种的地位。为基础。启Entomol。56岁的-。doi: 10.1146 / annurev - ento - 112408 - 085504
Dinsdale。,厨师,L。,Riginos, C., Buckley, Y. M., and De Barro, P. (2010). Refined global analysis of烟(半翅类:胸喙亚目:Aleyrodoidea:粉虱科)线粒体细胞色素氧化酶1识别物种水平的遗传边界。安。Entomol。Soc。点。103年,196 - 208。doi: 10.1603 / AN09061
El-sharkawy m a (2007)。木薯生理特征公差热带地区长期干旱:影响繁殖品种适应季节性干旱和半干旱环境。布拉兹。j .植物杂志。19日,257 - 286。doi: 10.1590 / s1677 - 04202007000400003
艾斯特惠森,L . L。、Mabasa k·G。,Van Heerden, S. W., Czosnek, H., Brown, J. K., Van Heerden, H., et al. (2013). Genetic identification of members of the烟神秘的物种从南非复杂的显示本地和介绍了单。j:。Entomol。137年,122 - 135。doi: 10.1111 / j.1439-0418.2012.01720.x
粮农组织(2019)。保护木薯,忽视了作物害虫和疾病。加拿大魁北克市:联合国粮食及农业组织。www.fao.org/food-chain-crisis
Garcia-Arenal F。,和Zerbini, f M。(2019). Life on the Edge: Geminiviruses at the interface between crops and wild plant hosts.为基础。启性研究。6,411 - 433。doi: 10.1146 / annurev -病毒学- 092818 - 015536
Ghosh, S。,Bouvaine, S., and Maruthi, M. N. (2015). Prevalence and genetic diversity of endosymbiotic bacteria infecting cassava whiteflies in Africa.BMC Microbiol。15 - 17。doi: 10.1186 / s12866 - 015 - 0425 - 5
其中,r . L。Batuman, O。,Webster, C. G., and Adkins, S. (2015). Role of the insect supervectors烟和Frankliniella occidentalis的出现和全球传播植物病毒。为基础。启性研究。2,67 - 93。doi: 10.1146 / annurev -病毒学- 031413 - 085410
胡,J。,De Barro, P., Zhao, H., Wang, J., Nardi, F., and Liu, S. S. (2011). An extensive field survey combined with a phylogenetic analysis reveals rapid and widespread invasion of two alien whiteflies in China.《公共科学图书馆•综合》6,e16061。doi: 10.1371 / journal.pone.0016061
贾维斯。,Ramirez-Villegas, J., Campo, B. V. H., and Navarro-Racines, C. (2012). Is cassava the answer to African climate change adaptation?太。植物医学杂志。5,9-29。doi: 10.1007 / s12042 - 012 - 9096 - 7
Katoh, K。,和年代tandley, D. M. (2013). MAFFT multiple sequence alignment software version 7: Improvements in performance and usability.摩尔。杂志。E30, 772 - 780。doi: 10.1093 / molbev / mst010
Kawuki, r S。Kaweesi, T。Esuma, W。,Pariyo, A., Kayondo, I. S., Ozimati, A., et al. (2016). Eleven years of breeding efforts to combat cassava brown streak disease.品种。Sci。66年,560 - 571。doi: 10.1270 / jsbbs.16005
基尔斯,M。莫伊尔,R。,Wilson, A., Stones-Havas, S., Cheung, M., Sturrock, S., et al. (2012). Geneious Basic: An integrated and extendable desktop software platform for the organization and analysis of sequence data.生物信息学28日,1647 - 1649。doi: 10.1093 /生物信息学/ bts199
Kraybill D。,和Kidoido, M. (2009). Analysis of relative profitability of key Ugandan agricultural enterprises by agricultural production zone. Uganda: International Food Policy Research Institute, Uganda Strategy Support Program (USSP), Background Paper no. USSP 04 pp. 2–5.
昆兹,D。,Tay, W. T., Elfekih, S., Gordon, K. H. J., and De Barro, P. J. (2019). Take out the rubbish–Removing NUMTs and pseudogenes from the烟神秘的物种mtCOI数据库。bioRxiv。doi: 10.1101/724765
Lecoq, H。,Verdin, E., Tepfer, M., Wipf-Scheibel, C., Millot, P., Dafalla, G., et al. (2016). Characterization and occurrence of squash chlorotic leaf spot virus, a tentative new torradovirus infecting cucurbits in Sudan.拱门。性研究。161年,1651 - 1655。doi: 10.1007 / s00705 - 016 - 2797 - 8
莱格,j . P。,French, R., Rogan, D., Okao-Okuja, G., and Brown, J. K. (2002). A distinct烟(Gennadius)(半翅类:胸喙亚目:粉虱科)基因型集群与严重的木薯花叶病毒病的流行在乌干达。摩尔。生态。11日,1219 - 1229。doi: 10.1046 / j.1365 - 294 x.2002.01514.x
莱格,j . P。,Jeremiah, S. C., Obiero, H. M., Maruthi, M. N., Ndyetabula, I., Okao-Okuja, G., et al. (2011). Comparing the regional epidemiology of the cassava mosaic and cassava brown streak virus pandemics in Africa.病毒Res。159年,161 - 170。doi: 10.1016 / j.virusres.2011.04.018
莱格,j . P。,Sseruwagi, P。,Boniface, S., Okao-Okuja, G., Shirima, R., Bigirimana, S., et al. (2014). Spatio-temporal patterns of genetic change amongst populations of cassava烟烟粉虱驾驶病毒大流行在非洲东部和中部。病毒Res。186年,61 - 75。doi: 10.1016 / j.virusres.2013.11.018
刘,S。,科尔文,J。,和德巴罗,p . J。(2012). Species concepts as applied tp the whitefly烟系统误差:有多少种类?j .中国。阿格利司。11日,176 - 186。doi: 10.1016 / s2095 - 3119 (12) 60002 - 1
刘,S。,德巴罗,p . J。徐,J。,Luan, J. B., Zang, L. S., Ruan, Y. M., et al. (2007). Asymmetric mating interactions drive widespread invasion and displacement in a whitefly.科学318年,1769 - 1772。doi: 10.1126 / science.1149887
举办,S。茶,w . T。,Hulthen, A. D., Paull, C., Kalyebi, A., Jacomb, F., et al. (2020). Landscape factors and how they influence whitefly pests in cassava fields across East Africa.Landsc。生态。36岁,45 - 67。doi: 10.1007 / s10980 - 020 - 01099 - 1
Manani, d . M。Ateka E。米。Nyanjom, s·r·G。,和Boykin, L. M. (2017). Phylogenetic relationships among whiteflies in the烟(Gennadius)物种复杂在肯尼亚主要木薯种植区。昆虫1 - 14。doi: 10.3390 / insects8010025
Maruthi m . N。科尔文,J。、密封。,Gibson, G., and Cooper, J. (2002). Co-adaptation between cassava mosaic geminiviruses and their local vector populations.病毒Res。86年,71 - 85。doi: 10.1016 / s0168 - 1702 (02) 00051 - 5
Maruthi m . N。,Hillocks, R. J., Mtunda, K., Raya, M. D., Muhanna, M., Kiozia, H., et al. (2005). Transmission of cassava brown streak virus by烟(Gennadius)。J。Phytopathol。153年,307 - 312。doi: 10.1111 / j.1439-0434.2005.00974.x
Mbanzibwa, d R。田,y . P。,Tugume, A. K., Mukasa, S. B., Tairo, F., Kyamanywa, S., et al. (2009). Genetically distinct strains of cassava brown streak virus in the Lake Victoria basin and the Indian Ocean coastal area of East Africa.拱门。性研究。154年,353 - 359。doi: 10.1007 / s00705 - 008 - 0301 - 9
Misaka, b . C。,Wosula e . N。,米archelo-d'Ragga, P. W., Hvoslef-Eide, T., and Legg, P. J. (2020). Genetic diversity of烟(Gennadius)(半翅类:粉虱科)殖民甘薯在南苏丹和木薯。昆虫11日,58岁。doi: 10.3390 / insects11010058
霸王,w。、密封。,Isaac, A. M., and Foster, G. D. (2001). Molecular characterization of the cassava brown streak virus coat protein.植物病理学研究。50岁,527 - 534。doi: 10.1046 / j.1365-3059.2001.00589.x
Mugerwa, H。,科尔文,J。,Alicai, T。,Omongo, c。Kabaalu, R。Visendi, P。,et al. (2021a). Genetic diversity of whitefly (Bemisiaspp。)在乌干达对作物和不文明的植物:对这种破坏性的害虫种类复杂的控制在非洲。j .害虫科学。上皮,doi: 10.1007 / s10340 - 021 - 01355 - 6
Mugerwa, H。,雷伊,m . e . C。Alicai, T。Ateka E。,Atuncha, H., Ndunguru, J., et al. (2012). Genetic diversity and geographic distribution of烟(Gennadius)(半翅类:粉虱科)基因型与木薯在东非。生态。E2, 2749 - 2762。doi: 10.1002 / ece3.379
Mugerwa, H。、密封。,Wang, H.-. L., Patel, M. V., Kabaalu, R., Omongo, C. A., et al. (2018). African ancestry of New World,烟粉虱的物种。科学。代表。8,2734。doi: 10.1038 / s41598 - 018 - 20956 - 3
Mugerwa, H。,Sseruwagi, P。科尔文,J。,和年代eal, S. (2021b). Is high whitefly abundance on cassava in sub-Saharan Africa driven by biological traits of a specific, cryptic烟物种?昆虫260年,12日。昆虫12030260。doi: 10.3390 / insects12030260
Mugerwa, H。,Wang, H. L., Sseruwagi, P., Seal, S., and Colvin, J. (2020). Whole-genome single nucleotide polymorphism and mating compatibility studies reveal the presence of distinct species in sub-Saharan Africa烟烟粉虱。昆虫科学。28日,1553 - 1566。doi: 10.1111 / 1744 - 7917.12881
Ndunguru, J。,Sseruwagi, P。Tairo F。,年代tomeo, F., Maina, S., Djikeng, A., et al. (2015). Analyses of Twelve New Whole Genome Sequences of Cassava Brown Streak Viruses and Ugandan Cassava Brown Streak Viruses from East Africa: Diversity, Supercomputing and Evidence for Further Speciation.《公共科学图书馆•综合》10,e0139321。doi: 10.1371 / journal.pone.0139321
Nwezeobi, J。,Onyegbule, O., Nkere, C., Onyeka, J., van Brunschot, S., Seal, S., et al. (2020). Cassava whitefly species in eastern Nigeria and the threat of vector-borne pandemics from East and Central Africa.《公共科学图书馆•综合》15日,e0232616。doi: 10.1371 / journal.pone.0232616
奥利维拉,m . r . V。,Henneberry, T. J., and Anderson, P. (2001). History, current status, and collaborative research projects for烟。作物保护。20岁,709 - 723。doi: 10.1016 / s0261 - 2194 (01) 00108 - 9
Omongo, c。Kawuki, R。,Bellotti, A. C., Alicai, T., Baguma, Y., Maruthi, M. N., et al. (2012). African cassava whitefly,烟在非洲和南美,抵抗木薯基因型。j .中国。阿格利司。11日,327 - 336。doi: 10.1016 / s2095 - 3119 (12) 60017 - 3
Otim, M。,Kyamanywa, S., Ecaat, S., Legg, J., and Gerling, D. (2018). The incidence of烟(同翅目:粉虱科)及其对木薯的拟寄生物在乌干达和相关的植物。Isr。j . Entomol。48岁,157 - 176。
Otim-Nape, g·W。Bua,。,和Baguma, Y. (1994). Accelerating the transfer of improved production technologies: Controlling African cassava mosaic virus disease epidemics in Uganda.误判率。作物科学。J。4,479 - 495。
皮塔饼,j·S。,Fondong, V. N., Sangar,é, A., Otim-Nape, G. W., Ogwal, S., Fauquet, C. M., et al. (2001). Recombination, pseudorecombination and synergism of geminiviruses are determinant keys to the epidemic of severe cassava mosaic disease in Uganda.j .性研究。82年,655 - 665。doi: 10.1099 / 0022-1317-82-3-655
Ramkat, R。,Calari, A., Maghuly, F., and Laimer, M. (2011). Occurrence of African cassava mosaic virus (ACMV) and East African cassava mosaic virus-Uganda (EACMV-UG) in麻风树。BMC Proc。5,93。doi: 10.1186 / 1753 - 6561 - 5 - s7 - p93
雷伊,C。,和V和erschuren, H. (2017). Cassava mosaic and brown streak diseases: current perspectives and beyond.为基础。启性研究。4,429 - 452。doi: 10.1146 / annurev -病毒学- 101416 - 041913
雷伊,m . e . C。,Ndunguru, J。,Berrie, L. C., Paximadis, M., Berry, S., Cossa, N., et al. (2012). Diversity of dicotyledenous-infecting geminiviruses and their associated DNA molecules in Southern Africa, including the South-west Indian Ocean Islands.病毒。4,1753 - 1791。doi: 10.3390 / v4091753
Scholthof, k -。b G。,Adkins, S., Czosnek, H., Palukaitis, P., Jacquot, E., Hohn, T., et al. (2011). Top 10 plant viruses in molecular plant pathology.摩尔。植物病理学研究。1,938 - 954。doi: 10.1111 / j.1364-3703.2011.00752.x
密封,s E。,V和enBosch, F., and Jeger, M. J. (2006). Factors influencing begomovirus evolution and their increasing global significance: Implications for sustainable control.CRC暴击牧师植物科学。25日,23-46。doi: 10.1080 / 07352680500365257
Sseruwagi, P。莱格,j . P。,Maruthi m . N。科尔文,J。,雷伊,m . e . C。,布朗,j·K。,et al. (2005). Genetic diversity of烟(Gennadius)(半翅类:粉虱科)人口和B生物型和一个non-B生物型,可以导致南瓜、银箔症状在乌干达。安。达成。医学杂志。147年,253 - 265。doi: 10.1111 / j.1744-7348.2005.00026.x
Sseruwagi, P。,Maruthi m . N。科尔文,J。,雷伊,m . e . C。,布朗,j·K。莱格,J。P。,et al。(2006)。殖民non-cassava植物物种的木薯烟粉虱(烟在乌干达)。Entomol。Exp。:。119年,145 - 153。doi: 10.1111 / j.1570-7458.2006.00402.x
Tajebe, l·S。博尼,s . B。,Guastella, D., Cavalieri, V., Lund, O. S., Rugumamu, C. P., et al. (2015). Abundance, diversity and geographic distribution of cassava mosaic disease pandemic-associated烟在坦桑尼亚。j:。Entomol。139年,627 - 637。doi: 10.1111 / jen.12197
Tiendrebeogo F。Lefeuvre, P。Hoareau, M。,Harimalala, M. A., De Bruyn, A., Villemot, J., et al. (2012). Evolution of African cassava mosaic virus by recombination between bipartite and monopartite begomoviruses.性研究。J。9日,67年。doi: 10.1186 / 1743 - 422 x - 9 - 67
Tocko-Marabena b K。新罗,S。,年代imiand, C., Zinga, I., Legg, J., Reynaud, B., et al. (2017). Genetic diversity of烟物种殖民木薯在中非共和国的特点是细胞色素c氧化酶亚基我的分析。《公共科学图书馆•综合》12,e0182749。doi: 10.1371 / journal.pone.0182749
汤姆林森,k . R。贝利,a . M。Alicai, T。、密封。,和Foster, G. D. (2017). Cassava brown streak disease: historical timeline, current knowledge and future prospects.摩尔。植物病理学研究。19日,1282 - 1294。doi: 10.1111 / mpp.12613
美国国际开发署(2017)。卡拉莫贾地区气候变化风险、乌干达:气候筛查食品安全。网上:https://www.usaid.gov/sites/default/files/documents/1866/170130_Karamoja_Food_Security_Climate_Screening.pdf(2020年5月15日通过)。
美国国际开发署(2017 b)。和平地区气候风险的食品:卡拉莫贾地区地区,乌干达。网上:https://www.climatelinks.org/resources/climate-change-risk-profile-climate-risk-screening-food-security-karamoja-region-uganda(2019年6月12日通过)。
Vyskočilova, S。、密封。,和科尔文,J。(2019). Relative polyphagy of “Mediterranean” cryptic烟粉虱种群和全球地位影响害虫。J害虫科学。92年,1071 - 1088。doi: 10.1007 / s10340 - 019 - 01113 - 9
Vyskočilova, S。茶,w . T。,van Brunschot, S., Seal, S., and Colvin, J. (2018). An integrative approach to discovering cryptic species within the烟粉虱种类复杂。Sci。代表。8,10886。doi: 10.1038 / s41598 - 018 - 29305 - w
Werle E。,年代chneider, C., Renner, M., Vö1ker, M., and Fiehn, W (1994). Convenient single-step, one tube purification of PCR products for direct sequencing.核酸Res。22日,4354 - 4355。doi: 10.1093 / nar / 22.20.4354
白色,j。,Kelly, S. E., Perlman, S. J., and Hunter, M. S. (2009). Cytoplasmic incompatibility in the parasitic waspEncarsia inaron:起的作用Cardinium和沃尔巴克氏体属共生体。遗传102年,483 - 489。doi: 10.1038 / hdy.2009.5
冬天,年代。,Koerbler, M., Stein, B., Pietruszka, A., Paape, M., Butgereitt, A., et al. (2010). Analysis of cassava brown streak viruses reveals the presence of distinct virus species causing cassava brown streak disease in East Africa.j .创。性研究。91年,1365 - 1372。doi: 10.1099 / vir.0.014688-0
Wosula e . N。陈,W。范,Z。,和莱格,j . P。(2017). Unravelling the genetic diversity among cassava烟烟粉虱使用NextRAD测序。基因组医学杂志。E9日,2958 - 2973。对doi: 10.1093 / gbe / evx219
Zerbini, f M。,Briddon, R. W., Idris, A., Martin, D. P., Moriones, E., Navas-Castillo, J., et al. (2017). ICTV Virus Taxonomy Profile:Geminiviridae。J。创。性研究。98年,131 - 133。doi: 10.1099 / jgv.0.000738
关键词:农业生态区域,烟,粉虱寄主植物物种,SSA3,乌干达
引用:Namuddu,密封,van Brunschot年代,无论O, Kabaalu R,莫林,Omongo C和J科尔文(2023)的分布烟在不同的农业生态区域在乌干达和虫媒传染病的威胁到新的木薯种植区。前面。维持。食品系统。7:1068109。doi: 10.3389 / fsufs.2023.1068109
收到:2022年10月12日;接受:2023年1月16日;
发表:2023年2月3日。
编辑:
Fidele Tiendrebeogo法国农业研究所de l 'Environnement et de la矫揉造作的银行(INERA)布基纳法索版权©2023 Namuddu,海豹,van Brunschot发言,Kabaalu,莫林,Omongo和科尔文。这是一个开放分布式根据文章知识共享归属许可(CC)。使用、分发或复制在其他论坛是允许的,提供了原始作者(年代)和著作权人(s)认为,最初发表在这个期刊引用,按照公认的学术实践。没有使用、分发或复制是不符合这些条件的允许。
*通信:Annet Namuddu,
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