Scientists develop effective tool for exploring the genetic diversity of the bacterial wilt pathogen in banana and enset in East and Central Africa
février 15, 2020
One of the diseases affecting banana in East and Central Africa and threatening the food and income of over 70 million people is Xanthomonas wilt (XW), a disease caused by the bacterium Xanthomonas vasicola pv. musacearum (Xvm).
The disease also attacks enset, an ancient false banana indigenous to Ethiopia, where it was first reported in the 1960s. The disease was first detected in banana in Uganda in the early 2000s and has since spread across neighboring countries, affecting all cultivated types of both crops.
Banana Xanthomonas Wilt-infected banana plants in a banana farm.
Despite its economic impact on banana and enset production, little is known about the population biology and epidemiology of Xvm. It is very important in control efforts to understand the origin of the pathogen, decipher the evolutionary mechanisms leading to pathogen adaptation to new crops, and identify ecological factors (including the crop system composition) favoring this adaptation.
Therefore, scientists have developed a highly effective genotyping tool, the Multi Locus Variable Number of Tandem Repeat Analysis 19 scheme (MLVA-19) for unraveling the origin and pathways of emerging Xvm populations in East and Central African countries.
A total of 335 bacteria isolates were collected from DR Congo, Ethiopia, Kenya, Rwanda, Tanzania, and Uganda and confirmed to be Xvm using Xvm-specific primers subjected to the MLVA-19 scheme. The analysis showed that the MLVA-19 was discriminative enough to distinguish different haplotypes from country to field scales. The study also established that MLVA-19 can resolve the evolutionary patterns and invasion routes of this pathogen.
This genotyping tool is thus perfectly suited for exploring the genetic diversity of the Xvm populations in East and Central Africa and addressing evolutionary and ecological questions that are important for deciphering the epidemiology of Xanthomonas wilt on banana, including the reconstruction of Xvm invasion routes throughout Africa.
This tool can be further used in a transnational surveillance network to monitor the spread and evolution of XW throughout Africa and inform and guide the management of Xvm both in banana-based and enset-based cropping systems. It can also be used to assist the regional deployment of new Xvm-resistant banana and enset progenitors.
The study was conducted by IITA researchers in Uganda and Tanzania in collaboration with the Department of Biochemistry, Genetics and Microbiology, Centre for Microbial Ecology and Genomics/Forestry and Agricultural Biotechnology Institute, University of Pretoria, Pretoria, South Africa; UMP IPME, University of Montpellier, CIRAD, IRD, Montpellier, France; and CIRAD UMR BGPI, Montpellier, France.
BXW-infected banana fruits in Uganda.
The findings were published in the open-access article: “A new Multi Locus Variable Number of Tandem Repeat Analysis Scheme for epidemiological surveillance of Xanthomonas vasicola pv. musacearum, the plant pathogen causing bacterial wilt on banana and enset” found at: https://journals.plos.org/plosone/article/comments?id=10.1371/journal.pone.0215090
The study was funded by the BAXEPI project, supported by the Agropolis Foundation through the Investissements d’avenir program; the CGIAR Research Program on Roots, Tubers, and Banana (CRP-RTB); the COST Action CA16107 EuroXanth supported by COST (European Cooperation in Science and Technology); and the French Embassy in Uganda.
Olamide Deborah Nwanze est une chercheuse principale spécialisée dans la recherche sur l'approche "genre" afin d'éclairer les politiques de sélection participative et inclusive, de développement de variétés et de systèmes semenciers concernant les cultures de racines, tubercules et bananes (RTB) au siège de l'Institut International d'Agriculture Tropicale, à Ibadan, au Nigeria. Elle est candidate au doctorat à l'Université d'Ibadan et titulaire d'un master et d'un diplôme d'ingénieur agronome en vulgarisation agricole et développement rural. Olamide est membre du programme African Women in Agricultural Research and Development – Gender Responsive Agricultural Systems Policy (SAISIE DE RÉCOMPENSEet les Chercheuses Sensibles au Genre Équipées pour la Transformation Agricole (SUPER. Elle cherche à appliquer ses apprentissages en matière d’approche genre, recherche sensible au genre, et expertise en développement et examen de politiques pour faciliter l’accès et l’adoption par les femmes, les jeunes, les enfants et les groupes sociaux vulnérables aux innovations agricoles qui garantissent la sécurité alimentaire, nutritionnelle, des revenus et des moyens de subsistance en Afrique. Ses rôles actuels comprennent le mentorat de chercheurs stagiaires, le développement de guides et manuels de formation, la mise en œuvre et l'adaptation de cadres et d'outils genre, l'engagement des acteurs de la chaîne de valeur en tant que partenaires de la science citoyenne, l'examen et la refonte des politiques, la gestion et l'analyse des données. Ses recherches actuelles portent sur les méthodes mixtes ainsi que sur les approches participatives et interdisciplinaires pour saisir et mettre en évidence les dynamiques de genre, les besoins, les préférences et les défis rencontrés par les parties prenantes au sein de la chaîne de valeur des moyens de subsistance agricoles afin de prioriser des stratégies axées sur le genre dans les programmes de sélection, la conception et la mise en œuvre des politiques.
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