Integrated control of cassava bacterial blight in West Africa in relation to ecozones, host plant resistance and cultural practices [Elektronische Ressource] / von Agnassim Banito

Banito

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• Publié par: gottfried_wilhelm_leibniz_universitat_hannover
• Publié le: 01 janvier 2003
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• Langue: English
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Extrait

Integrated control of cassava bacterial blight in West Africa
in relation to ecozones, host plant resistance
and cultural practices




Vom Fachbereich Gartenbau
der Universität Hannover
zur Erlangung
des akademischen Grades eines



Doktors der Gartenbauwissenschaften
- Dr. rer. hort. -



genehmigte
Dissertation



von
M.Sc. Agnassim Banito
geboren in Adjengré, Togo




2003

Agnassim Banito

Integrated control of cassava bacterial blight in West Africa
in relation to ecozones, host plant resistance and cultural
practices



Referent: Prof. Dr. B. Hau
1. Korreferentin: Dr. K. Wydra
2. Korreferent: Prof. Dr. A. von Tiedemann

Tag der Promotion: 18. Juli 2003 i
Contents

Abbreviations............................................................................................... iii
iv Zusammenfassung.......................................................................................
Abstract........................................................................................................ viii
1 General introduction……………………………………………………...

1 Assessment of cassava diseases in Togo in relation to agronomic
and environmental characteristics in a systems approach………….. 10
1.1 Introduction……………………………………………………..….. 11
1.2 Material and Methods…………………………………………….... 13
1.3 Results…………………………………………………………….... 16
1.4 Discussion………………………………………………………….. 26
1.5 References……………………………………………………….…. 31

2 Pathological characterization of Xanthomonas axonopodis
pv. manihotis strains from Togo……………………………………… 37
2.1 Introduction……………………………………………………..….. 38
2.2 Material and Methods…………………………………………...…. 39
2.3 Results…………………………………………………………….... 40
2.4 Discussion………………………………………………………….. 45
2.5 References……………………………………………………….…. 47

3 Characterization of resistance and tolerance of cassava to bacterial
52 blight based on genotype x environment interaction studies………..
3.1 Introduction……………………………………………………..….. 53
3.2 Material and Methods…………………………………………...…. 55
3.3 Results………………………………………………………….…... 59
3.4 Discussion………………………………………………………….. 79
3.5 References…………………………………………………….……. 86
ii

4 Strain x genotype interactions of cassava genotypes and
African Xanthomonas axonopodis pv. manihotis strains……………. 92
4.1 Introduction……………………….……………………….……….. 93
4.2 Material and Methods…………………………………………...…. 94
4.3 Results……………………………………………………….……... 96
4.4 Discussion………………………………………………………….. 100
4.5 References…………………………………………………….……. 102

Distribution of Xanthomonas axonopodis pv. manihotis in stems 5
105 of cassava genotypes and the impact on new sprouts………………..
5.1 Introduction……………………………………………………….... 106
5.2 Material and Methods…………………………………………...…. 107
5.3 Results…………………………………………………………….... 108
5.4 Discussion………………………………………………………….. 111
5.5 References……………………………………………………….…. 114

6 Studies on intercropping and soil amendments for control of
118 cassava bacterial blight……………..………………………………….
6.1 Introduction……………………………………………………..….. 119
6.2 Material and Methods…………………………………………….... 122
6.3 Results………………………………………………………….…... 125
6.4 Discussion………………………………………………………….. 130
6.5 References…………………………………………………….……. 134

141 General conclusions……………………………………………………….

146 Annex………………………………………………………………………








iii
Abbreviations

ANOVA Analysis of variance
AUDPC Area under disease progress curve
AUSiPC Area under severity index progress curve
BlLS Cercospora blight leaf spot
BLS brown leaf spot
CAD Cassava anthracnose disease
CANCORR Canonical correlation
CBB Cassava bacterial blight
Cfu Colony forming units
CIAT Centro Internacional de Agricultura Tropical
CMD Cassava mosaic disease
DESA Direction des Enquêtes et Statistiques Agricoles
DMN Direction de la Météorologie Nationale
Dpi Days post inoculation
DS Dry savanna
DSID Direction des Statistiques Agricoles, de l’Information et de la
Documentation
Fig. Figure
FST Forest savanna transition
G Gram
GLM General linear model
GYCA Glucose yeast calcium carbonate agar
Ha Hectare
IITA International Institute of Tropical Agriculture
IPCA Interactions principal component analysis
ITRA Institut Togolais de Recherche Agronomique
KCl Potassium chloride
Kg Kilogram
M Meter
2M Square meter
MgSO Magnesium sulphate 4
µl Microlitre
Mm Millimeter
MR Medium resistant
N Nitrogen
No. Number
NPK Nitrogen phosphate potassium
P Probability
R Resistant
S Susceptible
SAS Statistical Analysis System
Si Severity index
WLS Cercospora white leaf spot
WS Wet savanna


iv
Zusammenfassung

Die Maniokproduktion wird durch mehrere Krankheiten stark beeinträchtigt, unter ihnen der
Maniokbakterienbrand (CBB) als zweitwichtigste Maniokkrankheit in Afrika. Eine
Voraussetzung, integrierte Bekämpfungsmaßnahmen für den Bakterienbrand zu entwickeln,
ist die Kenntnis der Verbreitung und der Befallsstärke der Krankheit in den verschiedenen
Ökozonen Togos. Ein Hauptelement in der integrierten Bekämpfung ist die Entwicklung
resistenter Sorten. Deshalb wurden die Reaktion von Sorten gegenüber CBB und ihre
Interaktion mit der Umwelt in verschiedenen Ökozonen Togos getestet. Die Virulenz von
Xanthomonas axonopodis pv. manihotis ( Xam) Stämmen aus allen Ökozonen Togos wurde
bestimmt, und Sorten wurden nach Inokulation mit einem Set von Stämmen aus verschiedener
geographischer Herkunft in Afrika charakterisiert, um Pathotyp x Sorte Interaktionen zu
identifizieren. Als weitere Elemente der integrierten Bekämpfung wurden
Hygienemassnahmen und an Ökozonen angepasste Kulturmassnahmen getestet, wie
Mischkulturanbau, Mulchen und Düngergaben.

In einem Survey zur Festellung der Maniokkrankheiten in vier agro-ökologischen Zonen von
Togo wurde ein starkes Auftreten von Maniokbakterienbrand, Maniokmosaikkrankheit
(CMD) und Cercospora-Krankheiten beobachtet. In der Trockensavanne waren 90,5% der
Felder mit CBB befallen, in der Waldsavannenübergangszone 70%, in der Feuchtsavanne
64% und in der Regenwaldzone 52,6 %, mit einem durchschnittlichen Befall der
Einzelpflanzen pro Feld von 27,4% in der Regenwaldzone bis zu 72,7% in der
Trockensavanne. CMD wurde in nahezu 100% aller Felder in den vier Ökozonen gefunden,
mit einem hohen Einzelpflanzenbefall pro Feld von bis zu 86,9%. Cercospora-
Blattkrankheiten – Braune Blattflecken (BLS), Blattbrand (BlLS) und Weisse Blattflecken
(WLS) – traten in allen Ökozonen mit Häufigkeiten von 68% bis 100% der Felder auf.
Negative Korrelationen zwischen CBB und CMD beziehungsweise CMD und WLS wurden
beobachtet, während BLS und BlLS, BLS und WLS und auch BlLS und WLS positive
korreliert waren. Die Befallshäufigkeit der Felder mit CBB war positiv korreliert mit dem
Pflanzenalter, mit der Regenfallmenge – einem höheren Befall in den trockeneren Ökozonen
(p < 0,01) – und der Stärke der Verunkrautung der Felder (p < 0,05). Weitere signifikante,
aber negative Korrelationen traten zwischen CBB und dem Vegetationstyp (Anzahl Bäume)
in der Umgebung der Felder auf. Zwischen dem Vorkommen von Braunen Cercospora-
Blattflecken und der Anzahl Bäume in der Umgebung des Feldes und dem Faktor Anzahl
Früchte pro Feld (intercopping) trat eine signifikant negative Beziehung auf, während Weisse v
Cercospora-Blattflecken negativ mit dem Anteil Sand im Boden korreliert war. Ein weiterer
Survey zur Bestätigung der Ergebnisse wird empfohlen. Maßnahmen zur Bekämpfung der
Maniokkrankheiten, insbesondere des Bakterienbrandes, werden empfohlen um schwere
Epidemien zu vermeiden.

Die Auswahl resistenter Sorten ist ein wichtiges Element in der Entwicklung einer
integrierten Bekämpfungsstrategie von Maniokbakterienbrand. Deshalb ist die Kenntnis der
Virulenz und Diversität der Stämme von Xam notwendig. Siebenundvierzig Stämme wurden
aus Blattsymptomen von Blättern, die während des Survey in den Ökozonen Trockensavanne,
Feuchtsavanne, Wald-Savanne -Übergang und Regenwald gesammelt wurden, isoliert und
mittels Stängelinokulation auf der anfälligen Sorte Ben86052 auf ihre Virulenz getestet. Die
meisten Stämme (94%) waren hoch virulent, und es wurden generell nur geringe Unterschiede
zwischen den Stämmen festgestellt. Die Unterschiede waren unabhängig von der Ökozone,
aus der die Stämme stammten.

Um die Resistenzeigenschaften von Manioksorten gegen Bakterienbrandbefall unter
Feldbedingungen zu untersuchen