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Response of cassava genotypes to four biotic constraints in three agro-ecologies of Nigeria
Abstract
(Received 13 February, 2001; accepted 14 November, 2001)
Abstract
Eight improved cassava (Manihot esculenta Crantz) genotypes and one local variety were grown over three years in three agro-ecological zones of Nigeria, to study their response to natural infestations of African cassava mosaic disease (ACMD), cassava bacterial blight (CBB), cassava anthracnose disease (CAD) and cassava green mite (CGM). Additionally, genotypes with stable resistance using the Additive Main Effects and Multiplicative Interaction (AMMI) statistical model was identified. Environments, genotypes and genotype x environment (G x E) interactions were highly significant (P < 0.0001) for the pests, implying that the G x E effects were sufficiently high to mask differences among genotypes. The local variety, TME1, was more tolerant (30% severity) to cassava green mite across sites, compared to other clones, while clone 30001 exhibited the highest susceptibility to the pest (54%). Genotypes (30001, TME1 and 30573) gave lowest severity scores for ACMD. Clones used in the study, especially U/41044, 4(2) 1425 and 63397, showed tolerance to CBB and CAD with severity ratings as low as 2.0. Across test sites, CGM had the highest severity scores (3.12) averaged over 3 years in Ilorin (in the Southern Guinea savanna ecology). The lowest severity scores of this disease were observed in Ubiaja and Onne. The severity of ACMD and CBB was highest in Ibadan and Ubiaja and lowest in Onne and Owerri. Cassava anthracnose disease was more severe in Ibadan (score of 2.5) and least severe in Mokwa (1.12). For CGM the highest severity was recorded in the Southern Guinea savanna (score 2.88) and lowest in the humid forest zone. Correlation coefficients calculated between pairs of biotic constraints revealed that cassava bacterial blight was negatively correlated (r=-0.78) with the green mite but positively correlated with anthracnose disease (r=0.94). The AMMI model selected AMM11 for CGM and CBB, and AMM14 and AMM13 for ACMD and CAD, respectively, as the best predictive models since these models had the smallest actual root mean square prediction differences (0.60598 and 0.37646 for CGM and CBB, respectively and 0.37297; and 0.40929 for ACMD and CAD, respectively. Genotypes 30572, 63397, 50395 and 4(2)1425 with low ACMD scores and low IPCA1 scores were the most stable to environmental changes as they combined resistance with stability of response. Such genotypes would be most appropriate in breeding programmes.
Key Words: African cassava, anthracnose, bacterial blight, green mite, mosaic disease
Résumé
Un essai a été mené sur huit clones améliorés de génotypes de manioc et une variété locale, dans trois zones agro-écologiques du Nigéria, pour étudier leur comportement à la mosaïque, bactériose, anthracnose et acarien vert du manioc. L'étude s'était étalée sur une période de plus de trois ans. Additionnellement, les génotypes à résistance stable étaient identifiés en utilisant la méthode statistique des effets principaux additifs et intéractions multiplicatives. Les effets de l'environnement, du génotype et l'intéraction génotype et l'environnement (GXE) étaient significativement élévées (P<0.0001) sur les quatre pestes, suggérant que l'intéraction génotype-environnement était suffisamment élévée pour masquer les différences parmi les génotypes. La variété locale, TME1, était plus tolérante (sévérité 30%) à l'acarien vert de manioc aux travers les sites comparé aux autres clones pendant que le clone 30001 a exhibé la sensibilité la plus élévée aux pests (54%). Les génotypes (30001, TME1 et 30573) ont donné des scores sévérement bas pour la mosaïque. La plupart des clones, spécialement U/41044, 4(2) 1425 and 63397, ont montré une tolérance à la bactériose et l'anthracnose avec des taux sévérement bas de 2.0. Au travers les sites testés, l'acarien vert avait le plus grand score (3.12), pour une moyenne de plus de trois ans, dans Ilorin (dans la savanne du Sud Guinnee). Les scores les plus bas pour cette maladie étaient observés dans l'Ubiaja et dans Onne et Owerri. La sévérité du mosaïque et la bactériose. La maladie d'anthracnose de manioc était plus sévère dans Ibadan et moins sévère dans Mokwa. Pour l'acarien vert la sévérite la plus élévée était enregistrée dans la savanne du sud Guinnée (score 2.88) et la plus basse dans la zone forestrière humide. Les coéfficients de corrélation calculés entre paires et contraintes biotiques ont revélé que la bactériose était négativement corrélée à l'acarien vert du manioc (-0.78) mais positivement corrélée à la maladie l'anthracnose (r=0.94). Le modèle AMMI a séléctionné AMM11 pour l'acarien vert et la bactériose, AMM12 et AMM13 pour le mosaïque et l'anthracnose comme meilleurs modèles. Ils ont présenté des racines des carrés moyens faibles; 0.60598, 0.37464, 0.37297 et 0.40929 pour l'acarien vert, la bactériose, le mosaïque et l'anthracnose, respectivement. Les génotypes 30572, 63397, 50395 et U(2)1425 avec bas scores; le mosaïque et bas scores IPCA1 étaient en majorité stable aux échanges environnementaux comme ils ont combiné résistance avec stabilite des réponses. Pareils génotypes seront les plus recommendés dans un programme de sélection.
Mots Clés: Manioc Africain, anthracnose, bactériose, acarien vert, mosaïque
(Af Crop Sci J 2002 Vol 10 No 1 pp11-22)
Abstract
Eight improved cassava (Manihot esculenta Crantz) genotypes and one local variety were grown over three years in three agro-ecological zones of Nigeria, to study their response to natural infestations of African cassava mosaic disease (ACMD), cassava bacterial blight (CBB), cassava anthracnose disease (CAD) and cassava green mite (CGM). Additionally, genotypes with stable resistance using the Additive Main Effects and Multiplicative Interaction (AMMI) statistical model was identified. Environments, genotypes and genotype x environment (G x E) interactions were highly significant (P < 0.0001) for the pests, implying that the G x E effects were sufficiently high to mask differences among genotypes. The local variety, TME1, was more tolerant (30% severity) to cassava green mite across sites, compared to other clones, while clone 30001 exhibited the highest susceptibility to the pest (54%). Genotypes (30001, TME1 and 30573) gave lowest severity scores for ACMD. Clones used in the study, especially U/41044, 4(2) 1425 and 63397, showed tolerance to CBB and CAD with severity ratings as low as 2.0. Across test sites, CGM had the highest severity scores (3.12) averaged over 3 years in Ilorin (in the Southern Guinea savanna ecology). The lowest severity scores of this disease were observed in Ubiaja and Onne. The severity of ACMD and CBB was highest in Ibadan and Ubiaja and lowest in Onne and Owerri. Cassava anthracnose disease was more severe in Ibadan (score of 2.5) and least severe in Mokwa (1.12). For CGM the highest severity was recorded in the Southern Guinea savanna (score 2.88) and lowest in the humid forest zone. Correlation coefficients calculated between pairs of biotic constraints revealed that cassava bacterial blight was negatively correlated (r=-0.78) with the green mite but positively correlated with anthracnose disease (r=0.94). The AMMI model selected AMM11 for CGM and CBB, and AMM14 and AMM13 for ACMD and CAD, respectively, as the best predictive models since these models had the smallest actual root mean square prediction differences (0.60598 and 0.37646 for CGM and CBB, respectively and 0.37297; and 0.40929 for ACMD and CAD, respectively. Genotypes 30572, 63397, 50395 and 4(2)1425 with low ACMD scores and low IPCA1 scores were the most stable to environmental changes as they combined resistance with stability of response. Such genotypes would be most appropriate in breeding programmes.
Key Words: African cassava, anthracnose, bacterial blight, green mite, mosaic disease
Résumé
Un essai a été mené sur huit clones améliorés de génotypes de manioc et une variété locale, dans trois zones agro-écologiques du Nigéria, pour étudier leur comportement à la mosaïque, bactériose, anthracnose et acarien vert du manioc. L'étude s'était étalée sur une période de plus de trois ans. Additionnellement, les génotypes à résistance stable étaient identifiés en utilisant la méthode statistique des effets principaux additifs et intéractions multiplicatives. Les effets de l'environnement, du génotype et l'intéraction génotype et l'environnement (GXE) étaient significativement élévées (P<0.0001) sur les quatre pestes, suggérant que l'intéraction génotype-environnement était suffisamment élévée pour masquer les différences parmi les génotypes. La variété locale, TME1, était plus tolérante (sévérité 30%) à l'acarien vert de manioc aux travers les sites comparé aux autres clones pendant que le clone 30001 a exhibé la sensibilité la plus élévée aux pests (54%). Les génotypes (30001, TME1 et 30573) ont donné des scores sévérement bas pour la mosaïque. La plupart des clones, spécialement U/41044, 4(2) 1425 and 63397, ont montré une tolérance à la bactériose et l'anthracnose avec des taux sévérement bas de 2.0. Au travers les sites testés, l'acarien vert avait le plus grand score (3.12), pour une moyenne de plus de trois ans, dans Ilorin (dans la savanne du Sud Guinnee). Les scores les plus bas pour cette maladie étaient observés dans l'Ubiaja et dans Onne et Owerri. La sévérité du mosaïque et la bactériose. La maladie d'anthracnose de manioc était plus sévère dans Ibadan et moins sévère dans Mokwa. Pour l'acarien vert la sévérite la plus élévée était enregistrée dans la savanne du sud Guinnée (score 2.88) et la plus basse dans la zone forestrière humide. Les coéfficients de corrélation calculés entre paires et contraintes biotiques ont revélé que la bactériose était négativement corrélée à l'acarien vert du manioc (-0.78) mais positivement corrélée à la maladie l'anthracnose (r=0.94). Le modèle AMMI a séléctionné AMM11 pour l'acarien vert et la bactériose, AMM12 et AMM13 pour le mosaïque et l'anthracnose comme meilleurs modèles. Ils ont présenté des racines des carrés moyens faibles; 0.60598, 0.37464, 0.37297 et 0.40929 pour l'acarien vert, la bactériose, le mosaïque et l'anthracnose, respectivement. Les génotypes 30572, 63397, 50395 et U(2)1425 avec bas scores; le mosaïque et bas scores IPCA1 étaient en majorité stable aux échanges environnementaux comme ils ont combiné résistance avec stabilite des réponses. Pareils génotypes seront les plus recommendés dans un programme de sélection.
Mots Clés: Manioc Africain, anthracnose, bactériose, acarien vert, mosaïque
(Af Crop Sci J 2002 Vol 10 No 1 pp11-22)
