In Vitro Production of Clean Planting Material: Setting the Timelines for an Efficient Seed System for Vegetatively Propagated Crops in Ghana

Abstract

In vitro propagation provides the required micro-climate critical for growth and development of plants. It is used to rapidly multiply vegetatively propagated crops such as yam, cassava, cocoyam, taro and sweet potato. Conventional vegetative propagation has limitations when large numbers of “clean” disease-free planting materials are required. This is because vegetative propagules usually habour disease pathogens namely fungi, bacteria, and viruses from the previous growing season, and the multiplication rates are low, unlike in grains and cereals. Meristem culture in vitro technique coupled with thermotherapy, chemotherapy and cryotherapy, are techniques routinely used to eliminate such pathogens from plant tissues. This results in the production of “clean” disease-free planting materials. This study used meristem and thermotherapy systems where applicable to produce clean planting materials of sweet potato, cassava and yam. Molecular diagnostics and enzymelinked immune sorbent assay (ELISA) based methods were used to index cleaned cultures to certify that the germplasm is clean. Results from this study have indicated that it takes up to 12, 18, and 24 months to generate clean planting materials of cassava, sweet potato and yam respectively. Similar systems are being investigated for taro and cocoyam and preliminary results indicate it takes up to six months to generate clean planting material. This paper reports the detailed timelines in the production of clean planting material using tissue culture techniques up to the time of certification. This information generated is very paramount for a sustainable pre-basic seed production of root and tuber crops in West Africa, particularly Ghana.

Key words; Indexing, Meristem, Regeneration, Tissue Cultures, Thermotherapy,

Production in vitro de matériel végétal propre: établir les délais pourun système de semences efficace pour les cultures à multiplication végétative au Ghana

La propagation in vitro fournit le micro-climat nécessaire à la croissance et au développement des plantes. Il est utilisé pour multiplier rapidement les cultures multipliées par voie végétative telles que l'igname, le manioc, le taro, le taro et la patate douce. La multiplication végétative conventionnelle a des limites quand un grand nombre de matériel végétal exempt de maladie "propre" est requis. C'est parce que les propagules végétatives habillent habituellement les agents pathogènes de la maladie à savoir les champignons, les bactéries et les virus de la saison de croissance précédente, et les taux de multiplication sont faibles, contrairement aux céréales et aux céréales. La technique de culture in vitro Meristem couplée à la thermothérapie, la chimiothérapie et la cryothérapie sont des techniques couramment utilisées pour éliminer de tels pathogènes des tissus végétaux. Ceci a pour résultat la production de matériel végétal "propre" sans maladie. Cette étude a utilisé des systèmes de méristème et de thermothérapie, le cas échéant, pour produire des plants propres de patate douce, de manioc et d'igname. Des méthodes basées sur le diagnostic moléculaire et sur le dosage des sorbants immuno-enzymatiques (ELISA) ont été utilisées pour indexer les cultures nettoyées afin de certifier que le germoplasme est propre. Les résultats de cette étude ont indiqué qu'il faut jusqu'à 12, 18 et 24 mois pour produire des plants propres de manioc, de patate douce et d'igname, respectivement. Des systèmes similaires sont étudiés pour le taro et le taro et les résultats préliminaires indiquent qu'il faut jusqu'à six mois pour produire du matériel végétal propre. Cet article rapporte les délais détaillés dans la production de matériel végétal propre en utilisant des techniques de culture tissulaire jusqu'au moment de la certification. Cette information générée est primordiale pour une production semencière pré-fondamentale durable des cultures de racines et de tubercules en Afrique de l'Ouest, en particulier au Ghana.

Mots clés; Indexation, Méristém, Régénération, Cultures Tissulaires, Thermothérapie,