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African Crop Science Journal
African Crop Science Society
ISSN: 1021-9730
EISSN: 2072-6589
Vol. 21, No. 3, 2013, pp. 235-244
Bioline Code: cs13024
Full paper language: English
Document type: Research Article
Document available free of charge

African Crop Science Journal, Vol. 21, No. 3, 2013, pp. 235-244

 fr EVALUATION OF BIOSSAYS FOR TESTING Bt SWEETPOTATO EVENTS AGAINST SWEETPOTATO WEEVILS
RUKARWA, R.J.; PRENTICE, K.; ORMACHEA, M.; KREUZE, J.F.; TOVAR, J.; MUKASA, S.B.; SSEMAKULA, G.; MWANGA, R.O.M. & GHISLAIN, M.

Résumé

La charançon de la patate douce ( Cylas puncticollis check for this species in other resources ) Boheman constitue une importante peste à travers la région d’Afrique sub-saharienne et une grande contrainte à la production de la culture. Dix patate douce transgéniques d’événéments exprimant les protéines Cry7Aa1, Cry3Ca1, et ET33-34 des Bacillus thuringiensis check for this species in other resources (Bt) étaient évaluées pour résistance contre C. puncticollis. Quatre bioassais utilisés étaient: (i) une larve de premier instar dans une alimentation artificielle utilisant une poudre racinaire d’événement transgénique, (ii) racine entire d’événement transgéniques infestés avec adultes femelles, (iii) un morceau racinaire, et (iv) petite racine d’événements transgéniques tous infestés avec des oeufs. L’analyse DAS-ELISA a montré une variation dans la concentration en protein Cry parmi les événements variant de 0.1 à 0.394 µg g-1 de poids de raciness fraîches. La quqntité la plus élevée de protéines était observée dans l’événement portant le relevé ET33-34. En général, les événements transgéniques n’avaient aucun effet significatif sur la survie de larves (P = 0.28) et le développement de la nimphe (P = 0.86), bien que la pupation maximale de 96% était observée sur l’événement CIP410009.12 qui avait un très bas niveau d’expression du gène cry3Ca1. Les morceaux de raciness étaient susceptibles d’être endommagés par les champignons et la dessication spécialement durant le premier instar larvaire. La racine entière bioassay était moins affctée par la charançon et avait moins de blessures en comparaison à d’autres méthodes. Par ailleurs, il nécessite un grand nombre d’adultes femelles pour l’oviposition et raciness par événement devrant être testés pour obtenir des résultats efficaces avec rigueur statistique. Le bioassai de petits oeufs racinaires ongt nécessité un peu moins de raciness et insectes expérimentaux pour évaluer la mortalité larvaire et leur développement. La méthode de morceaux racinaires était la moins desirable à cause de la contamination fongique et bactérienne. En plus, cette méthode exigeait plus de travail intensif en terme remplacement fréquent de morceaux de racines pour le développement de charançon. Ainsi, la méthode la plus appropriée pour tester l’efficacité du Bt dans la patate douce est le bioassai de petis oeufs racinaires. Néamoins, aucun des événements transgéniques testés n’a fourni un control probable de la charançon suite à une basse expression de la protein Cry dans les raciness de stockage.

Mots Clés
Gènes cry; Cylas puncticollis; Ipomoea batatas

 
 en EVALUATION OF BIOSSAYS FOR TESTING Bt SWEETPOTATO EVENTS AGAINST SWEETPOTATO WEEVILS
RUKARWA, R.J.; PRENTICE, K.; ORMACHEA, M.; KREUZE, J.F.; TOVAR, J.; MUKASA, S.B.; SSEMAKULA, G.; MWANGA, R.O.M. & GHISLAIN, M.

Abstract

Sweetpotato weevil ( Cylas puncticollis check for this species in other resources ) Boheman is a serious pest throughout Sub-Saharan Africa region and is a big threat to sweetpotato cultivation. Ten transgenic sweetpotato events expressing Cry7Aa1, Cry3Ca1, and ET33-34 proteins from Bacillus thuringiensis check for this species in other resources (Bt) were evaluated for resistance against C. puncticollis. Four bioassays used were: (i) 1st instar larva in an artificial diet using root powder of transgenic events, (ii) whole root of transgenic events infested with female adults, (iii) root chip, and (iv) small root of transgenic events both infested with egg-plugs. DAS-ELISA analysis showed variation in Cry protein concentration among the events that ranged between 0.1 and 0.394 µg g-1 of root fresh weight. The highest protein quantity was observed in the event carrying the ET33-34 transcript. In general, transgenic events had no significant effect on larval survival (P = 0.28) and pupal (P = 0.86) development, though maximum pupation of 96% was observed on event CIP410009.12 that had very low expression levels of cry3Ca1 gene. Root chips were prone to damage by fungi and desiccation especially during the first larval instar. The whole root bioassay had less handling injuries to weevils compared with other methods. However, it requires a large number of adult females for oviposition and roots per event to be tested to obtain efficacy results with statistical rigour. The small root egg plug bioassay required much fewer roots and experimental insects to assess larval mortality and development. The root chip method was the least desirable because of susceptibility to fungal and bacterial contamination. In addition, this method was the most labour intensive in terms of frequent replacement of root chips for weevil development. Hence, the most appropriate method for testing Bt efficacy in sweetpotato is the small root egg-plug bioassay. Nonetheless, none of the transgenic events tested provided weevil control probably because of low Cry protein expression in storage roots.

Keywords
Cry genes; Cylas puncticollis; Ipomoea batatas

 
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