Portable PCR field-based detection of sweetpotato viruses

Abstract

Sweetpotato ( Ipomoea batatas Lam.) production is greatly constrained by viral infections, especially Sweet potato feathery mottle virus and Sweet potato chlorotic stunt virus that synergistically cause a severe sweetpotato virus disease. The impact of viruses is aggravated by the vegetative nature of the crop and inaccessibility to dependable diagnostic tools in rural areas where sweetpotato production is done. This makes it hard for seed inspectors to perform quality checks prior to use of vines for planting. The objective of this study was to develop a procedure that allows for detection of sweetpotato viruses on-site. This involved modification of the Lodhi et al. (1994) nucleic acid extraction procedure, by omitting some of the laboratory specific steps and varying the incubation time in liquid nitrogen, instead of the freezer. Incubation in liquid nitrogen for only 1.5 hours yielded as high quality RNA compared to that of the original protocol, when incubation was done at 4\ub0C overnight in a freezer. Reverse transcriptase (RT) was run using a portable miniPCR thermocycler; and the resulting cDNA was amplified using this miniPCR machine instead of using a laboratory stationed conventional PCR thermocycler. The cDNA was efficiently amplified and amplicons were similar to those obtained with the original extraction protocol and subsequent amplification by the conventional RT-PCR. Our protocol reduced extraction time from about 16 hours for the original protocol, to about 2 hours and 45 minutes. If this tool is utilised by the crop protection departments, we believe it will contribute greatly towards sustainable sweetpotato production through making timely recommendations.La production de la patate douce ( Ipomoea batatas Lam.) est fortement limit\ue9e par les infections virales, en particulier le virus de la marbrure plumeuse de la patate douce et le virus du stunt chlorotique de la patate douce qui provoquent en synergie une maladie virale grave de la patate douce. L\u2019impact des virus est aggrav\ue9 par la nature v\ue9g\ue9tative de la culture et l\u2019inaccessibilit\ue9 des outils fiables pour le diagnostic dans les zones rurales o\uf9 la production de patate douce est r\ue9alis\ue9e. Cela rend difficile les inspecteurs des semences d\u2019effectuer des contr\uf4les de qualit\ue9 avant l\u2019utilisation des vignes par les agriculteurs. L\u2019objectif de cette \ue9tude \ue9tait de d\ue9velopper une proc\ue9dure permettant la d\ue9tection des virus de la patate douce sur place. Cela impliquait une modification de Lodhi et al. (1994) proc\ue9dure d\u2019extraction d\u2019acide nucl\ue9ique, en omettant certaines des \ue9tapes sp\ue9cifiques du laboratoire et en faisant la variation de temps d\u2019incubation dans l\u2019azote liquide, au lieu du cong\ue9lateur. L\u2019incubation dans l\u2019azote liquide pendant seulement 1,5 heure a donn\ue9 un ARN de haute qualit\ue9 comme le protocole d\u2019origine, lorsque l\u2019incubation a \ue9t\ue9 effectu\ue9e \ue0 4 \ub0 C pendant une nuit dans un cong\ue9lateur. La transcriptase inverse (RT) a \ue9t\ue9 faite en utilisant un thermocycleur mini PCR portable et l\u2019ADNc, et r\ue9sultant a \ue9t\ue9 amplifi\ue9 en utilisant cette machine mini PCR au lieu d\u2019utiliser un thermocycleur PCR conventionnel stationn\ue9 en laboratoire. L\u2019ADNc a \ue9t\ue9 efficacement amplifi\ue9 et les amplicons \ue9taient similaires \ue0 ceux obtenus avec le protocole d\u2019extraction original et l\u2019amplification ult\ue9rieure par la RT-PCR conventionnelle. Notre protocole a r\ue9duit le temps d\u2019extraction d\u2019environ 16 heures pour le protocole d\u2019origine, \ue0 environ 2 heures et 45 minutes. Si cet outil est utilis\ue9 par le d\ue9partement de la protection des cultures, nous pensons qu\u2019il contribuera grandement \ue0 la production durable de patate douce en faisant des recommandations en temps opportun