Des chercheurs de l’Illinois trouvent des sources exotiques de r

image : Des scientifiques de l’Université de l’Illinois ont passé au crible 25 lignées de maïs avec du matériel génétique exotique et ont trouvé plusieurs accessions montrant une résistance naturelle à la maladie fongique nouvelle en Amérique du Nord, la tache goudronneuse.
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Crédit : Lauren D. Quinn, Université de l’Illinois

URBANA, Ill. Lorsque la tache goudronneuse – une maladie fongique du maïs capable de causer une perte de rendement importante – est apparue de nulle part en 2015, les producteurs de maïs du Midwest ont dû se démener pour gérer l’épidémie avec peu d’outils efficaces. L’industrie a depuis fait des progrès vers la gestion avec les fongicides des chercheurs, mais beaucoup conviennent que la résistance est la voie à suivre pour vivre avec la tache de goudron.

« Il y a des gens qui envisagent d’utiliser des fongicides à modes d’action mixtes, mais des recherches supplémentaires sont nécessaires pour optimiser le moment pour cela. En fin de compte, je pense que le fait d’avoir des hybrides résistants est la clé de la gestion à long terme de cette maladie », déclare Tiffany Jamann, professeure adjointe au Département des sciences des cultures de l’Université de l’Illinois et co-auteur d’une nouvelle étude suggérant que certains germoplasmes de maïs tropical pourraient fournir bonnes sources de résistance aux taches de goudron.

Jamann et ses collaborateurs ont cultivé 25 lignées de maïs du projet Germplasm Enhancement of Maize (GEM) de l’USDA dans neuf endroits répartis dans quatre États. Deux accessions dérivées de matériel génétique de Cuba et du Brésil – GEMS-0066 et GEMS-0226 – ont montré des niveaux prometteurs de résistance à la tache goudronneuse, quel que soit l’endroit où elles ont été cultivées.

« Ils se sont toujours classés parmi les meilleurs de toutes les gammes dans chaque environnement. Montrer des niveaux de résistance similaires d’un endroit à l’autre est un très bon indicateur de leur fiabilité », déclare Sarah Lipps, doctorante et auteure principale de l’étude. “Et parce que ces lignées sont accessibles au public, n’importe qui peut les utiliser dans un programme de sélection pour développer des hybrides résistants.”

Jamann note : « Ces deux acquisitions n’étaient pas parfaites. Il y avait encore un peu de maladie sur eux, mais je pense que c’est un bon point de départ. Il y a certainement des améliorations à apporter, mais elles étaient cohérentes dans de nombreux environnements pour nous.

En plus d’identifier deux sources prometteuses de résistance, l’étude propose une nouvelle méthode de notation de l’incidence et de la gravité des taches goudronneuses sur le terrain.

“Généralement, lorsque nous évaluons les maladies foliaires, nous utilisons une échelle de 0 à 100 %”, explique Lipps. “Mais avec la tache de goudron, parce que cela fait ces petits points sur la feuille, il est vraiment difficile d’estimer avec précision 5 % par rapport à 20 %, etc. Il est également difficile d’estimer la maladie sur une échelle de pourcentage sur des milliers de plantes pour cette maladie.

“En regardant dans la littérature, nous avons trouvé une échelle d’évaluation utilisée pour l’anthracnose – une autre maladie fongique – qui prend en compte l’incidence ainsi que la couverture dans la parcelle. Nous avons donc développé une échelle de notation de un à neuf pour les taches de goudron. C’est quelque peu similaire à ce qui est utilisé en Amérique latine pour marquer les taches de goudron et fonctionne bien pour nos besoins.

Les méthodes de notation font une grande différence dans les programmes de sélection. Lorsque les éleveurs évaluent des dizaines ou des centaines de lignées à la fois, ils ont besoin d’un système efficace et fiable pour évaluer la résistance.

Bien qu’ils aient trouvé un système de notation, les chercheurs ont eu du mal à inoculer des parcelles d’essai avec des taches de goudron. C’est parce que le champignon responsable de la maladie ne peut pas être cultivé en laboratoire. Au lieu de cela, ils ont dispersé des résidus de plantes infectées dans des parcelles ou ont cultivé du maïs dans des champs qui avaient été infectés l’année précédente.

L’agent pathogène étant laissé à lui-même, les chercheurs ont reconnu à quel point l’environnement joue un rôle dans son développement.

«Nous montrons très clairement dans cet article qu’il existe de nombreuses variables environnementales importantes pour cette maladie. Malheureusement, seulement environ la moitié de nos sites ont fini par avoir suffisamment d’infections pour que nous puissions utiliser les données », déclare Jamann.

Des études antérieures suggèrent que les conditions idéales pour la maladie incluent une humidité supérieure à 75%, des feuilles humides pendant la nuit et des températures comprises entre 61 et 73 degrés Fahrenheit.

Dans une prochaine étape, Jamann dit qu’elle prévoit de rechercher les gènes contrôlant la résistance aux taches goudronneuses. D’autres chercheurs ont fait des progrès à ce sujet au Mexique, mais Jamann dit que l’agent pathogène au Mexique est légèrement différent de celui des batailles de maïs dans le haut Midwest. Il est possible que les mêmes gènes du maïs s’activent pour résister dans les deux cas, mais cela reste à déterminer.

Pendant ce temps, Jamann pense que les sociétés de semences pourraient commencer à comparer GEMS-0066 et GEMS-0226 à d’autres matériaux et éventuellement les croiser dans leurs lignées d’élite.

« Les entreprises se sont intéressées à savoir où nous devrions rechercher la résistance et ce qui pourrait être utile pour leurs programmes de sélection. C’est pourquoi il était important pour nous de montrer qu’il y a une certaine résistance dans ces lignes », explique Jamann. “Donc, ce n’est pas comme si un agriculteur pouvait sortir et planter ces lignées tout de suite, mais elles peuvent être utiles pour la sélection.”

L’article « Identification de la résistance pour Phyllacora maydis de maïs dans du matériel génétique d’origine exotique », est publié dans La science des cultures [DOI: 10.1002/csc2.20709]. Les auteurs incluent Sarah Lipps, Damon Smith, Darcy Telenko, Pierce Paul, Nathan Kleczewski et Tiffany Jamann.

Le Département des sciences des cultures fait partie du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign.


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