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Les champs de blé doré qui s’étendent à perte de vue sont une des scènes les plus typiques des Prairies canadiennes. Le blé est depuis longtemps le symbole de l’agriculture dans les Prairies, et constitue la principale grande culture au Canada, environ 30 millions de tonnes étant généralement récoltées chaque année. Ce volume est environ sept fois plus élevé que la consommation canadienne moyenne, et une grande partie de notre production de blé est destinée à nourrir les familles partout dans le monde. Notre blé est très recherché dans le monde pour sa grande qualité et sa teneur en protéines et est exporté vers environ 80 pays, ce qui en fait une culture d’importance économique. Nous devons donc nous assurer que le blé demeure une culture florissante au Canada.
Comme n’importe quelle autre plante, le blé peut subir des dommages causés par les maladies. Le blé étant une de nos cultures céréalières les plus anciennes et les plus emblématiques, les chercheurs explorent depuis longtemps de nouvelles variétés et façons de protéger cette importante ressource alimentaire de base. En effet, le Canada possède une riche histoire de l’étude du blé, qui remonte à la fin du 19e siècle.
Cerner le problème : émergence mondiale de la maladie de la tache bronzée
Une maladie découverte relativement récemment menace nos cultures de blé : la tache bronzée, causée par un champignon. Dans les champs infectés, l’observation attentive des feuilles vertes du blé révèle la présence de lésions, ou taches, de couleur havane à leur surface. Ces lésions sont le symptôme d’une infection par le Pyrenophora tritici-repentis, champignon nécrotrophe spécialisé (parasite qui tue rapidement son hôte et se nourrit des tissus morts). Depuis son apparition il y a environ 50 ans, la maladie foliaire causée par ce champignon est devenue l’une des plus destructrices dans les cultures de blé à l’échelle mondiale.
Comme la plupart des champignons, celui qui cause la tache bronzée prospère dans les conditions humides. Les pluies printanières aident le blé à pousser, mais elles peuvent aussi engendrer des conditions propices à l’infection. Le champignon libère ses spores, qui dispersent la maladie dans tout le champ, infectent l’ensemble de la culture et causent d’importants dommages.
En l’absence d’intervention, les graves infections par la tache bronzée peuvent considérablement endommager les feuilles du blé. Comme chez la plupart des plantes, les feuilles du blé captent la lumière et la convertissent en énergie chimique qui contribue à la croissance. Ce processus peut sembler simple, mais ceux qui se souviennent de leurs cours de science se rappelleront peut-être que la photosynthèse est en fait très complexe. Les dommages infligés aux feuilles par la tache bronzée nuisent à la capacité de photosynthèse du blé, ce qui retarde sa croissance et réduit les rendements ainsi que la qualité du grain. Les dommages qui touchent les feuilles supérieures peuvent engendrer des pertes de rendement de 60 % ou plus. En outre, si l’agent pathogène progresse depuis les feuilles jusqu’à l’épi, il peut causer un autre type de dommage, appelé carie rouge; ce rougissement du grain peut mener à une modification du classement du grain et réduire sa valeur. La tache bronzée constitue donc une grave menace économique pour la production de blé, puisqu’elle peut engendrer des pertes estimées à des millions de dollars annuellement.
La plupart des producteurs réalisent des traitements fongicides pour lutter contre la tache bronzée, mais compte tenu du danger que pose cette maladie, il faut poursuivre les travaux pour trouver des stratégies de lutte efficaces et produire de nouvelles variétés de blé résistantes.
Une équipe de chercheurs d’AAC dirige une collaboration nationale et internationale (avec l’Europe, l’Amérique du Nord et du Sud, l’Afrique du Nord, l’Inde, le Japon et l’Australie) afin d’étudier l’évolution de la maladie à l’échelle mondiale et les façons de ralentir sa progression. L’équipe diversifiée d’experts est dirigée par Reem Aboukhaddour, Ph. D., du Centre de recherche et de développement de Lethbridge, avec la collaboration locale de Kelly Turkington, Ph. D., du Centre de recherche et de développement de Lacombe, et Myriam Fernandez, Ph. D., du Centre de recherche et de développement de Swift Current.
Remonter à la source (génétique) du problème
L’équipe analyse la totalité du bagage génétique de l’agent pathogène ainsi que les modifications au niveau de ses chromosomes, et fait appel à de multiples domaines scientifiques, notamment la pathologie (étude des maladies), la génomique (étude du matériel génétique d’un organisme) et la bio-informatique, afin d’étudier le complexe ensemble de données biologiques. Les travaux visent principalement à comprendre comment les gènes pathogènes se sont modifiés et sont passés d’une souche à l’autre de l’agent pathogène. De plus, l’équipe s’intéresse à la variation de ces gènes à l’échelle des différentes populations dans le monde, ainsi qu’aux variables ou conditions locales qui peuvent permettre au champignon de survivre et de se reproduire.
« Il est très important d’obtenir un portrait clair de la façon dont l’agent pathogène responsable de la tache bronzée évolue. Ça nous aidera à relever les tendances, les conditions environnementales et les autres facteurs qui permettent à la maladie de prospérer, et, espérons-le, à trouver des solutions qui nous permettront de lutter efficacement contre celle-ci. » indique Reem Aboukhaddour.
Les chercheurs ont déterminé que des mutations, des duplications et des transposons sont les facteurs jouant un rôle déterminant dans l’évolution de ce champignon. Les transposons, parfois appelés « gènes sauteurs », sont des fragments d’ADN qui se déplacent facilement à l’intérieur du génome ou entre les génomes, transportant avec eux les gènes pathogènes. Une nouvelle classe de transposons grâce à laquelle le champignon peut propager sa virulence a été découverte, ce qui constitue une avancée importante qui pourrait aider les chercheurs à déterminer les éléments qui permettraient de lutter contre la maladie. De plus, l’équipe a découvert des formes nouvelles et inhabituelles de l’agent pathogène dans divers endroits du monde, notamment au Canada, qui causent des dommages accrus chez le blé dur. Les recherches en cours visent à déterminer les facteurs de virulence de ces nouvelles formes, afin d’aider les chercheurs à trouver des moyens de contrer efficacement la maladie dans les cultures de blé.
Tracer la voie à suivre
La recherche se poursuit, mais l’équipe a déjà fourni de précieuses ressources au milieu de la recherche, notamment des données sur la séquence entière du génome de l’agent pathogène, fondées sur un ensemble diversifié de P. tritici-repentis provenant du Canada et d’autres sources dans le monde. Les scientifiques espèrent que cette recherche d’AAC mènera un jour à la découverte de solutions qui pourraient réduire la présence de la tache bronzée dans les champs de blé, à l’échelle mondiale, aidant ainsi les producteurs agricoles à protéger leurs champs contre les dommages causés par cette maladie et à éviter les pertes économiques graves.
Faits saillants
- Le blé canadien est très recherché dans le monde pour sa grande qualité et sa teneur élevée en protéines. Il est exporté vers environ 80 pays, et constitue donc une culture d’importance économique.
- La tache bronzée est une maladie causée par un champignon, qui endommage les feuilles du blé et nuit ainsi à sa capacité de photosynthèse, ce qui retarde sa croissance et réduit les rendements ainsi que la qualité du grain.
- Depuis son apparition il y a environ 50 ans, la tache bronzée est devenue une grave menace économique pour la production de blé, et peut causer des pertes estimées à des millions de dollars par année.
- Les chercheurs d’AAC, sous la direction de Reem Aboukhaddour, collaborent avec leurs pairs à l’échelle nationale et internationale afin d’étudier l’évolution de la maladie dans le monde et les façons de ralentir sa progression.
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