Le Phytophthora est un oomycète, organisme aquatique non photosynthétique (moisissure) proche des champignons qui s’attaque aux végétaux. Le genre comprend plus de 170 espèces identifiées dont une majorité se révèle pathogène pour les plantes. Parmi-elles on retrouve l’espèce responsable du mildiou de la pomme de terre (P. infestans) qui causa la grande famine en Irlande ou encore l’espèce P. sojae qui s’attaque aux plants de soja. Cette dernière engendre la pourriture des racines et des tiges provoquant des dégâts importants sur les cultures de soja. Elle engendrerait chaque année des pertes économiques estimées à 200 M$ aux États-Unis et jusqu’à 2 Mds$ à l’échelle mondiale.

Plant de soja contaminé par Phytophthora soja. Crédit : Syngenta Canada

De manière générale, les maladies causées par Phytophthora sont difficiles à contrôler chimiquement et le déploiement de variétés résistantes s’avère être la stratégie de lutte la plus efficace. En revanche, comme de nombreux pathogènes, cette moisissure présente dans le sol a évolué au fil du temps et la résistance des lignées de soja existantes s’amenuise.

Un partenariat de recherche entre l’université Purdue (Indiana) et le semencier américain Corteva Agriscience a permis d’identifier un nouveau gène responsable de la résistance au Phytophthora sur le soja, de sorte que les sélectionneurs puissent facilement détecter les plantes porteuses de ce trait et les reproduire afin de créer de nouvelles lignées résistantes.

Le gène, appelé Rps11, confère une résistance à large spectre au pathogène.
Ce gène se trouve dans une région complexe du génome qui comprend une douzaine de gènes structurellement similaires à Rps11, mais fonctionnellement distincts, rendant difficile son identification. Par ailleurs, dans les génomes de référence de soja disponibles, la région est présente mais l’homologue du gène qui donne la résistance est absent. Afin d’identifier le gène conférant le résistance, l’équipe a dû décoder la région entière d’une lignée résistante au Phytophthora.

Guidée par la séquence complète de la région, l’équipe a été en mesure de concevoir un ensemble de marqueurs d’ADN pour le génotypage à haut débit de plus de 17 000 plants de soja en l’espace de quelques mois pour finalement identifier le gène Rps11.

Mise en évidence de la résistance au phytophthora sur des plants de soja porteurs du gène Rps11 Crédit : Wang et al.

La conception de marqueur moléculaire permet la réalisation de tests mettant en évidence la présence ou non du gène de résistance et ceux même sur les semences, sans nécessité de les mettre en culture. Cette sélection de précision permet d’économiser des ressources et accélère la vitesse à laquelle un nouveau cultivar robuste peut être transmis aux agriculteurs.

Par ailleurs, lors du séquençage de la région du génome, l’équipe a également identifié trois autres gènes qui semblent conférer collectivement une excellente résistance à l’agent pathogène.

Si tel est le cas, l’équipe pourrait être en mesure de développer une nouvelle variété de soja avec une résistance impliquant plusieurs gènes au Phytophthora limitant ainsi les risques que ce dernier puisse contrer les mécanismes de résistance. Ces variétés naturellement résistantes permettront également de réduire l’utilisation de fongicides consacrés à la lutte contre ce pathogène.

Plus d’information : https://www.nature.com/articles/s41467-021-26554-8

Article rédigé par : Benjamin Doreilh, Attaché adjoint à la Science et la Technologie au Consulat général de France à Chicago; [email protected]