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"Comment un champignon s’attaquant aux plants de riz a-t-il muté pour infecter spécialement le blé" par Tina Hesman Saey
Traduction et compléments de Jacques Hallard
samedi 25 novembre 2017, par
ISIAS Biologie Agriculture
Comment un champignon s’attaquant aux plants de riz a-t-il muté pour infecter spécialement le blé ?
L’analyse génétique montre comment les agents pathogènes ont évolué pour contourner les moyens de défenses des végétaux
L’article d’origine de Tina Hesman Saey a été publié le 10 juillet 2017 par Science News Genetics, Plants sous le titre « How a crop-destroying fungus mutated to infect wheat » ; il est acessible sur le site suivant : https://www.sciencenews.org/article/how-crop-destroying-fungus-mutated-infect-wheat
Des champignons agressifs – Un champignon pathogène s’attaquant au blé (montré sur cette photo, avec une résolution de plus en plus grande) est une menace pour les cultures de blé dans le monde entier. Les chercheurs ont rassemblé des connaissances pour préciser comment un champignon phytopathogène en est arrivé à infecter le blé. Paul Bachi
[Le champignon en cause infectait normalement et seulement que les espèces de riz dont Oryza sativa , communément connue sous le nom de Riz asiatique. Selon Wikip&dia, « Elle peut être divisée en deux groupes variétaux : indica et japonica. Oryza sativa pousse au niveau de la mer et jusqu’à 2 000 mètres d’altitude, avec une tige pouvant atteindre une longueur totale de 6 mètres… » Article complet sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Oryza_sativa ].
[D’après Wikipédia, « Les champignons phytopathogènes sont des espèces de champignons parasites qui provoquent des maladies cryptogamiques chez les plantes. Ces champignons appartiennent aux différents groupes du règne des eumycocètes ou « champignons vrais » : ascomycètes, basidiomycètes, chytridiomycètes, zygomycètes et deutéromycètes (champignons imparfaits). Les agents pathogènes responsables de maladies cryptogamiques comprennent aussi des protistes : plasmodiophoramycètes, dont les genres les plus importants sont Plasmodiophora et Spongospora, et oomycètes, qui comprennent notamment la famille des Peronosporaceae (agents des mildious). Les champignons sont la principale cause de maladies chez les plantes et sont responsables d’environ 70 % des maladies des plantes cultivées1. On estime entre dix mille et quinze mille espèces le nombre d’organismes du type champignons ou pseudo-champignons susceptibles d’infecter les plantes (contre une cinquantaine susceptibles d’infecter l’homme)2. Les pertes économiques annuelles dues aux maladies fongiques dans l’agriculture mondiale, avant et après la récolte, étaient estimées en 2003 à plus de 200 milliards d’euros, et le coût annuel des traitements fongicides s’élève pour les seuls États-Unis à plus de 600 millions de dollars3. L’infection des plantes par un champignon phytopathogène se déroule selon un processus, appelé « cycle de la maladie », dont la complexité varie selon les espèces, mais qui comprend toujours un certain nombre d’étapes obligatoires (inoculation, adhérence, germination, pénétration et invasion)2. Les champignons phytopathogènes sont capables d’infecter n’importe quel tissu à n’importe quel stade de croissance de la plante, en suivant un cycle biologique complexe qui peut comporter des stades de reproduction sexuée ou asexuée4... » Article complet à lire sur ce site : https://fr.wikipedia.org/wiki/Champignon_phytopathog%C3%A8ne ].
Une souche de blé qui a laissé tomber sa garde peut avoir laissé la voie libre à un champignon qui détruit d’autres plantes cultivées et ouvert ainsi la porte pour aller infecter cette espèce cultivée importante qu’est le blé.
Vers 1980, les agriculteurs brésiliens ont commencé à cultiver une souche de blé appelée Anahuac, qui convient bien aux sols non-acides du pays. Et, les chercheurs rapportent dans la revue scientifique ‘Science’ du 07 juillet 2017, que ce blé a peut-être commencé à perdre une course face aux moyens biologiques vis-à-vis d’un champignon virulent et agressif : Pyricularia oryzae, également connu sous le nom de Magnaporthe oryzae.
[Voir l’article « Evolution of the wheat blast fungus through functional losses in a host specificity determinant. Yoshihiro Inoue1,*,†, et al. Source : http://science.sciencemag.org/content/357/6346/80 ].
Selon Wikipédia, « La virulence désigne l’intensité du pouvoir pathogène d’un micro-organisme (bactérie, champignon, virus, protozoaire). La virulence d’un pathogène létal est facilement mesurable mais celle des pathogènes à effets sous-létaux est plus complexe à évaluer. En médecine, la virulence correspond au degré de rapidité de multiplication d’un virus dans un organisme donné, donc à sa vitesse d’envahissement. Cela ne présume nullement de la gravité de l’affection (éventuellement) engendrée. En écologie, la virulence est mesurée par la diminution de valeur sélective (survie et/ou reproduction) de l’hôte due à l’infection… » Article complet sur https://fr.wikipedia.org/wiki/Virulence
À l’aide des outils de l’analyse génétique, les chercheurs ont décrit comment le champignon - qui était connu avant 1985 pour infecter uniquement le riz et d’autres céréales – avait évolué pour infecter aussi le blé.
Le cultivar du blé Anahuac manque d’une copie fonctionnelle du gène Rwt3, que le blé utilise normalement pour se défendre contre le champignon, comme l’ont découvert Yoshihiro Inoue et ses collègues de l’Université de Kobe (神戸大学) au Japon.
La protéine de ce gène est qu’il reconnaît une protéine correspondante appelée PWT3 qui est fabriquée par l’agent pathogène. Les plantes de blé dépourvues du gène protecteur ne voient pas le champignon comme une menace.
De même, les champignons virulents et agressifs qui ne synthétisent pas PWT3, sont essentiellement invisibles pour le mécanisme de défense du blé en question.
Yoshihito Inoue et ses collègues proposent que le champignon virulent et agressif a commencé à se développer sur le cultivar de blé Anahuac au début des années 1980 au Brésil. D’autres souches de blé cultivées à proximité avaient encore le mécanisme de défense. De sorte que la pression évolutive sur le champignon aurait changé.
Après un certain temps, le champignon agressif et virulent qui ne fabrique pas PWT3 a émergé, lui permettant d’infecter tous les autres types de blé. Les souches de ce champignon agressif et virulent se sont alors propagées depuis le Brésil jusqu’aux aux pays voisins et elles ont également éclaté aux États-Unis en 2011. Le champignon a aussi envahi le Bangladesh en 2016, où il a causé des pertes allant jusqu’à 90 pour cent de la culture du blé dans certaines régions de ce pays.
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Citations
Y. Inoue et al. Evolution of the wheat blast fungus through functional losses in a host specificity determinant. Science. Vol. 357, July 7, 2017, p. 80. doi : 10.1126/science.aam9654.
Further Reading – Lectures complémentaires
International Maize and Wheat Improvement Center (CIMMYT). Wheat blast.
R. Ehrenberg. Genes in wheat relatives help stave off stem rust. Science News. Vol. 184, July 27, 2013, p. 15.
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et intégration de liens hypertextes par Jacques HALLARD, Ingénieur CNAM, consultant indépendant – 08/11/2017
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