UNE PUBLICATION DE JOHN DEERE

gros plan sur des pousses vertes dans le sol

C'est là que sont trouvées de nouvelles sources de résistance au nématode à kyste du soja (NKS). Les chercheurs, comme ceux de l'University of Georgia (UGA), en examinent des milliers.

Agricole, Éducation 1ᵉʳ avril 2024

Tueurs du NKS

Nouvelles façons de lutter contre ce ravageur qui coûte des milliards de dollars.

par Gil Gullickson

Sur le papier, la gestion du nématode à kyste du soja (NKS) semble facile. Il suffit de planter une variété qui lui est résistante, n'est-ce pas? Pas exactement.

Certes, cette stratégie reste la meilleure solution contre ce ravageur, qui coûte aux producteurs de soja américains plus d'un milliard de dollars par an.

Mais rappelez-vous du soja Roundup Ready . . . Bien qu'il ait initialement permis le contrôle des mauvaises herbes, un des 10 millions de biotype résistait au glyphosate et a fini par se multiplier.

La résistance au NKS connaît un sort similaire. Environ 95 % des variétés résistantes au NKS partagent la même source de résistance : le soja PI 88788. Mais là encore, toujours utiliser le même moyen de contrôle entraîne des changements de virulence dans les populations de NKS. Le NKS finit par surmonter les gènes qui lui sont résistants et par stimuler un changement génétique (Heterodera glycines ou HG).

Pour les herbicides, la résistance est évidente : il suffit de regarder le grand nombre de mauvaises herbes. Ce n'est pas le cas pour les NKS. « Vous pouvez traverser un champ infesté de nématodes à kyste du soja sans rien voir », explique Melissa Mitchum, nématologue à l'University of Georgia (UGA). Quand un agriculteur finit par remarquer les symptômes d'infestation (plantes rabougries et pâles), les rendements ont déjà chuté.

Comment fonctionne la résistance. Les nématodes échappent ou suppriment la résistance génétique grâce aux sécrétions du stylet. Cela produit des protéines qui modifient les tissus végétaux et suppriment la réponse immunitaire. Les NKS établissent ensuite un site d'alimentation où ils migrent vers une racine de soja. Finalement, la plante de soja s'affaiblit.

La résistance génétique dégrade le site d'alimentation. « Sans site d'alimentation, le nématode ne survit pas », explique Melissa. La bonne nouvelle est que le PI 88788 fonctionne encore souvent. Les agriculteurs doivent simplement opter pour des cultures non hôtes et planter du soja avec des sources de résistance alternatives, comme Peking.

Zenglu Li, un sélectionneur de soja de l'UGA, souligne une variété prometteuse de Peking.

« Son rendement est excellent », dit-il. « Non seulement il représente une autre source de résistance au NKS, mais il est également associé à une bonne tolérance aux herbicides. »

Pourtant, la résistance alternative n'est pas si simple. Les gènes alimentent les sources de résistance au NKS.

« Le PI 88788 est une semence vraiment populaire, car il ne contient qu'un seul gène », explique Melissa. « Les sélectionneurs de soja se tournent vers [la résistance avec] un gène car c'est plus facile à gérer. »

Outre la résistance due à une utilisation répétée, des gènes uniques ne parviennent pas à contrôler certains types de nématodes. Par exemple, les NSK 1.2.5.7 et 2.5.7 de type HG peuvent se reproduire sur le PI 88788.

La résistance du Peking dissuade davantage de NKS de types HG car elle est alimentée par plusieurs gènes.

Néanmoins, sa résistance génétique multiple complique l'introgression dans les variétés de soja. Comme pour le PI 88788, son utilisation excessive entraînera finalement une résistance, ajoute Melissa.

La résistance aux variétés résistantes au NKS pourrait être évitée si des gènes plus résistants pouvaient être découverts et rassemblés. L'un d'eux a fait surface l'année dernière. Une équipe de scientifiques de l'UGA, de l'USDA et de l'University of Missouri a découvert un gène de résistance jusqu'alors inconnu, le GmSNAP02.

Avec la technologie CRISPR-Cas9, les sélectionneurs tels que Zenglu pourront développer des variétés de soja avec une résistance accrue au NKS.

Selon Melissa, la combinaison de plusieurs gènes résistants pourrait mieux résister au NKS, mais également empêcher le NKS de pondre des œufs.

« Introgresser cela dans un cultivar de soja prendrait du temps », explique Zenglu. Cependant, de nouvelles technologies comme les marqueurs moléculaires peuvent accélérer le cycle de sélection pour ne pas nuire au rendement, ajoute-t-il.

Les chercheurs savent également désormais où se trouvent les gènes résistants sur le chromosome du soja. Le chromosome agit comme une autoroute puisque des marqueurs moléculaires indiquent au conducteur où aller, explique Zenglu.

« Les marqueurs moléculaires nous aident à introduire des gènes dans des cultivars à haut rendement tout en améliorant la sélection génétique », explique-t-il.

Il y a également de bonnes nouvelles sur le front du génome concernant le NKS. Les gènes de virulence qui permettent au NKS de se reproduire sur du soja résistant ont été cartographiés. Cela permet une gestion prescriptive, en particulier lorsqu'elle est associée à des marqueurs moléculaires identifiant la virulence du SCN, explique Melissa.

« À partir d'un échantillon prélevé par un agriculteur, nous pourrions déterminer la population et sa virulence », explique Melissa. « Nous pourrions déterminer quelle combinaison génétique utiliser. »

Au-dessus. Zenglu Li, sélectionneur de soja à l'UGA, intègre différentes sources de résistance au NSK dans de nouvelles variétés. Des images microscopiques révèlent le nématode à kyste du soja (NKS) qui ravage les champs de soja aux États-Unis. Mekidani Jacob Salu, étudiant diplômé en nématologie de l'UGA, examine le NKS au microscope. Melissa Mitchum, nématologue à l'UGA, note que de nouveaux gènes résistants au NKS sont à l'étude.

Découvrez cette nouvelle technologie. Les cassettes sont une autre technologie prometteuse. Elles permettent aux sélectionneurs de placer une pile de gènes qui combine des gènes qui résistent au NSK avec d'autres qui résistent à d'autres maladies, dit-elle.

La technologie ARNi est également en cours d'évaluation. Elle réduit l'expression d'un gène de plante ou de nématode dont le NKS a besoin pour survivre.

De plus, les chercheurs utilisent la biologie synthétique pour modifier les voies génétiques, à la manière d'un circuit d'ingénierie, dit-elle.

L'Environmental Protection Agency a enregistré un caractère transgénique du NKS pour BASF. Il exprime une nouvelle protéine Bt, Cry14Ab-1, qui fera partie du caractère NKS GMB151 élevé dans des variétés résistantes au NKS. Il devrait faire ses débuts plus tard cette décennie.

Les défis futurs. Les gènes qui stimulent la résistance au NKS sont confrontés au même défi que les sites d'action des herbicides. Il n'y en a tout simplement pas beaucoup.

C'est pourquoi il est important d'utiliser des graines de soja avec différents gènes de résistance afin de ralentir la résistance au NKS, explique Melissa. ‡