Progrès dans la recherche sur la résistance des blés aux maladies

Le blé est une culture super importante dans le monde, mais sa production est toujours menacée par plein de maladies, surtout celles causées par des champignons. Les maladies fongiques peuvent entraîner des pertes de rendement annuelles de 15 à 20%, donc il est crucial de trouver des moyens efficaces pour protéger le blé contre ces menaces. Une des stratégies clés consiste à élever de nouvelles variétés de blé qui sont génétiquement résistantes à ces pathogènes.

#Gènes de Résistance dans le Blé

Pour augmenter la production de blé, les scientifiques se concentrent sur l'identification de nouvelles sources de résistance génétique, appelées gènes de résistance (R). Ces gènes aident les plantes à reconnaître quand elles sont attaquées par des pathogènes, comme les champignons. Beaucoup de ces Gènes R codent pour des protéines qui sont importantes pour la réponse immunitaire de la plante. Elles peuvent identifier des protéines spécifiques des pathogènes, appelées protéines d'avirulence (AVR), et déclencher une réponse défensive. Cela conduit souvent à une forme localisée de mort cellulaire, ce qui aide à limiter la propagation du pathogène. Cependant, certains pathogènes peuvent évoluer rapidement, s'adaptant pour éviter d'être détectés par ces gènes R, ce qui rend essentiel de continuer à trouver de nouvelles sources de résistance.

#Oïdium du Blé

Une menace majeure pour le blé est l'oïdium, causé par le champignon Blumeria graminis f.sp. tritici (Bgt). Ce champignon cible spécifiquement les plantes de blé et peut entraîner des pertes de récolte dévastatrices si ce n'est pas bien géré. Comme son cycle de vie est court, il peut se multiplier rapidement dans les champs de blé sensibles, surtout ceux à monoculture. Pour combattre ce problème, les chercheurs ont identifié 69 gènes R dans le blé qui peuvent fournir une résistance contre Bgt. Cependant, beaucoup de ces gènes n'ont pas encore été clonés et étudiés en détail.

#L'Importance de l'Identification des Gènes AVR

Bien que les scientifiques aient fait des progrès dans l'identification et l'isolement des gènes R, l'identification des gènes AVR correspondants dans les pathogènes a été plus lente. Des études récentes soulignent l'importance d'identifier ces gènes AVR, car comprendre leur diversité dans les populations de pathogènes peut aider à prédire l'efficacité des gènes R au fil du temps. Cette info est essentielle pour développer des variétés de blé robustes qui peuvent faire face aux menaces en constante évolution posées par les pathogènes.

#Nouvelles Approches pour Identifier les Gènes AVR

Pour répondre à la lenteur de l'identification des gènes AVR, les chercheurs ont développé une nouvelle méthode appelée le test de déplétion AVR (test AD). Cette méthode vise à simplifier le processus d'identification des gènes AVR dans Bgt, facilitant une découverte plus rapide sans avoir besoin de tests individuels sur chaque plante. Le test AD combine des stratégies de cartographie génétique avec des processus de sélection pour identifier efficacement les gènes AVR.

#Preuve de Concept : Identification des Gènes AVR

Dans les expériences initiales avec le test AD, les chercheurs ont cherché à confirmer son efficacité en se concentrant sur un gène AVR connu sous le nom de AvrPm3a2/f2. Ce gène interagit avec le gène R Pm3a trouvé dans le blé. En croisant deux isolats différents de Bgt présentant des modèles de virulence différents, les scientifiques espéraient identifier ce gène AVR grâce au séquençage en masse des populations de descendants résultantes. Le test AD a réussi à identifier le gène AvrPm3a2/f2, démontrant ainsi le potentiel de cette nouvelle approche.

#À la Recherche de AvrPm60

Après le succès avec AvrPm3a2/f2, les chercheurs se sont tournés vers un autre gène AVR, appelé AvrPm60. Ce gène correspond au gène de résistance Pm60 qui est largement efficace. En utilisant à nouveau le test AD, ils ont pu identifier une région génomique spécifique associée au gène AvrPm60, qui chevauchait avec la région AvrPm3a2/f2 identifiée plus tôt. Ce chevauchement suggère qu'il pourrait y avoir des mécanismes partagés entre différents gènes AVR, ce qui pourrait informer de futures stratégies de culture.

#Comprendre le Mécanisme des Gènes AVR

Les chercheurs ont découvert que les gènes AvrPm60 font partie d'une grande famille de protéines, appelées effecteurs de type RNAse. Ces protéines jouent un rôle crucial pendant le processus d'infection, et leurs niveaux d'expression élevés au début des infections les rendent des cibles faciles pour les systèmes immunitaires des plantes. L'identification de AvrPm60 approfondit notre compréhension de la façon dont le blé interagit avec les champignons pathogènes et souligne l'importance de ces protéines effectrices dans la gestion de la résistance aux maladies.

#La Signification de la Variation du Nombre de Copies de Gènes

Une découverte intrigante a été la variation du nombre de copies des gènes AVR dans la population de Bgt. Alors que certains isolats avaient plusieurs copies du gène AvrPm60, d'autres n'en avaient aucun. Cette variation peut affecter l'efficacité de certains gènes de résistance dans différentes régions. Aux États-Unis, par exemple, près de 19% des isolats de Bgt examinés ont été trouvés avoir perdu le gène AvrPm60. De telles pertes peuvent entraîner l'échec du gène de résistance Pm60, soulignant la nécessité d'une surveillance continue et de recherches pour protéger les cultures de blé.

#Pm60 et Ses Allèles

Le gène Pm60 a été isolé d'un ancêtre du blé ancien et est connu pour son efficacité contre divers isolats de Bgt. Récemment, deux variantes supplémentaires du gène Pm60, appelées Pm60a et Pm60b, ont été identifiées. Les chercheurs visaient à déterminer comment ces variantes interagissent avec les gènes AvrPm60. Ils ont découvert que, bien que les trois variantes Pm60 pouvaient reconnaître les effecteurs AvrPm60, il y avait des différences dans la force de leur réponse. Cette info pourrait être précieuse lors de la sélection des gènes R les plus efficaces pour élever de nouvelles variétés de blé.

#Élevage pour la Résistance

Élever des variétés de blé qui combinent plusieurs gènes R peut aider à assurer une résistance durable contre les maladies fongiques. Alors que les champignons comme Bgt continuent de s'adapter, avoir une variété de gènes R disponibles pour l’élevage peut protéger les cultures de blé contre de potentielles épidémies. Le test AD fournit un puissant nouvel outil pour découvrir les gènes AVR, ouvrant la voie à la création de variétés de blé plus résistantes.

#Conclusion

La bataille contre les maladies du blé comme l'oïdium est en cours mais s'améliore. En utilisant de nouvelles méthodes pour identifier les gènes R et AVR, les chercheurs peuvent mieux comprendre les interactions entre le blé et ses pathogènes. Cette connaissance est essentielle pour les efforts de culture visant à créer des variétés de blé résilientes capables de faire face aux défis posés par les maladies fongiques en évolution rapide. Alors que les scientifiques continuent de développer et de peaufiner leurs approches, l'avenir de la production de blé durable semble plus prometteur.