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Dernière mise à jour : Mai 2021

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Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes

Les méchants perdent à la fin : les parasites les plus agressifs pendant les épidémies se transmettent moins bien entre épidémies

Fructification de Phytophthora infestans sur feuille de Pomme de terre
La survie des parasites entre saisons épidémiques conditionne les sources initiales d’inoculum, et donc la répartition et l’intensité des premières attaques. Des chercheurs de l'Igepp ont montré que les souches les plus pathogènes pendant les épidémies de Phytophthora infestans, agent du mildiou de la pomme de terre, souffraient d’un déficit de transmission entre années. Ceci peut expliquer la stabilité des niveaux d’agressivité au cours du temps, et donc la meilleure durabilité des résistances quantitatives.

Les résistances quantitatives des plantes aux maladies sont réputées être durables dans le temps, ce qui en fait des candidats de choix pour des systèmes agro-écologiques de contrôle des épidémies. Cependant, les causes de cette durabilité sont encore mal comprises. Différentes observations montrent en effet que ces résistances s’érodent progressivement en cas d’utilisation intense et prolongée en particulier du fait de la sélection durant l’épidémie elle-même des souches les plus agressives. Par ailleurs, beaucoup de populations naturelles sont composées de souches présentant différentes stratégies de reproduction, et donc de niveaux d’agressivité. Comment dès lors expliquer la durabilité généralement importante des résistances quantitatives, alors que la sélection devrait favoriser une augmentation graduelle mais continue du niveau d’agressivité au sein des populations ? La solution de ce dilemme conditionne la manière d’employer au mieux les résistances quantitatives des plantes.

La théorie des compromis évolutifs, qui sert aujourd’hui de base à la compréhension de l’évolution du pouvoir pathogène des parasites, propose l’hypothèse que la maximisation d’une caractéristique biologique majeure (trait d’histoire de vie) ne peut se faire sans en altérer simultanément une autre. Nous avons donc formulé, puis testé expérimentalement, l’hypothèse qu’une plus grande agressivité durant une épidémie  s’accompagnait d’un handicap pour la transmission entre saisons épidémiques (survie).

Une série d’expériences en conditions semi-naturelles, impliquant des isolats de Phytophthora infestans (agent du mildiou de la pomme de terre) différant par leur niveau d’agressivité et des variétés de pomme  de terre différant par leur niveau de résistance quantitative au parasite, nous a permis de confirmer cette hypothèse. En effet, les isolats les plus agressifs tendent à faire produire aux plantes des tubercules malades plus petits et plus sévèrement atteints, ce qui réduit leur capacité à survivre tout un hiver sans pourrir entièrement. Par ailleurs, les isolats les plus agressifs tuent rapidement les jeunes bourgeons, ce qui limite le nombre de tiges malades produites au printemps. Les différences sont particulièrement nettes sur les variétés les plus sensibles.

Les épidémies sont par nature des phénomènes cycliques, en particulier quand l’hôte est une plante annuelle qui disparait régulièrement du paysage agricole. Nous avions pu montrer précédemment que cette saisonnalité est à l’origine d’une différenciation au sein des populations parasites entre souches peu agressives, privilégiant une transmission forte entre saison, et souches fortement agressives, privilégiant une exploitation rapide de leur hôte et une reproduction maximale. Le résultat rapporté ici explique cette co-existence en populations naturelles via un mécanisme de sélection balancée : les souches les moins agressives sont favorisées durant la phase de survie, alors que les souches les plus agressives sont sélectionnées durant l’épidémie.

Ce résultat ouvre désormais la porte à une meilleure gestion des résistances quantitatives : il explique en effet pourquoi ces résistances sont durables lorsqu’elles sont utilisées à côté de variétés sensibles, servant de refuge pour les souches les moins agressives, et pas lors d’une utilisation exclusive d’une même variété partiellement résistante. C’est l’une des bases du développement de méthodes de gestion durables des résistances variétales fondées sur la compréhension des mécanismes écologiques et évolutifs agissant au sein des populations parasitaires.

Pasco C., Montarry J., Marquer B. & Andrivon D. (2015). And the nasty ones lose in the end: foliar pathogenicity trades off with asexual transmission in the Irish famine pathogen Phytophthora infestans. New Phytologist, on line. DOI