Blé infecté par la rouille des tiges. Crédit :CIMMYT
Tige rouille, nommé pour les pustules noircissantes qui infectent les tiges des plantes, causé des épidémies dévastatrices sur les cultures et la famine pendant des siècles avant d'être apprivoisé par des fongicides et des gènes de résistance.
Depuis le début du siècle, cependant, de nouvelles souches agressives sont apparues, telles que « Ug99 », détecté pour la première fois en Ouganda en 1999—qui infectent des variétés de blé largement cultivées. Ces maladies menacent de disperser des milliards de spores fongiques pathogènes dans les vents à travers les pays et les continents. La perte économique mondiale actuelle causée par la rouille de la tige du blé est d'environ 1 milliard de dollars américains par an.
La crainte est que ces souches en suspension dans l'air et hautement virulentes puissent se propager à partir de sites connus vers certaines des régions les plus importantes du « grenier à blé » du monde, comme le Pendjab en Asie du Sud, où ces souches n'ont pas encore été détectées.
Maintenant, une équipe de scientifiques de l'Université de Cambridge, le UK Met Office et le CIMMYT (International Maize and Wheat Improvement Centre) ont adapté des systèmes de modélisation précédemment utilisés pour la prévision, la dispersion des cendres des volcans en éruption et les radiations des accidents nucléaires (NOM), pour prédire quand et comment Ug99 et d'autres souches de ce type sont les plus susceptibles de se propager.
La recherche, publié aujourd'hui dans la revue Plantes naturelles , quantifie pour la première fois les circonstances - itinéraires, les périodes et la taille des épidémies - sous lesquelles des souches dangereuses de rouille noire constituent une menace de dispersion sur de longues distances hors de l'Afrique de l'Est vers les grandes régions productrices de blé en Inde et au Pakistan.
Les résultats mettent en évidence le rôle du Yémen en tant que « tremplin » potentiel pour la transmission de la maladie entre les continents. Le scénario clé pour la propagation de la maladie est du Yémen directement au Pakistan ou en Inde. En cas d'épidémie importante dans l'est du Yémen, les résultats indiquent une probabilité de 30 % de transmission.
Un autre scénario important pour la propagation de la rouille du blé est du Yémen à travers les pays du Moyen-Orient, en particulier l'Iran, vers l'Asie centrale et du Sud. Si l'Iran devait subir une épidémie modérée d'Ug99 - plus de 1000 hectares - alors les spores se propageraient probablement en Afghanistan, et de là potentiellement plus loin dans les plaines du nord du Pakistan et de l'Inde. Cependant, la transmission le long de cette route est limitée à une fenêtre de temps relativement courte en mars et avril, avant que le blé ne soit généralement récolté en Asie du Sud.
(A) Il s'agit d'un réseau de dispersion à longue distance de spores entre tous les principaux pays producteurs de blé d'Afrique australe/orientale, le Moyen-Orient et l'Asie centrale/du Sud. Les nœuds représentent les pays ; les communautés de la même couleur indiquent les régions avec une connectivité aérienne élevée ; la taille des nœuds indique la force des nœuds ; les diagrammes circulaires montrent la fraction de la force supérieure par rapport à la force totale des nœuds (indiquant les pays donateurs et récepteurs). (B) Fréquences de transmission des spores le long des principales routes de migration dans la zone de la vallée du Rift pour le scénario de grandes épidémies. Crédit :Matthieu Hort
« De nouvelles races de rouille du blé menacent le blé dans le monde entier, et nous devons savoir quelles zones sont à risque, " a déclaré l'auteur principal, le professeur Chris Gilligan, du Département des sciences végétales de Cambridge.
« De notre travail, nous pensons maintenant que si nous commençons à voir Ug99 ou d'autres nouvelles souches de rouille du blé s'installer au Yémen au début du printemps, des mesures doivent être prises immédiatement pour atténuer le risque de propagation. »
Cependant, le travail de modélisation offre également des nouvelles encourageantes :la transmission aérienne de la maladie des pays d'Afrique de l'Est directement vers l'Asie du Sud est hautement improbable, avec des événements de transmission possibles seulement moins d'un jour par an.
L'équipe scientifique a utilisé les enquêtes sur les maladies sur le terrain du Centre international d'amélioration du maïs et du blé et les données météorologiques du Met Office britannique comme données clés pour le cadre de modélisation.
« Cette recherche nous a permis d'obtenir les premières estimations quantitatives des fréquences de transmission à long terme des spores dans l'air pour différents scénarios d'épidémie. stratégies de contrôle, " a déclaré Marcel Meyer de Cambridge, le premier auteur de l'étude.
L'équipe dit son travail, comprenant des animations de dispersion des spores en 3D et un catalogue des tendances de dispersion (indiquant les directions probables, fréquences, charges d'agents pathogènes), offre de nouvelles façons de sensibiliser, communiquer les risques, et informer les acteurs agricoles.
Leur cadre de modélisation peut être appliqué comme un outil pour analyser les risques au cas où de nouvelles souches de maladies seraient découvertes dans d'autres zones géographiques. Cela a déjà aidé à estimer les risques de dispersion à partir de sites d'autres maladies en Europe et en Sibérie. Dans le cadre des travaux en cours, l'équipe développe un système d'alerte précoce prévoyant le risque de rouille en Éthiopie, Le plus grand pays producteur de blé d'Afrique de l'Est.
« L'expertise combinée des sciences du végétal et des sciences de la dispersion atmosphérique a fourni des outils révolutionnaires qui mettent en évidence les risques, et soutenir la gestion du potentiel dévastateur de ces maladies, " a déclaré le Dr Matthew Hort, co-auteur du Met Office britannique.
