L'agent pathogène de la rouille des tiges infecte toutes les parties aériennes des plants de blé, y compris la tête. Dans ce cas, le contrôle avec des fongicides n'est généralement pas possible en raison de la contamination du produit final, ou économique. Crédits :Karanjeet Sandhu, Université de Sydney.
La famine est peut-être en grande partie une chose du passé, mais ces dernières années, la réapparition d'une maladie qui peut tuer le blé - qui fournit un cinquième de la nourriture de l'humanité - a menacé la sécurité alimentaire; maintenant une percée est annoncée juste avant Noël, dans deux articles complémentaires publiés dans la revue Science .
Dans une première mondiale, la science a pris une longueur d'avance sur un vieil ennemi qui a récemment réapparu dans certaines parties du monde, où il a dévasté les cultures en raison de sa capacité d'évolution, annulant une grande partie du travail acharné qui a commencé sérieusement avec la Révolution verte - en utilisant des techniques naturelles pour isoler le premier gène pathogène de la rouille que les plants de blé détectent et utilisent pour « activer » la résistance intrinsèque.
La percée dans la recherche ciblant l'ennemi de la rouille de la tige - historiquement l'agent pathogène le plus dangereux du blé - signifiera que des échantillons suspects pourraient être analysés en quelques heures en cas d'urgence plutôt qu'en quelques semaines, potentiellement sauver les récoltes de la destruction.
"Pour la première fois, il sera possible de faire des tests ADN pour identifier si une rouille dans une récolte de blé n'importe où dans le monde peut vaincre un gène de résistance à la rouille, appelé Sr50, qui est introduit dans les variétés de blé à haut rendement, " a déclaré le professeur Robert Park, auteur correspondant de l'Université de Sydney.
"Cela indiquera si une récolte de blé donnée doit être pulvérisée rapidement avec un fongicide coûteux pour la protéger contre la rouille - qui autrement dévasterait la récolte en quelques semaines."
Des épidémies de rouille sont apparues parfois en tandem avec une sélection sélective soigneusement affinée des céréales; la maladie est à nouveau extrêmement dévastatrice en Afrique de l'Est et fait un retour en Europe.
Superficiellement, la rouille des tiges ressemble à un autre agent pathogène de la rouille du blé, rouille des feuilles. Les deux peuvent être distingués sur les feuilles, avec la rouille des feuilles formant des pustules sur un seul côté de la feuille, et la rouille des tiges produisant des pustules qui apparaissent sur les deux surfaces des feuilles. Crédit :Crédit Karanjeet Sandhu, Université de Sydney.
Les nouvelles découvertes sont publiées dans l'une des principales revues mondiales, basé aux États-Unis Science .
Monsieur Jiapeng Chen, un doctorant de l'Université de Sydney qui a initié les travaux en séquençant et analysant le génome d'un isolat de rouille virulent, a déclaré qu'il s'agissait de la première étape importante pour relever les défis diagnostiques posés par les champignons en constante évolution, qui se traduisent par de nouvelles souches pathogènes de la rouille.
Le professeur Park a expliqué:"C'est comme une course aux armements en cours - nous devons garder une longueur d'avance sur cet agent pathogène en évolution.
"La dernière grande épidémie de rouille de la tige du blé rien qu'en Australie, en 1973, a causé 300 millions de dollars australiens de dommages - imaginez ce que cela serait aujourd'hui."
Auteur co-correspondant, Dr Peter Dodds de la Commonweatlh Scientific Industrial Research Organisation, a déclaré que la demande de blé dans les pays en développement devrait bondir de 60 pour cent d'ici 2050 et qu'en termes économiques seulement, les ramifications étaient énormes.
"Maintenant que nous avons identifié comment les souches de rouille des tiges sont capables de surmonter la résistance au Sr50 - par mutation d'un gène que nous avons identifié appelé AvrSr50 - cette information peut être utilisée pour aider à prioriser les gènes de résistance pour le déploiement.
L'agent pathogène tue les plants de blé en annelant les tiges, résultant en des récoltes comprenant un désordre enchevêtré. Crédit :Robert Park, Université de Sydney
"Nos résultats montrent jusqu'à présent que le système immunitaire de la plante est capable de reconnaître directement la protéine fongique, a déclaré le Dr Peter Dodds, de l'équipe Agriculture et Alimentation du CSIRO. « Nous comprenons mieux l'ensemble du processus - ce qui se passe au niveau des protéines, au niveau des gènes."
Co-auteur Dr Kostya Kanyuka de Rothamsted Research, un centre de sciences agronomiques au Royaume-Uni, dit que la rouille des tiges faisait un retour en Europe, par exemple en Suède pas plus tard que cette année, et menaçait l'Asie et les États-Unis.
"La race très virulente Ug99 du champignon de la rouille noire - qui est apparue en 1998 en Ouganda - est devenue encore plus puissante à mesure qu'elle s'est propagée à travers l'Afrique et le Moyen-Orient, avec des vents menaçant de l'emporter en Asie, " a déclaré le Dr Kanyuka.
Collaborateurs américains le professeur Melania Figueroa, Le professeur Brian Steffenson et le Dr Yue Jin ont pu étendre les résultats de l'étude en examinant des souches du pathogène de la rouille des tiges provenant d'autres parties du monde, y compris les États-Unis et l'Afrique.
"Il est important d'examiner ce gène dans les souches de rouille du monde entier pour avoir une idée de l'endroit où la virulence est le plus susceptible d'évoluer, " dit le professeur Figueroa.
Professeur Park, de l'Institut de sélection végétale, fait partie de l'Institut d'agriculture de Sydney et de l'École des sciences de la vie et de l'environnement de l'Université, a déclaré que les résultats devraient également conduire à une meilleure compréhension de la façon dont les agents pathogènes de la rouille infectent le blé, échapper à la détection par le plant de blé, et causant des pertes de rendement.
"En plus de l'avantage pratique immédiat concernant l'important gène de résistance à la rouille Sr50, notre première découverte mondiale pourrait potentiellement avoir des retombées à plus long terme dans un horizon de 10 à 15 ans, " il a dit.
