La fusariose de l’épi (Fusarium spp.) est une maladie dévastatrice du blé ayant un impact économique important. En plus de réduire les rendements, les céréales infectées par la fusariose accumulent des mycotoxines qui les rendent impropres à la consommation animale et humaine. Au Québec, la fusariose est considérée comme la principale maladie du blé. Les maladies foliaires (par exemple, les rouilles) peuvent réduire considérablement (50%) les rendements en grains des blés susceptibles. Pour lutter contre ses maladies, les fongicides sont souvent nécessaires, mais leur utilisation est liée aux problèmes de santé, d’environnement et économiques. Le développement de cultivars résistants est un facteur clé pour la gestion durable des cultures. Leur utilisation réduit la nécessité des pesticides et augmenter la rentabilité pour les agriculteurs.
Comme les plantes en plein champ sont attaquées par de multiples agents pathogènes, les généticiens doivent prendre en compte la résistance à de multiples maladies. Il n’est pas facile de combiner plusieurs gènes de résistance dans un seul cultivar. Par conséquent, la présence de régions génomiques conférant une résistance à plus d’un pathogène peut être très utile. Dans le cadre de ce projet, l’objectif était d’identifier de résistance effective à de maladies multiples, dont la fusariose d’épi (ci-après considérés comme fusariose), et poursuite le développement de cultivars de blé résistants, qui constituent un outil alternatif à l’usage des pesticides (amélioration de cultivars).
Le cultivar brésilien Toropi, enregistré en 1965, a montré une bonne résistance à la rouille des feuilles, à la rouille jaune, à la rouille noire (Barcellos et al., 2000; Rosa et al., 2016, 2018, 2019; Kolmer et al., 2018). Récemment, les résistances de Toropi aux trois rouilles du blé ont été cartographiées en utilisant deux populations à double haploïde dérivées du croisement entre Toropi et Thatcher (Rosa et al., 2019). Une population de 168 lignées (population 1) a été génotypée par 90K iSelect rangée de polymorphismes à nucléotide simple (SNP pour « single nucleotide polymorphism »), tandis que la seconde population (155 lignées, population 2) a été partiellement génotypée pour valider les loci de résistance à la rouille. Un projet pilote de résistance de Toropi à la fusariose a été lancé en 2018 pour tester la population 1 de Toropi dans une pépinière de fusariose à Saint-Mathieu-de-Beloeil (QC) avec inoculation et irrigation artificielles. Les résultats suggèrent que les loci sur le chromosome 5A confère au Toropi portion de sa résistance à la fusariose. Deux loci associés à la fusariose ont été détectés sur le chromosome 5AL, l’un au même endroit d’un QTL associé à la résistance à rouille des feuilles et l’autre au même endroit d’un QTL de résistance à la rouille jaune. Cette découverte étant très intéressante, nous avons voulu la confirmer dans le cadre de l’actuel projet du MAPAQ.
Toropi et Thatcher, les parents des populations en étude, ont montré une résistance bonne à intermédiaire à la fusariose dans tous les essais. Toropi a présenté dans la plupart des essais moins de symptômes au champ que Thatcher, mais ce dernier a accumulé moins de DON. Une ségrégation transgressive (meilleures et moins bonnes lignées dans la population par rapport aux parents) a été observée dans les deux populations pour tous les caractères évalués, ce qui signifie que les gènes contrôlant l’infection par le Fusarium dans Toropi et Thatcher sont différents et que leur combinaison améliore la résistance à la fusariose.
Sept régions génomiques (loci de caractères quantitatifs, « quantitative trait loci » – QTL) (dans les chromosomes 1A, 3B, 5A.1, 5A.2, 5D, 7B et 7D) liés à la résistance à la fusariose ont était identifiés chez Toropi, mais les plus importants se trouvaient dans les chromosomes 1A et 5A (2 régions) (Fig 1). Et à notre grande surprise, ils sont colocalisés avec les régions associées à les résistances à la rouille noire, la rouille brune et la rouille jaune, qui ont été identifiés précédemment par notre groupe. Chez Thatcher, one région génomique (chromosome 2B) a était identifié comme conférant résistance à la fusariose.
Pour évaluer l’effet des QTL (1A, 5A.1 et 5A.2 de Toropi-6.4 et 2B de Thatcher) identifiés dans la population entre Toropi et Thatcher sur la résistance à la fusariose, les lignées de la population ont été classés en fonction de la présence ou de l’absence de QTL et regroupés en 16 classes comprenant l’absence de ces QTL, la présence d’un ou de plusieurs QTL. Individuellement, chaque QTL n’a pas présenté d’effet majeur sur la réduction de la fusariose (similaires à la classe sans aucun des 4 QTL) (Fig 2). Cependant, en combinaison, ils ont montré un effet additif, réduisant les symptômes et les niveaux de DON.
Pour incorporer la résistance de Toropi dans le blé québécois, des croisements ont été effectués et des populations sont en cours de développement. Les marqueurs moléculaires qui ont été conçus pour faciliter l’introduction de la résistance à la fusariose et aux rouilles dans les futurs cultivars de blé seront utiliser. De nouveaux cultivars résistants aux maladies multiples et présentant des teneurs réduites en mycotoxines devraient être mis à la disposition des agriculteurs québécois d’ici quelques années.
