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Génétique des oléoprotéagineuses, Phytopathologie

Développement d’outils de sélection et amélioration génétique pour la résistance à des maladies importantes en culture de soya

maladies, Phytophthora sojae, Sclerotinia, Soya, Syndrome de la mort subite

Résumé vulgarisé

Le soya est une des cultures agricoles les plus importantes au Québec. Depuis quelques années, les pertes associées avec les maladies est en augmentation et avec les changements climatiques en cours, les maladies représentent de plus en plus de défis à relever pour l’agriculture. L’amélioration génétique est un outil indispensable pour la gestion intérgrée des ennemis de cultures et des variétés de soya résistantes à certaines maladies et ravageurs, comme la sclérotiniose du soya et le nématode à kyste, sont déjà disponibles. Par contre, il y a un manque de cultivars résistants pour certaines maladies, comme le syndrome de la mort subite du soya (Fusarium virguliforme) et des cultivars avec une bonne résistance horizontale à la pourriture phytophthoréenne (Phytophthora sojae). Différents gènes de résistance doivent donc être déployés et des cultivars résistant adaptés aux besoins des producteurs doivent être développés car très peu de ceux-ci sont disponibles présentement.

Crédit photo : CÉROM

Résumé scientifique

Le soya est une des cultures agricoles les plus importantes au Québec, mais la culture n’est pas à l’abri des stresses biotiques. Les changements climatiques présentent de multiples défis pour l’industrie agricole, incluant une augmentation d’incidence de maladies et l’apparition de nouvelles maladies au Québec. L’amélioration génétique est un outil indispensible pour la gestion intégrée des maladies, et plusieurs cultivars résistants à des maladies importantes, comme la sclérotiniose du soya et le nématode à kyste du soya, sont déjà disponibles pour le soya au Québec. Par contre, pour d’autres maladies, il y a un manque de cultivars résistants, soit en raison d’un contournement de la résistance, comme dans le cas de la pourriture phytophthoréenne (Phytophthora sojae), ou en raison de l’émergence de nouvelles maladies, comme le syndrome de la mort subite du soya (Fusarium virguliforme). L’amélioration des connaissances du niveau de la résistance des cultivars disponibles ou des lignées avancées à des maladies est nécessaire afin d’offrir aux producteurs des cultivars résistants, et d’offrir aux sélectionneurs des parents à haute potentielle pour la résistance aux maladies.

Objectifs

Les objectifs de ce projet sont d’identifier des cultivars et lignées avancées avec une résistance horizontale et durable à la pourriture phytophthoréenne et au syndrome de la mort subite afin d’offrir des sources de résistance aux sélectionneurs et aux producteurs.

Crédit photo : CÉROM

Domaine : Phytogénétique, Phytoprotection
Spécialité : Génétique des oléoprotéagineuses, Phytopathologie

Mots clés : maladies, Phytophthora sojae, Sclerotinia, Soya, Syndrome de la mort subite

Porteur de projet : Tanya Copley

Collaborateur(s) interne(s) : Louise O’Donoughue

Collaborateur(s) externe(s) : Richard Bélanger (Université Laval)

Source de financement : Convention MAPAQ/CÉROM 2023-2026

Durée : 2023-2026

Culture : Soya
Pays : Canada
Régions : Montérégie Est

Statut : En cours

GALERIE PHOTOS

PROJETS

Identification de gènes régulant la maturité chez le soya

Le soya est une plante à fort potentiel commercial, mais sa culture est présentement limitée dans les régions les plus méridionales du Québec et du Canada. Pour soutenir le développement de lignées de soya plus hâtives, il est possible d’utiliser différentes approches moléculaires et bio-informatiques comme la cartographie de gènes et le développement de marqueurs génétiques. Le présent projet visait à découvrir de nouvelles régions génomiques impliquées dans la régulation de la floraison, le remplissage et la maturité dans le soya à l’aide de populations biparentales et d’association pangénomique. Lors de ce projet, plusieurs régions avec une grande influence sur la maturité hâtive ont été découvertes au niveau de l’ensemble du génome, notamment sur le chromosome Gm04. À l’aide de ces régions, nous avons intégré plusieurs nouveaux marqueurs moléculaires dans notre programme de sélection afin de pouvoir développer de manière plus efficace des lignées plus hâtives.

Ver-gris occidental du haricot et mycotoxines: Impact de l'insecte et de son contrôle sur la salubrité du maïs et les risques pour la santé animale.

Le maïs est l'une des principales productions agricoles au Québec. Il se retrouve tant dans la consommation humaine que dans celle du bétail. Cette culture est toutefois la cible de plusieurs insectes ravageurs et de maladies qui peuvent même co-exister sur une même plante. C'est notamment le cas du ver-gris occidental du haricot (VGOH), un papillon dont la chenille s'attaque aux épis du maïs et des champignons du genre Fusarium qui sont responsables des fusarioses. Les dommages causés par l'insecte constituent une porte d'entrée pour les champignons pathogènes qui en se développant, peuvent produire des toxines qui sont nocives pour la santé du bétail. Une bonne gestion de l'insecte et du pathogène peuvent permettre de contribuer au bien-être animal. Au Québec, on connaît encore peu de choses sur l'impact du VGOH, de son contrôle et des pratiques agricoles sur la production des toxines. Ce projet devrait nous permettre d'en apprendre plus sur les interactions entre le VGOH, les Fusarium, les toxines et comment une bonne gestion peut être bénéfique pour le bétail.

Validation d’un seuil et d’une période d’intervention pour l’application d’un traitement foliaire contre la chrysomèle du haricot dans le soya

La chrysomèle du haricot est aujourd’hui couramment retrouvée dans le soya aux États-Unis et en Ontario, et certains champs au Québec sont aux prises avec cet insecte. C'est principalement en grignotant les gousses que l'insecte cause d’importants dommages. Ils laissent apparaitre la fine membrane blanche de la gousse qui recouvre le grain ce qui occasionne des portes d’entrées pour les maladies et les champignons. Il en résulte souvent un déclassement des grains et potentiellement une perte de rendement se traduisant par une perte économique pour l’entreprise. Ce projet vise à mener des essais en parcelles expérimentales et commerciales afin d’évaluer la pertinence et le moment opportun d'une application foliaire d'insecticide sur la gestion des dommages et de la qualité du grain en lien avec les maladies fongiques dans la culture de soya.

épis de blé

Gestion des fongicides : potentiel des variétés de blé multirésistantes pour réduire les applications des fongicides foliaires au Québec

Les maladies foliaires peuvent engendrer des pertes de rendement significatives pour les producteurs de blé, se traduisant par des pertes de rendement annuelles entre 5 % et 44 %. La méthode la plus fréquente pour réduire les pertes associées aux maladies foliaires du blé est l’utilisation de fongicides foliaires. Selon des données de l’Allemagne, l’utilisation de fongicides foliaires peut réduire les pertes de rendement associées aux maladies foliaires de 12 %. Par contre, l’utilisation non justifiée de fongicides foliaires représente non seulement des coûts non négligeables pour les producteurs, mais aussi potentiellement des effets néfastes pour l’environnement, la santé humaine et des animaux, et éventuellement l’efficacité des fongicides foliaires via le développement de résistance aux fongicides. L’utilisation raisonnable et durable des fongicides foliaires est donc nécessaire, surtout dans un contexte où les changements climatiques risquent d’augmenter la fréquence des épidémies, de précipiter l’arrivée de maladies, ou d’en introduire de nouvelles au Québec. La lutte intégrée des ennemies de culture et l’utilisation raisonnable et justifiée des fongicides foliaires sont donc des pratiques obligatoires faces aux changements climatiques afin d’assurer une production durable et rentable pour les producteurs. L’utilisation de cultivars résistants est souvent considérée comme la première ligne de défense contre les maladies, en plus de représenter un moyen rentable et durable pour combattre les maladies agricoles, et plusieurs études démontrent que les pertes de rendement sont hautement corrélées avec le niveau de résistance d’un cultivar, avec moins de pertes quand un cultivar résistant est utilisé . Le seuil de control, c’est-à-dire le niveau d’infection dont une application de fongicide foliaire est efficace, rentable et justifiable, peut varier selon le stade d’infection, la maladie, et le niveau de résistance d’un cultivar. Bien que les seuils d’intervention actuels au Québec soient basés sur un seuil de 5 % de la feuille étendard ou les feuilles du haut, les applications systématiques à certains stades phénologiques demeurent une pratique courante. Klocke et al. (2023) ont démontré qu’une intervention de « situation », basée sur le niveau de résistance d’un cultivar contre différentes maladies et l’utilisation d’un cultivar multirésistant peut réduire l’indice de fréquence des traitements de fongicides foliaires par 80 %, comparé à des applications basées sur le stade du cultivar sans prendre en compte le niveau de résistance ou la sévérité de la maladie. Ce projet vise à démontrer que les seuils d’intervention recommandés sont fiables et que les applications de fongicides foliaires ne sont justifiées que lorsque ces seuils sont atteints et si les conditions météorologiques favoriseront le développement continue de la maladie. Le but du projet est de comparer l'efficacité relative de l'utilisation de la résistance génétique pour lutter contre les maladies afin de réduire l'utilisation des pesticides dans le blé.

Identification des rouilles de céréales (Affiche)

Affiche sur l'identification des rouilles de céréales

Publications scientifiques - Génétique des oléoprotéagineuses

L'étude et l'utilisation de résistance aux maladies multiples chez le blé afin de réduire le besoin de fongicides

L'une des principales priorités des programmes de sélection du blé est le développement et la commercialisation de cultivars offrant une résistance efficace et durable à un grand nombre de maladies. La fusariose de l'épi (FHB) et les rouilles du blé sont des maladies dévastatrices du blé qui ont un impact économique important sur les blés sensibles. Le développement de cultivars résistants est un facteur clé pour une gestion durable des cultures. Le cultivar brésilien Toropi (Frontana 1971.37 / Quaderna // Petiblanco 8), mis sur le marché en 1965, a été cultivé commercialement pendant plus de 15 ans, conservant un niveau élevé de résistance à la rouille brune (RB) tout au long de ces années. Outre la LR, Toropi a également démontré une bonne résistance à la rouille jaune (RJ), à la rouille noire (RN), et à la fusariose. La résistance des Toropi à la fusariose a été étudiée dans le cadre du projet, et elle est conférée par la combinaison de plusieurs QTL (1A, 5A.1, 5A.2 co-localisés avec la RN, la RB et la RJ, respectivement). La colocalisation des gènes de résistance à la fusariose et à la rouille facilitera l'incorporation de la résistance à de multiples maladies dans de nouveaux cultivars de blé améliorés. Pour incorporer la résistance dans le blé québécois, des croisements ont été effectués et des populations sont en cours de développement.

Développement d’une infrastructure numérique intelligente et d’approches préventives en phytoprotection intégrant l’ intelligence artificielle pour l’aide à la décision dans les grandes cultures

Le milieu agricole fait face à de multiples défis, incluant la confontration de multiples ennemis des cultures comme les mauvaises herbes et les maladies qui peuvent réduire les rendements de façon significative. Leur présence et les pertes qui y sont associées sont fortement incluencées par l'environnement, dont les changements climatiques jouent un rôle important. Pour faire face à cette situation, l'utilisation de pesticides demeure une des outils principaux, par contre, leur utilisation n'est souvent pas jusitifée. À cette problématique, s'ajoute la déradation de la santé des sols, constaté depuis les année 1990 au Québec. Des modèles prévisionnels peuvent aider les producteurs à prendre des décisions informées, mais les modèles existant sont souvent basés sur des conditions générales et non les conditions réelles du champ. L'exploitation de l'intelligence artificielle appuyée par des données multisources, incluant les observations par télédétection, permettra le développement de modèles prédictifs plus précis. Mais, le développement de tels modèles est confronté à l'accès aux données à grande échelle. Ce projet vise à s'attaquer à cette problématique, en développant une infrastructure numérique intelligente (INI), basée sur une nouvelle approche de fédération des données à l’échelle de la Montérégie. Le projet développera également des modèles prédictifs pour deux ennemis des cultures, notamment l'émergence du chénopod blanc et l'apparition des apothécies de la sclérotiniose du soya, à traver de la base de données et des données de télédétection.

Phytopathologie

L’effet de l’humidité et le type de sol sur la frucitification de sclérotes de Sclerotinia sclerotiorum

La sclérotiniose est une des maladies les plus importante pour la culture du soya mondialement, créant des pertes annuelles de 20 millions de dollars en Ontario uniquement dans le soya. Depuis 2018, le CÉROM et le RAP travaillent sur la surveillance de l’apparition des apothécies afin de réduire les applications de fongicides non justifiées. Deux facteurs principaux affectent la fructification carpogénique de sclérotes, soit la température du sol et l’humidité du sol. Plusieurs études ont démontré qu’un sol trop saturé ou trop sec empêche la fructification de sclérotes. Cette étude propose d’examiner l’effet de l’humidité du sol sur le taux de fructification carpogénique de sclérotes dans un minimum de trois types de sol, soit un sol argileux, un sol limoneux et un sol sableaux afin d’évaluer l’effet de l’humidité du sol et le type de sol sur la germination de trois tailles de sclérotes (petit, moyen ou gros).

Développement de variétés hâtives de soya

Depuis les années 1980 le soya s’est taillé une place de choix parmi les cultures produites au Québec. Entre autres atouts, sa capacité à fixer l’azote de l’air grâce à une association avec une bactérie en font un élément clé dans les rotations cultures et permet de réduire l’apport en azote. La culture du soya est bien établie dans les régions plus au sud du Québec telle que la Montérégie mais il serait désirable d’étendre sa culture à des régions plus nordique tel que le Saguenay Lac Saint-Jean et le Bas Saint-Laurent. Pour ce faire le développement de variétés de soya plus hâtives est en cours.

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