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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

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.

Inventaire des nématodes des lésions racinaires, Pratylenchus penetrans et P. alleni, dans les champs de soya au Québec

Les nématodes des lésions racinaires (Pratylenchus spp.) sont des parasites agricoles polyphages affectant plusieurs cultures importantes, dont le maïs et le soya. Deux espèces principales ont été détectées lors d’une campagne de dépistage de 2013 à 2015, soit P. penetrans et P. alleni. Les résultats ont démontré que 54 % des champs échantillonnés étaient positifs pour au moins une espèce, que les sols sableux avaient de plus fortes populations de P. penetrans et que 8 % des champs dépassaient les seuils économiques théoriques. Un sondage aux États-Unis, qui a aussi examiné l’effet de P. penetrans sur les rendements, a estimé que les pertes dues à ce ravageur sont de l’ordre de 4 % à 5 % dans le soya. Depuis quelques années, certains semenciers encouragent les traitements de semence contenant de nématicides . Bien que des traitements nématicides pourraient potentiellement aider dans des champs ayant de fortes infestations, ils sont souvent non rentables et peuvent affecter les populations de nématodes bénéfiques. Ce projet a comme objectif principal de faire un inventaire des populations de P. penetrans et P. alleni dans les champs de soya au Québec afin de déterminer si les populations dépassent les seuils économiques théoriques et de comparer les résultats avec le dernier sondage.

Caractérisation de la résistance au nématode à kyste du soya chez une lignée hâtive de soya; PI 494182

Mondialement, le nématode à kyste du soya (NKS) est le ravageur le plus important du soya. Sa présence a été détecté au Québec en 2013 . En combinaison avec les rotations de cultures, l’utilisation de cultivars résistants est la meilleure méthode de contrôle. Présentement plus de 95% des cultivars résistants proviennent de la même source de résistance dont l’efficacité a commencé à s’effondrer aux États-Unis et en Ontario. D’autres sources de résistance sont donc nécessaires. Ce projet vise à caractériser les loci génétique contrôlant la résistance chez un cultivar japonais, Suzuhime (PI494182) et de développer des marqueurs moléculaires afin d’introduire cette résistance dans des variétés adaptées au Québec

La prédiction génomique dans le coffre à outil de l’amélioration génétique du soya

Dans un programme d’amélioration génétique, l’évaluation de lignées en parcelles expérimentales au champ est une étape coûteuse. On cherche donc à optimiser le potentiel de chaque lignée évaluée au champ. Dans ce projet dirigé par François belzile de l’université Laval en collaboration avec le CÉROM. Agriculture et Agroalimentaire Canada à Ottawa, l’Université de Guelph, l’Université de la Saskatchewan, Sollio et Prograin, un programme de prédiction de croisements à haut potentiel de rendement est développé et implanté dans les divers programmes d’amélioration génétique du soya incluant celui du CÉROM.

Phytopathologie

La sclérotiniose du soya: cycle de vie et stratégies d'interventaions (affiche)

Une approche pan-Canadienne pour améliorer la résistance à la sclérotiniose du soya (A pan-Canadian approach to improving soybean Sclerotinia stem rot resistance)

L’utilisation de variétés résistantes est l’une des options les plus efficaces pour minimiser les risques associés à la sclérotiniose du soya causée par Sclerotinia sclerotiorum. Des études récentes démontrent que la résistance du soya peut être grandement affectée par l'isolat utilisé pour l'évaluation, la résistance allant de sensible à modérément résistante au sein d'une seule lignée de soya ou de canola. Ces lacunes peuvent sérieusement compromettre l'efficacité et la stabilité des évaluations de résistance à la sclérotiniose en pépinière, car les isolats utilisés varient d'une pépinière à l'autre. Cela peut entraîner des réponses variables des cultivars sur le terrain pour le contrôle de la sclérotiniose du soya, entraînant des pertes accrues ou une dépendance accrue aux fongicides en raison du changement climatique et de la croissance du secteur du soya à l'échelle nationale. De plus, l’utilisation de variétés sensibles augmente la charge d’inoculum dans les champs, mettant ainsi en danger d’autres cultures sensibles comme le canola, le tournesol et les légumineuses. L’ajout de soya aux rotations de cultures contribue à réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) grâce à sa capacité à fixer l’azote, mais ne devrait pas compromettre les autres cultures. Une approche globale visant à améliorer et à stabiliser les évaluations en pépinière de la résistance du soya à la sclérotiniose et à combler les écarts dans les incohérences dans les niveaux de résistance observés pour certaines variétés de soya produira des évaluations stables et fiables , contribuera à réduire les charges d'inoculum de la sclérotiniose et contribuera à réduire la dépendance à l'égard des fongicides pour le contrôle de la sclérotiniose du soya et d'autres cultures sensibles dans la rotation. Ce projet vise donc à mieux comprendre la variabilité génétique de S. sclerotiorum à travers le Canada et l'effet de la variation sur la résistance du soya avec le but d'améliorer la stabilité et la fiabilité des pépinières et les évaluations de résistance.

Midi-Science 15 novembre 2023, midi.

Validation et implantation d'un modèle prévisionnel de la sclérotiniose du soya au Québec

La sclérotiniose du soya (Sclerotinia sclerotiorum) est une maladie importante dans la culture du soya au Québec. Malgré que des cultivars tolérants soient disponibles comme moyen de lutte contre cette maladie, les fongicides foliaires sont souvent appliqués en prévention même si les conditions sont défavorables au développement de la maladie. Des modèles prévisionnels du développement des apothécies dans la culture du soya ont été développés aux États-Unis, mais leur efficacité au Québec doit être validée. Un modèle prévisionnel permettra aux producteurs, conseillers et agronomes de prendre une décision fondée sur le risque de la maladie quant à l’utilisation de fongicides foliaires visant à réprimer la pourriture à sclérotes du soya. Ce projet vise à valider des modèles prévisionnels développés aux États-Unis afin de déterminer s'ils prédisent bien l'apparition des apothécies au Québec.

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