Phytoprotection
Phytopathologie

Identification des facteurs de virulence de la rouille brune, de la rouille noire et de la rouille jaune du blé au Québec

Résumé vulgarisé

Lorsque les conditions sont favorables, les rouilles du blé peuvent créer des pertes significatives de rendement de plus de 50%. Jusqu’à maintenant, une seule maladie de rouille hiverne au Québec, les autres étant portées par les vents du sud provenant du Mexique et du sud des États-Unis. Avec le réchauffement climatique, certains champignons commencent à survivre aux hivers des régions situées plus au nord, comme au nord des États-Unis et même au Canada. Le projet vise à identifier les races de rouille brune, de rouille noire et de rouille jaune présentes dans les champs de blé et de constituer un inventaire des maladies de rouille pouvant hiverner au Québec.

Crédit photo : CÉROM

Résumé scientifique

Les changements climatiques créent des hivers plus doux et des saisons estivales prolongées, ce qui augmente les risques d’introduire de nouvelles maladies ou accroît la présence et l’intensité de maladies déjà présentes au Québec. Les rouilles du blé, soit la rouille brune (Puccinia triticina f. sp. tritici), la rouille noire (P. graminis f. sp. tritici) et la rouille jaune (P. striiformis f. sp. tritici) peuvent créer des pertes significatives de plus de 50% quand les conditions sont favorables. Jusqu’à maintenant, seulement la rouille noire hiverne au Québec, et la rouille brune et la rouille jaune sont amenées par les vents du sud qui viennent du Mexique et du sud des États-Unis. Mais avec le réchauffement climatique, ces champignons commencent à survivre aux hivers dans les régions au nord des États-Unis et même au Canada. L’hivernation des rouilles dans les régions plus au nord risque d’amener des spores au Québec plus tôt en saison, ce qui induira plus de dommages dans la culture du blé au Québec.

Tout comme avec le Phytophthora sojae dans le soya, la relation rouilles-plantes hôtes est sous contrôle gène-pour-gène, c’est-à-dire que les races de rouilles peuvent seulement infecter des cultivars qui ne contiennent pas le gène de résistance correspondant à leur gène de virulence. En utilisant des gènes de résistance qui correspondent aux races présentes localement, on peut atteindre un bon niveau de contrôle des maladies. Cependant, les phénotypes de virulence de l’agent pathogène évoluent relativement rapidement et des mutations font évoluer les populations de rouilles vers des races virulentes qui font chuter la résistance des blés. Cette perte de résistance des cultivars est d’autant plus rapide quand le pool génétique des cultivars est surutilisé et peu diversifié. Une bonne connaissance des races s’avère donc importante pour développer des cultivars résistants et établir une diversité dans les gènes de résistance.

Ce projet vise à identifier les races de rouille brune, de rouille noire et de rouille jaune présentes dans les champs de blé du Québec, en collaboration avec des centres de recherche d’Agriculture et Agroalimentaire Canada. L’identification des races de rouilles se fera dans une cinquantaine de champs des régions cultivant le blé. Les résultats seront transmis aux sélectionneurs et centres de recherche pour identifier les races de rouilles prévalentes et introduire des gènes de résistance dans les cultivars. Le profil régional des races de rouilles au Québec permettrait aux différents agents et acteurs du secteur céréalier (compagnies et distributeurs de semences, conseillers et producteurs agricoles) de privilégier les cultivars de blé portant des gènes de résistance aux races de rouilles identifiées dans les différents territoires et ainsi de limiter l’usage de fongicides foliaires.

L’identification des races de rouilles constitue le premier volet d’un plan qui devrait aussi inclure la caractérisation des gènes de résistance aux rouilles des cultivars de blé commercialisés au Québec. Ce volet supplémentaire permettrait une lutte intégrée contre ces maladies.

Objectifs

Le projet a pour objectif de dresser un inventaire des races de la rouille brune, de la rouille noire et de la rouille jaune du blé présentes au Québec. Les objectifs spécifiques sont :

  1. Identifier les races de rouilles de blé présentes au Québec;
  2. Identifier la distribution des races de rouilles à travers le Québec;
  3. Identifier les gènes de résistance qui aidera à réduire les niveaux d’infection pour les différentes régions agricoles;
  4. Partager la liste de races présentes avec des sélectionneurs pour qu’ils puissent introduire des gènes de résistance dans leurs lignées qui sont ciblés pour contrôler les races de rouilles présentes au Québec.

Crédit photo : CÉROM

Domaine : Phytoprotection
Spécialité : Phytopathologie
Porteur de projet : Tanya Copley
Collaborateur(s) interne(s) : Silvia Barcellos Rosa
Collaborateur(s) externe(s) : Brent McCallum (AAC), Tom Fetch (AAC), Taye Zegeye-Gebrehiwot (AAC), Reem Aboukhaddour (AAC), Yves Dion (MAPAQ), Julien Vivancos (MAPAQ), Pierre-Antoine Thériault (MAPAQ)
Source de financement : Programme Innovation bioalimentaire 2023-2028
Durée : 2021 – 2026
Culture : Blé d’automne, Blé de printemps
Pays : Canada
Régions : Chaudière-Appalaches, Lanaudière, Montérégie, Montérégie Est, Saguenay–Lac-Saint-Jean, Bas-Saint-Laurent
Statut : En cours

GALERIE PHOTOS

PROJETS

Le nématode à kystes du soja (Heterodera glycines, synonyme NKS) est le ravageur le plus nuisible du soya dans le monde, causant des pertes estimées de plus de 880 millions de dollars (USD) annuellement depuis 2015 dans le nord des États-Unis et en Ontario (Crop Protection Network). La gestion du NKS se fait par la rotation des cultures avec des plantes non hôtes et l’utilisation de variétés de soja résistantes. Actuellement, environ 95 % des variétés résistantes contiennent une seule source de résistance provenant de PI 88788. En raison de la surexploitation de cette source, la résistance se dégrade aux États-Unis, ainsi que dans plusieurs champs en Ontario et au Québec. En conséquence, il est urgent de développer des variétés avec des sources de résistance alternatives afin de fournir aux producteurs canadiens des options alternatives pour prévenir l'effondrement de la résistance. Ce projet vise à développer de nouvelles variétés de soya à courte saison (MG 0 à MG 000) portant la résistance provenant de neuf nouvelles sources de résistance, et à confirmer leur résistance aux types Hg 0 et Hg 2.5.7 du NKS. Ces types Hg sont actuellement les types Hg prédominants au Canada, et le développement de nouvelles variétés résistantes à ces types Hg offrira donc aux producteurs de soya canadiens des sources de résistance alternatives au PI 88788 et contribuera à maintenir l'efficacité des variétés de soya résistantes. Pour développer les variétés, la prédiction génomique sera utilisée pour prédire les meilleurs croisements. Les croisements subiront ensuite une sélection assistée par marqueurs pour éliminer les lignées non résistantes, et les lignées avancées présentant des traits agronomiquement supérieurs seront soumises à un phénotypage contre les deux types Hg.
La résistance aux herbicides est devenue un problème majeur pour les producteurs de soya au Québec, surtout en Montérégie. Deux mauvaises herbes sont particulièrement préoccupantes : la petite herbe à poux, très compétitive, et le maïs spontané, qui pousse après la récolte et cause d’importantes pertes de rendement. Comme ces mauvaises herbes sont de plus en plus difficiles à contrôler, les producteurs doivent souvent utiliser davantage d’herbicides, ce qui augmente les coûts et la pression sur l’environnement. Ce projet vise à tester une nouvelle approche : utiliser des drones et l’intelligence artificielle pour repérer précisément les mauvaises herbes dans les champs, puis appliquer les herbicides seulement où c’est nécessaire. À l’aide d’images aériennes, un algorithme sera entraîné pour reconnaître automatiquement les foyers d’herbe à poux et de maïs spontané. Ces informations permettront de créer une carte de prescription qui guidera un pulvérisateur pour effectuer des traitements localisés. Les essais auront lieu sur quatre fermes en Montérégie durant trois ans. Le projet mesurera la précision de l’algorithme, la qualité du contrôle des mauvaises herbes, la réduction de la quantité d’herbicide utilisée, l’effet sur le rendement du soya et les économies possibles pour les producteurs. En somme, le projet cherche à démontrer qu’il est possible de réduire les pesticides tout en maintenant de bons rendements, grâce à l'utilisation des cartes de prescription.
Le ver-gris occidental du haricot (VGOH) est un papillon dont les larves s'attaquent principalement aux cultures de maïs (grain, ensilage et sucré). Il est difficile de lutter contre cet insecte puisque les larves (des chenilles) s'attaquent aux épis et que peu de méthodes sont actuellement disponibles. Les trichogrammes sont des micro-guêpes qui peuvent parasiter les œufs de plusieurs espèces de papillons ravageurs. Ils sont utilisés comme agents de lutte biologique dans plusieurs cultures fruitières et maraîchères, ainsi qu’en foresterie. Au cours des dernières années, nous avons démontré que les trichogrammes peuvent parasiter les œufs de VGOH. Dans certaines cultures, des trichocartes sont utilisées pour effectuer la lutte biologique. Mais l'utilisation de trichocartes n'est pas une méthode viable pour de grandes superficie. Les drones sont une technologie innovante pour faire de l'épandage de trichogrammes dans les champs. Cette méthode a déja été testée pour lutter contre la pyrale du maïs. Le projet vise donc à tester différentes méthodes d'épandage (en vrac ou en capsules) pour évaluer si cette technologie est efficace et rentable pour contrôler le VGOH. les populations de ver-gris occidental du haricot (VGOH) (Lepidoptera : Noctuidae). Des masses d’œufs avaient été collectées dans différents champs de la province pour déterminer s’il existe un parasitisme naturel et si oui, par quelle(s) espèce(s). Des essais préliminaires avaient également été réalisés en champ en effectuant des lâchers inondatifs de trichogrammes à l’aide de trichocartes sur de petites superficies. Les résultats avaient montré que les masses d’œufs peuvent être parasitées par diverses espèces de trichogrammes, mais naturellement c’est l’espèce T. minutum qui semble être la meilleure candidate pour contrôler le VGOH puisque quasiment 100% des masses d’œufs de VGOH étaient parasitées par cette espèce (Saguez, 2024). Bien que les trichogrammes soient efficaces contre les œufs de VGOH, il serait peu réaliste d’installer manuellement des trichocartes sur de grandes superficies de maïs grain ou ensilage ni même dans du maïs sucré destiné à la transformation. Il existe d’autres méthodes qui peuvent être envisagées pour les grands champs, parmi lesquelles la dispersion des trichogrammes par avion, à l’aide de drones (dispersion en vrac ou via des capsules) ou en utilisant des pulvérisateurs. Des études récentes ont été menées au Québec sur la pyrale du maïs et la tordeuse des bourgeons de l’épinette, avec l’utilisation de drone pour libérer des trichogrammes (Martel et al. 2021). Les résultats de ces travaux ont montré un parasitisme plus élevé des masses d’œufs de pyrale et de tordeuse dans les zones traitées par drone que dans les zones témoin. Cette étude a également montré que la synchronisation de l’épandage et le temps d’exposition des œufs sont des facteurs clefs dans le succès de la méthode. Une autre étude a également été effectuée par l’Université Laval à l’aide d’un pulvérisateur installé sur un véhicule tout terrain (Dionne, 2019). En 2021, un épandage par drone de trichogrammes en vrac sur vermiculite avait été réalisé dans deux champs et les résultats avaient indiqué une réduction des dommages liés au VGOH dans les sections traitées avec des trichogrammes comparativement au témoin (Saguez, non publié). Le présent projet qui s’est déroulé au cours des saisons 2022 à 2024 visait à confirmer l’efficacité des différentes méthodes d’épandage de trichogrammes pour le contrôle du VGOH.
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