F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 1 Gestion Durable des Résistances aux Bioagresseurs: contribuer à une agriculture économe en pesticides Carole Caranta INRA, Département de Génétique & Amélioration des Plantes

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 2 Quelques chiffres… Grandes cultures : 70.2% IFT/ha - 67,4% €/ha – 45.7% SAU 40% herbicides, 30% fongicides, 15% insecticides, 10% autres 75% des pesticides : céréales à pailles & colza (70% surface) 80% des fongicides: blé tendre, orge, pomme de terre (1% surface = 14% fongicides) 53% des insecticides : colza (12% surface) Données Ecophyto R&D, janv. 2010

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 3 Comment réduire l’utilisation des pesticides…sans diminuer la productivité et le revenu des agriculteurs ? => Une cible : promouvoir l’utilisation de résistances génétiques efficaces et durables

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 4 Les gènes de résistance : une ressource rare à préserver Disponibilité des gènes de résistance : variable en fonction des espèces mais en général peu. Nécessité de prise en compte de l’effort de sélection Capacité d’adaptation des bioagresseurs aux variétés résistantes => Gérer les pressions de sélection exercées par les gènes de résistance sur le bioagresseur

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 5 La gestion durable des résistances : un champ de biologie intégrative Qui se décline selon une succession d’échelles : gène, génotype, peuplement, agrosystème Et nécessite une approche pluridisciplinaire Biologistes : généticiens, pathologistes, agronomes Mathématiciens : modélisation des scénarios de gestion Economistes : acceptabilité des sorties de modélisation, gestion des systèmes de culture

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 6 Les pistes de recherche

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 7 Diversifier les cibles = Mieux exploiter les ressources génétiques Fréquence de résistance dans les ressources génétiques (1500 accessions: Capsicum spp.) Criblage qualitatif (R/S) Criblage quantitatif (AUDPC,sporulation)  Nombreuses maladies : seule variabilité quantitative disponible  Fréquence gènes à effets quantitatifs >> gènes majeurs Résistances partielles (quantitatives) : augmentent et diversifient le réservoir de gènes exploitables Palloix et al.

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 8 Résistance à la rouille brune Lannou et al.

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 9 Des outils pour caractériser les interactions quantitatives entre plantes et bioagresseurs Décomposition de la maladie en paramètres épidémiologiques (efficacité de l’infection, temps de latence, taille et nombre de lésions, vitesse d’invasion ou de migration…)  Pour comparer les génotypes hôtes et qualifier les facteurs de résistance  Pour évaluer les capacités d’adaptation du bioagresseur

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 10 Phénotyper un grand nombre d’individus (hôte & bioagresseur) Développer des méthodes de mesure (microscopie, analyse d’image…) Subdiviser une maladie en composantes élémentaires puis reconstruire le phénotype observé Conditions contrôlées ET réseaux d’expérimentation multi-sites (corrélation) Des outils pour caractériser les interactions quantitatives entre plantes et bioagresseurs

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 11 Nombre d’évènements mutationnels menant à la virulence du pathogène & coût de fitness associé à la virulence Nombre d’évènements mutationnels menant à la résistance Utiliser / intégrer les connaissances sur le dialogue moléculaire entre plantes & bioagresseurs aux études de durabilité pvr2 1 pvr2 2 pvr Fréquence de contournement ε Mutations de virulence (VPg) Mutations de résistance (eIF4E)

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 12 Il ne s’agit plus (pas seulement) de rechercher des résistances durables mais de préserver la durabilité des résistances dont on dispose…

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 13 Association gène majeur + résistances partielles (QTLs)

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 14 Colza – Leptosphaeria maculans un gène majeur MX ( Rlm6 ) deux fonds génétiques, Eurol (sensible), Darmor (R. partielle) Résidus Darmor Eurol EurolMX DarmorDarmorMX DI stem canker Résidus Eurol Résidus DarmorMX Résidus EurolMX  Evolution vers la virulence sur résidus d’EurolMX  Pas d’évolution vers la virulence sur résidus de Darmor MX qui combine le gène majeur dans un FG partiellement R

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 15 Mélanges de variétés / Alternance Lannou et al. Variétés pures Variétés en mélange

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 16 Des modes de conduite préservant la durabilité des résistances SIPPOM : Simulator for Integrated Pathogen Population Management - Phoma / Colza - ITK : intensif (rendement++, Phoma -) vs. intégré (rendement+, Phoma + semis, labour) - Variétés : sensible / résistance spécifique - Mosaique 144 champs / colza-blé-orge succession Lo-Pelzer et al.

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 17 Des modes de conduite préservant la durabilité des résistances La meilleure stratégie en terme de durabilité est celle où on applique l’ITK intégré (diminution de la taille des populations) sur toutes les parcelles de colza (résistantes ou non) –Les tailles de populations virulentes sont les plus faibles  Résultat attendu… Lo-Pelzer et al. Mais tous les agriculteurs d’une région ne sont pas prêt à mettre en place ce type d’ITK (temps, technicité, etc.) La stratégie où on applique de façon « ciblée » l’ITK intégré aux parcelles résistantes permet de diminuer de façon spécifique les populations virulentes, sur les parcelles où elles apparaissent Alors que l’on aurait tendance à mettre en œuvre des méthodes de lutte alternatives sur les variétés sensibles

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 18 Plusieurs leviers d’action pour préserver la durabilité des résistances (…architecture, mélange d’espèces…) …encore d’autres à identifier ?! Il reste à… -optimiser la combinaison de plusieurs leviers (interactions) afin de préserver la durabilité de chacun (résistances variétales, pratiques culturales, utilisation raisonnée des pesticides…) -les hiérarchiser (coût/bénéfices)…

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 19 Animation Scientifique “Gestion Durable des Résistances aux Bioagresseurs” INRA départements GAP & SPE…participation de nombreux autres dpts & Instituts (CIRAD, IRD…) Séminaires & AAP INRA (SPE, GAP, EA, EFPA) -Diversité des mécanismes et fonctions des facteurs de résistance : quel impact sur la durabilité ? -Adaptation des populations pathogènes aux résistances et fitness des souches virulentes -Gestion de la durabilité à l’échelle de la parcelle et du territoire par la prise en compte des combinaisons et de la distribution des facteurs de résistance et de virulence -Articulation de la lutte génétique avec les autres méthodes de lutte -Acteurs et réseaux autour de la gestion durable des résistances -Organiser le paysage variétal pour préserver la durabilité des résistances -Définir des idéotypes et développer des outils de phénotypage -Intégrer les données sur le dialogue moléculaire entre plantes et bioagresseurs aux travaux sur la gestion durable des résistances.

F O O D A G R I C U L T U R E E N V I R O N M E N T GIS HP2E – Méthodologie de Conception et d’évaluation vériétales 12 Mars 2010, Paris 20 Un grand Merci ! Elise Lô-Pelzer Christian Lannou Alain Palloix