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Sélection assistée par marqueurs pour une luzerne plus résistante aux maladies

P. Audy, A. Claessens et Y. Castonguay. Centre de recherche et de développement sur les sols et les grandes cultures, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Québec (Québec), Canada G1V 2J3

Deux des maladies prépondérantes causant le dépérissement de nos luzernières au Québec sont le pourridié phytophthoréen (PRR) et la nécrose racinaire précoce (ARR). Ces maladies sont causées par deux oomycètes, soit Phytophthora medicaginis et Aphanomyces euteiches, respectivement. Ces organismes pathogènes sont très actifs sous les conditions froides et humides qui prévalent au printemps et à l’automne. Une approche de sélection basée sur l’utilisation de marqueurs moléculaires pourrait faciliter significativement l’identification de plants de luzerne résistants et, par conséquent, accélérer le développement de cultivars résistants. Dans notre étude, deux germoplasmes dérivés des cultivars Apica et Caribou et sensibles au PRR et à l’ARR ont été utilisés pour générer des populations plus tolérantes à ces maladies à l’aide de trois cycles de sélection récurrente sous grande pression pathogénique. Des marqueurs potentiels de polymorphismes d’amplification liés à la séquence (SRAP) ont été identifiés par l’analyse de ségrégants regroupés. Trois paires d’amorces ont généré des fragments polymorphiques d’ADN associés à la tolérance au PRR chez les populations dérivées du cultivar Apica. Nos résultats démontrent que l’approche SRAP et l’analyse par ségrégants regroupés de populations améliorées par sélection récurrente constituent une stratégie efficace pour identifier des marqueurs potentiels de résistance aux maladies chez la luzerne.

Modélisation de la survie hivernale du nématode cécidogène Meloidogyne hapla en sol organique

G. Bélair, M.-P. Ricard et G. Bourgeois. Centre de recherche et développement en horticulture, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Saint-Jean-sur-Richelieu (Québec), Canada J3B 3E6

Les facteurs météorologiques ayant un effet significatif sur la survie hivernale du M. hapla ont été étudiés en utilisant une base de données de 9 ans. Un modèle bioclimatique permettant de prédire le taux de survie hivernal des populations de nématodes en fonction des conditions météorologiques hivernales a été développé. Les densités de nématodes à l’automne et au printemps ont été estimées à la fois par un bioessai sur plante hôte et par une extraction de sol réalisée selon la méthode d’assiette de Baermann. Les taux relatifs de changement de la population varient d’année en année et avec la méthode d’estimation des nématodes. Selon une régression de type « Stepwise », deux facteurs significatifs ont été retenus : la quantité de précipitations au cours des 5 j avant le premier gel au sol et le nombre de jours avec une température ≤ -2 °C en décembre. Les précipitations sous forme de pluie juste avant le gel du sol se sont avérées le principal facteur significatif ayant un impact sur le taux de survie hivernal. La méthode par bioessai a fourni l’évaluation la plus fiable de la survie à l’hiver. Selon le modèle, les deux facteurs météorologiques ont un effet positif sur la survie des larves et un effet négatif sur les masses d’oeufs.

Inhibition du mildiou de la pomme de terre par l’application foliaire de bactéries antagonistes au Phytophthora infestans

N. Foran1, P. Audy2, S.M. Boyetchko3 et V. Gravel1. 1Department of Plant Science, Macdonald College, McGill University, Ste-Anne-de-Bellevue (Québec), Canada H9X 3V9; 2Centre de recherche et de développement sur les sols et les grandes cultures, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Québec (Québec), Canada G1V 2J3; 3Centre de recherche de Saskatoon, Agriculture et Agroalimentaire Canada, Saskatoon (Saskatchewan), Canada S7N 0X2

Le mildiou de la pomme de terre est l’une des plus importantes maladies végétales avec des coûts annuels totalisant plus de 6 milliards de dollars mondialement. Les fongicides de synthèse sont largement utilisés par les producteurs de pomme de terre, mais les pressions des marchés pour des aliments plus verts stimulent l’exploration d’alternatives biologiques. De plus, avec l’incidence de nouvelles souches de P. infestans (Pi) insensibles à certains fongicides, les producteurs font face à de nouveaux défis dans la lutte au mildiou. L’objectif de cette étude était de développer un bioessai pour évaluer des isolats bactériens prometteurs comme agents biologiques de contrôle du mildiou. Plus de 50 isolats bactériens ont été évalués sur des feuilles détachées, desquels six candidats se sont révélés d’intérêt. Quatre traitements ont été effectués : 1) l’organisme pathogène seul (Pi), 2) la culture bactérienne + Pi, 3) le filtrat bactérien + Pi et 4) la culture bactérienne stérilisée + Pi. Le traitement témoin consistait en des feuilles non exposées au Pi ou aux bactéries. L’application foliaire de certaines cultures bactériennes et, dans quelques cas, de filtrats bactériens, a mené à des diminutions significatives des dommages causés par le mildiou de la pomme de terre. Des essais futurs utilisant des plants entiers sont en préparation.

Les maladies virales : symptomatologie et analyses

G. Gilbert, F. Bélanger, M. Berrouard, A.-M. Breton, J. Caron, C. Malenfant, N. Shallow. Laboratoire de diagnostic en phytoprotection, Direction de la phytoprotection, Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, Québec (Québec), Canada G1P 3W8

En 2014, 89 % des maladies identifiées sur les échantillons de plantes portant des symptômes étaient d’origine parasitaire, une proportion qui tend à augmenter. Par contre, la part des maladies virales dans cette proportion demeure stable, variant de 5 à 10 %. Les cultures serricoles sont souvent plus affectées que les autres cultures; chez les plantes ornementales, près d’une vingtaine de virus différents sont fréquemment détectés. Des contraintes peuvent cependant être rencontrées pour établir un diagnostic de maladie virale. D’abord, le test sérologique ELISA, la principale méthode utilisée pour le diagnostic des virus, ne permet pas d’en détecter tous les types; la PCR et, ultimement, la microscopie électronique, sont des alternatives. Les symptômes typiquement associés aux viroses sont rares; il est facile de confondre une carence de microéléments ou même une phytotoxicité avec les dommages causés par certains virus. Des complexes viraux infectant une même plante vont provoquer des dommages plus importants; l’effet combiné des potyvirus et du INSV sur le brugmansia est manifeste à cet égard. Certains virus sont faiblement immunogènes, ce qui limite la disponibilité de l’anticorps nécessaire à leur détection par l’ELISA; SMoV, SVBV, SCrV et SPaV, des virus associés au dépérissement des fraisières, en sont des exemples.

Étude métagénomique de la diversité bactérienne, fongique et microfaunique des sols d’un agroécosystème de la pomme de terre

T. Jeanne1, R. Hogue1, N. Sanson et L.-É. Parent2. 1Institut de recherche et de développement en agroenvironnement (IRDA), Québec (Québec), Canada G1P 3W8; 2Département des sols et de génie agroalimentaire, Université Laval, Québec (Québec), Canada G1V 0A6

Dans une étude visant à développer les services écosystémiques à la ferme, deux objectifs ont été ciblés : améliorer la gestion des éléments nutritifs dans l’agroécosystème de la pomme de terre et identifier des indicateurs microbiens de la santé des sols et de la qualité de la pomme de terre. Pour ce projet, 16 sites situés dans quatre régions de la province de Québec ont été utilisés. Chaque site a été divisé en quatre parcelles géoréférencées en 2013 et 2014. Quatre régies de précédents culturaux ont été évaluées dans ces agroécosystèmes : 1 an/1 an (maïs-grain/pomme de terre); 2 ans/1 an (avoine/ray-grass/pomme de terre, avoine/moutarde/pomme de terre ou orge/avoine/pomme de terre). Les variables suivantes ont été mesurées : le rendement, la biomasse aérienne, la qualité des tubercules, la granulométrie et la porosité du sol, le pH, le pourcentage de matière organique, les macro- et microéléments, ainsi que la diversité des bactéries, des champignons et de la microfaune. Des échantillons de sol ont été prélevés aux stades de floraison et de maturation. Les ADN ont été extraits puis amplifiés par PCR avec des amorces ciblant les gènes 16S ADNr et 18S ADNr. Les amplicons obtenus ont été séquencés en utilisant une stratégie 2X300 pb sur une plate-forme MiSeq Illumina. Une analyse bioinformatique a été effectuée afin de traiter les millions de séquences obtenues. Elle a permis de 1) comparer avec précision la diversité microbienne du sol des parcelles avec l’abondance relative de chaque groupe microbien, 2) déterminer les indices de diversité (Faith’s, Shannon, Choa1, Simpson) et 3) comparer entre elles les communautés microbiennes des sols par l’intermédiaire d’indices de similarité (UniFrac, Bray et Curtis). Cela a ainsi permis d’établir des relations avec les variables agronomiques. Le projet se poursuit en 2015 afin de compléter la base de données nécessaire à la méta-analyse.

Nous sommes prêts… pour la détection moléculaire de dix des agents pathogènes forestiers exotiques les plus indésirables au Canada!

J. Lamarche1, A. Potvin1, G. Pelletier1, D. Stewart1, N. Feau2, D.I.O. Alayon2, A.L. Dale2,3, A. Coelho3, A. Uzunovic3, G.J. Bilodeau4, S.C. Brière5, R.C. Hamelin1,2 et P. Tanguay1. 1Centre de foresterie des Laurentides, Ressources naturelles Canada, Québec (Québec), Canada G1V 4C7; 2Department of Forest and Conservation Sciences, University of British Columbia, Vancouver (Colombie-Britannique), Canada V6T 1Z4; 3FPInnovations, Vancouver (Colombie-Britannique), Canada V6T 1Z4; 4Laboratoire de recherche sur l’identification des agents pathogènes, Agence canadienne d’inspection des aliments, Ottawa (Ontario), Canada K2H 8P9; 5Laboratoire des plantes, Agence canadienne d’inspection des aliments, Ottawa (Ontario), Canada K2H 8P9

Les agents pathogènes forestiers exotiques envahissants peuvent causer des pertes économiques importantes ainsi que des dommages à grande échelle dans nos écosystèmes naturels. La détection précoce est une approche clé pour prévenir leur établissement et leur propagation. Dans le cadre du projet TAIGA, nous avons développé des outils de détection moléculaire qui ciblent dix des agents pathogènes forestiers exotiques les plus indésirables au Canada. Ces outils de détection spécifiques, qui utilisent la technique de PCR en temps réel avec sonde TaqMan, ont également été conçus pour être utilisés dans des conditions homogènes et permettent la détection simultanée de cibles multiples sur un grand nombre d’échantillons. Tous les essais se sont avérés très spécifiques lorsqu’ils ont été validés contre un panel de cultures pures d’espèces cibles et d’espèces phylogénétiquement apparentées. De plus, leur grande sensibilité permet la détection d’une à dix copies du gène cible. Ils sont également très précis, avec un coefficient de variation moyen de 3,4 % qui démontre leur répétabilité. Finalement, tous les essais ont permis de détecter l’agent pathogène cible sur des échantillons environnementaux positifs, sans aucune amplification non spécifique. Ces outils de détection moléculaires sont actuellement en cours de transfert à l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA).

Encre des chênes rouges : observations microscopiques de l’interaction entre Phytophthora ramorum et différents hôtes potentiels

D. Rioux1, M. Blais1, M. Lagacé1, M. Simard1, P.K. Tsae2, T.J. Avis2, G. Bilodeau3, R. Tweddell4, R. Wilson5, B. Broadhurst6 et B.J. Saville6. 1Centre de foresterie des Laurentides, Ressources naturelles Canada, Québec (Québec), Canada G1V 4C7; 2Department of Chemistry, Carleton University, Ottawa (Ontario), Canada, K1S 5B6; 3Laboratoire de recherche sur l’identification des agents pathogènes, Agence canadienne d’inspection des aliments, Ottawa (Ontario), Canada K2H 8P9; 4Centre de recherche en horticulture, Université Laval, Québec (Québec), Canada G1V 0A6; 5Division de la santé des forêts et de la sylviculture, Ministère des Richesses naturelles et des Forêts de l’Ontario, Sault Ste. Marie (Ontario), Canada P6A 6V5; 6Forensic Science Program, Trent University, Peterborough (Ontario), Canada K9J 7B8

Le Phytophthora ramorum (Pr) est établi sur la côte Ouest américaine et il a été introduit dans des pépinières à quelques occasions dans l’est des États-Unis, où il fut éradiqué. Comme le Pr infecte de nombreux hôtes, on doit mieux connaître la sensibilité des plantes qui nous entourent afin d’améliorer l’évaluation des risques phytosanitaires. Le Pr a été inoculé dans des feuilles, des tiges et des racines d’espèces d’arbres communes dans l’Est canadien afin d’évaluer leur sensibilité. Nous avons aussi étudié en microscopie la colonisation du Pr dans les tissus des arbres afin d’observer comment ces derniers réagissent à cette invasion. Le Pr colonise intercellulairement, mais il peut aussi s’attaquer aux parois secondaires, surtout lorsque les tissus deviennent moribonds (par exemple, les tiges d’Abies balsamea et de Larix laricina). Chez les tiges envahies après l’inoculation racinaire, les parois sont altérées comme si elles avaient été attaquées par des champignons de carie molle. Nous tentons de confirmer que le Pr est bien responsable de ces dommages, car ce serait inédit pour une espèce de Phytophthora. Les plants infectés se défendent, entre autres, en produisant des phénols (p. ex. Quercus rubra), en obstruant leurs vaisseaux (p. ex. Fraxinus americana) et en compartimentant le Pr dans l’écorce et dans le bois (p. ex. Acer saccharum).

Inventaire des champignons phytopathogènes présents dans les racines de soja de la Montérégie

S. Rioux1, N. Bourget1, Y. Faucher2, A. Rondeau2, S. Thibaudeau3, B. Duval4, S. Mathieu5, A.-M. Breton6, L. O’Donoughue7 et A.-È. Gagnon7. 1Centre de recherche sur les grains, Québec (Québec), Canada G1P 3W8; 2Direction régionale de la Montérégie-Est, Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, Saint-Hyacinthe (Québec), Canada J2S 8W7; 3Club agroenvironnemental du bassin La Guerre, Howick (Québec), Canada J0S 1G0; 4Direction régionale du Centre-du-Québec, Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, Nicolet (Québec), Canada J3T 1Y2; 5Centre de services agricoles Montérégie-Ouest, Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, Saint-Jean-sur-Richelieu (Québec), Canada J3B 2C2; 6Laboratoire de diagnostic en phytoprotection, Ministère de l’Agriculture, des Pêcheries et de l’Alimentation du Québec, Québec (Québec), Canada G1P 3W8; 7Centre de recherche sur les grains, Saint-Mathieu-de-Beloeil (Québec), Canada J3G 0E2

Un inventaire des champignons responsables de maladies racinaires chez le soja a été entrepris en 2014 en Montérégie-Est et Ouest, les deux régions du Québec comptant les plus grandes superficies de soja. Vingt champs ont été échantillonnés dans chacune des régions au stade de deux feuilles trifoliées du soja. Douze plantules incluant les racines et du sol ont été prélevées par champ à quatre endroits différents. Au laboratoire, après avoir lavé les racines, un indice racinaire variant de 0 à 5 a été estimé pour chaque plantule; la catégorie 0 correspondait à des racines abondantes, sans nécrose, et la catégorie 5 à très peu de racines. Des sections de collet et de racines ont ensuite été mises en culture sur quatre milieux sélectifs différents afin de révéler la présence de champignons phytopathogènes. L’indice racinaire moyen a été de 2,5 en Montérégie-Est et 2,7 en Montérégie-Ouest. Des Pythium et Fusarium étaient présents dans 80 à 90 % des plantules, alors que Rhizoctonia solani et Thielaviopsis basicola se trouvaient dans 5 à 7 % des plantules. Fusarium solani, F. oxysporum et F. equiseti étaient les Fusarium les plus communs. Phytophthora sojae n’a été isolé d’aucune racine, mais il a été isolé dans le sol de 25 % des champs échantillonnés.