Thursday, February 21, 2013

Éradication des tueurs souterrains


Les adventices parasites du genre Striga – aussi connues sous le nom de l’herbe des sorciers– constituent une grave menace pour la production de riz de plateau dans de nombreuses régions d’Afrique. Les racines des plantules de la Striga pénètrent dans les cellules des racines des plantes hôtes, dont, le riz, qui deviennent fragiles et non productives.

AfricaRice et ses partenaires enregistrent des avancées notables dans la lutte contre la Striga dans les champs des riziculteurs sur l’ensemble du continent.

Aussi attrayant que cela puisse paraître d’avoir beaucoup de fleurs roses ou orange qui agrémentent une rizière, Striga est un compagnon extrêmement sinistre. Ces plantes assassines tirent leurs nutriments et leur eau directement du système racinaire de la plante hôte dont l’énergie est détournée pour supporter le parasite. Une forte infestation peut entraîner une récolte complètement déficitaire.

Deux espèces principales de Striga attaquent le riz en Afrique. Striga hermonthica pose des problèmes en Côte d’Ivoire, au nord du Nigeria et en Ouganda. Selon les chiffres cités par Infonet Biovision 1, il attaque près de 40 % de toutes les zones de production de céréales (notamment du sorgho, du millet et du maïs) de l’Afrique subsaharienne, causant entre 7 et 13 milliards de dollars de pertes chaque année.

Striga asiatica est très répandue à Madagascar, au Malawi et en Tanzanie et cause d’énormes dégâts chez le riz, en particulier dans des zones où la pluviométrie est irrégulière et les sols peu fertiles. Les deux espèces sont difficiles à contrôler, parce que les 4 à 7 premières semaines de leur cycle de vie se passent sous terre, où la lutte mécanique est impossible. Les herbicides peuvent venir à bout de la Striga, mais les riziculteurs africains n’ont pas encore accès aux technologies herbicides efficaces et abordables.

Attraction chimique fatale

Chaque plante de Striga est capable de produire jusqu’à 250 000 minuscules graines, qui peuvent rester en vie dans le sol pendant de nombreuses années. Les graines de Striga ne germent qu’en présence de produits chimiques dérivés de leur hôte comme les strigolactones, car ils garantissent l’existence d’un hôte approprié à parasiter.

Les racines du riz sont envahies par ces strigolactones. Jonne Rodenburg, malherbologiste à AfricaRice explique que « les réserves énergétiques des toutes petites graines de Striga sont très faibles ». « Elles doivent donc, très vite, puiser dans les ressources de la plante hôte ». 

Aller à la racine du problème 

Dans le cadre d’un projet financé par le Département pour le développement international (Royaume-Uni) et le Conseil pour la recherche en biotechnologie et en sciences biologiques, mené par l’Université de Sheffield, l’équipe de Dr Rodenburg a criblé au champ 18 variétés NERICA de plateau, leurs parents et leur résistance, et des variétés témoins locales pour tester leur résistance aux deux espèces. 

Toujours selon Dr Rodenburg, d’après les « travaux de recherche effectués sur le sorgho et le maïs, il est difficile de trouver une résistance durable ». « Les espèces Striga sont génétiquement très variables, aussi, ont-elles tendance à contourner, très vite, la résistance basée sur un seul mécanisme. Il ne suffit que d’une ou de quelques plantes ayant réussi à contourner la résistance, pour réinfester toute une rizière en quelques saisons culturales ».

AfricaRice a noué un partenariat avec l’Université de Wageningen en vue d’étudier la résistance pré-attachement. Muhammad Jamil, un étudiant doctorant et le Professeur Harro Bouwmeester, ont criblé les variétés NERICA de plateau et leurs parents en laboratoire, afin d’identifier et de quantifier les strigolactones. 

Les variétés produisant beaucoup moins de strigolactones avaient un faible taux d’infestation par la Striga, tandis que celles qui produisent les plus grandes quantités de strigolactones avaient le taux d’infestation le plus élevé. 

Entre-temps, Mamadou Cissoko, un doctorant de l’Université de Sheffield, sous la supervision du Professeur Julie Scholes, a fait des recherches sur la résistance post-attachement ou les mécanismes destinés à lutter contre le développement de la Striga chez le riz après germination et attachement aux racines. 

Un bloc génétique

Pour Dr Rodenburg, « les travaux en cours à Sheffield sont très intéressants ». « Ils ont permis l’identification du chromosome porteur de gènes de résistance à la Striga ». Ce qui pourrait conduire à l’identification du premier gène de résistance à la Striga dans n’importe quelle culture céréalière (le seul gène de résistance à la Striga actuellement connu se trouve dans la légumineuse niébé).

« Trente années de recherche sur la résistance à la Striga chez le maïs et le sorgho n’ont pas permis aux chercheurs d’être aussi près d’une solution que nous semblons l’être après quelques années seulement » a affirmé Dr Rodenburg. « Celle-ci ouvrira la voie à une sélection ciblée à l’aide de marqueurs moléculaires ».

La sélection assistée par marqueurs peut permettre l’introduction d’un seul gène – dans le cas présent, le gène de résistance à la Striga – dans une variété de riz populaire déjà adaptée. Ce qui accélèrera le processus devant permettre de mettre du riz résistant à la Striga à la disposition des producteurs. Toutefois, quelques années sont encore nécessaires pour parvenir à ce stade. 

Le patrimoine génétique passé au crible

En attendant, Dr Rodenburg et ses partenaires sont ravis des résultats obtenus par suite du criblage pour la résistance pré et post-attachement, et de ce que certaines variétés de NERICA présentent les deux mécanismes de résistance et font preuve d’une résistance aux deux espèces de Striga au champ.

Dr Rodenburg a affirmé que « les variétés de riz (ou lignées fixes) qui présentent la gamme complète de résistance pré et post-attachement ainsi qu’au champ sont l’exemple même de ce que nous cherchons ». 

La prochaine étape de ce processus consistera à cribler des variétés plus adaptées et à tester un sous-groupe de variétés NERICA résistantes lors d’essais pendant la sélection variétale participative.

Il a ajouté que « nous ferons de même en Ouganda, où il faut de toute urgence créer une résistance à S. hermonthica, ainsi qu’à Madagascar et en Tanzanie, dans certaines zones les plus sensibles à S. asiatica chez le riz de plateau ».

Les activités de criblage à Madagascar, qui portent également sur des variétés locales et avancées prometteuses, sont menées en collaboration avec FOFIFA (le programme national malgache) et le Centre de coopération internationale en recherche agronomique pour le développement.

Comprendre l’ennemi invisible

À l’avenir, AfricaRice collaborera avec l’Université de Sheffield, l’Université de Makerere, l’Université Kenyatta et le CIAT à l’identification des loci à caractères quantitatifs (QTL) multiples et des gènes de résistance candidats qui sous-tendent la résistance du riz aux différentes espèces et écotypes de Striga, et caractérisent – pour la première fois – les loci de la Striga qui permettent aux parasites de contourner les résistances d’hôtes spécifiques. Associé aux essais de sélection variétale participative, cet effort devrait valider et renforcer les précédents résultats et mettre à la disposition des producteurs, les cultivars adaptés à résistance généralisée durable.



Informations complémentaires

Jamil M, Rodenburg J, Charnikhova T, Bouwmeester HJ. 2011. Pre-attachment Striga hermonthica resistance of New Rice for Africa (NERICA) cultivars based on low strigolactone production. New Phytol. 192(4):964-975.

Cissoko M, Boisnard A, Rodenburg J, Press MC, Scholes JD. 2011. New Rice for Africa (NERICA) cultivars exhibit different levels of post-attachment resistance against the parasitic weeds Striga hermonthica and Striga asiatica. New Phytol.192:952-963.