Carole Caranta INRA, Département de Génétique & Amélioration des Plantes

1. Gestion Durable des Résistances aux Bioagresseurs: contribuer à une agriculture économe en pesticides Carole Caranta INRA, Département de Génétique & Amélioration des Plantes

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

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

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

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

6. Les pistes de recherche

7. Criblage quantitatif (AUDPC,sporulation) • Nombreuses maladies : seule variabilité quantitative disponible • Fréquence gènes à effets quantitatifs >> gènes majeurs Diversifier les cibles = Mieux exploiter les ressources génétiques Fréquence de résistance dans les ressources génétiques (1500 accessions: Capsicum spp.) Criblage qualitatif (R/S) Résistances partielles (quantitatives) : augmentent et diversifient le réservoir de gènes exploitables Palloix et al.

8. Résistance à la rouille brune Lannou et al.

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

10. Des outils pour caractériser les interactions quantitatives entre plantes et bioagresseurs • 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)

11. Utiliser / intégrer les connaissances sur le dialogue moléculaire entre plantes & bioagresseurs aux études de durabilité • 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 pvr23 pvr22 pvr21 ε +++ + Fréquence de contournement Mutations de virulence (VPg) Mutations de résistance (eIF4E)

12. Il ne s’agit plus (pas seulement) de rechercher des résistances durables mais de préserver la durabilité des résistances dont on dispose…

13. Association gène majeur + résistances partielles (QTLs)

14. Eurol EurolMX Darmor DarmorMX Résidus Eurol Résidus EurolMX 8 6 DI stem canker 4 2 0 Résidus DarmorMX Résidus Darmor 2 3 4 1 • 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 Colza – Leptosphaeria maculans un gène majeur MX (Rlm6) deux fonds génétiques, Eurol (sensible), Darmor (R. partielle)

15. Mélanges de variétés / Alternance Variétés pures Variétés en mélange Lannou et al.

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.

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… • 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 Lo-Pelzer et al.

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)…

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) • http://www.inra.fr/sante_plantes_environnement/en_savoir_plus/seminaires • -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.

20. Un grand Merci ! • Elise Lô-Pelzer • Christian Lannou • Alain Palloix