Une découverte capitale pourrait permettre de conférer une résistance contre une maladie du soja

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La pourriture phytophthoréenne, une maladie du soja causée par un agent pathogène semblable à un champignon, le Phytophthora sojae (P. sojae), entraîne des pertes de rendement évaluées à environ 50 millions de dollars par année au Canada. À l’échelle mondiale, les pertes annuelles varient entre un et deux milliards de dollars. Cependant, une découverte prometteuse d’Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) pourrait réduire ces pertes de manière importante et aider les producteurs à augmenter leurs rendements et leurs profits.

Dans son étude charnière (en anglais seulement), Mme Sangeeta Dhaubhadel (Ph. D.) a isolé 11 gènes de soja qui interviennent dans une étape cruciale de la lutte contre cette maladie dévastatrice. L’un de ces gènes – le GmCHR2A – jouera un rôle essentiel dans la mise au point de nouvelles variétés de soja résistantes aux maladies.

Jusqu’à maintenant, les producteurs agricoles ont eu recours à des stratégies classiques pour tenter de réduire l’infection par le P. sojae, comme le traitement des sols au moyen de fongicides ou de calcium, ou encore l’amélioration du drainage et du travail du sol. Ces méthodes n’ont toutefois pas été efficaces et ont fait en sorte que l’agent pathogène est devenu résistant au traitement et continue de s’attaquer aux plantes.

L’étude sur le soja réalisée par Mme Dhaubhadel est la plus vaste et la plus exhaustive du genre. Cette étude a permis de découvrir un caractère naturellement présent chez le soja qui en améliore la résistance : la production rapide et accrue de glycéollines, qui sont des isoflavonoïdes. La chalcone réductase (CHR) est l’enzyme clé qui assure la synthèse de ces glycéollines, et la production rapide et accrue de cette substance est liée à une forte résistance partielle au P. sojae. Ce type de résistance à large spectre (efficace contre de nombreux types de maladies) est très durable.

« Il s’agit de la première étude robuste sur l’identification des gènes liés à la CHR chez le soja; ces gènes joueront un rôle essentiel dans la création de variétés de soja résistantes au P. sojae. Une étude précédente avait permis d’identifier seulement deux gènes liés à la CHR. La présente étude est prometteuse pour les producteurs de soja, qui auront accès à de nouveaux cultivars plus résistants au P. sojae. »

- Sangeeta Dhaubhadel (Ph. D.), chercheuse, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Jusqu’à présent, on savait très peu de choses au sujet des gènes liés à la CHR. Comme le P. sojae se rencontre dans le sol, Mme Dhaubhadel savait qu’en cas d’infection par le P. sojae, les gènes de résistance à la maladie devaient être exprimés dans les racines. Elle a provoqué une infection au P. sojae dans des tiges de soja pour voir si des gènes liés à la CHR seraient activés. Elle a ensuite analysé les publications scientifiques sur le soja pour déterminer si des marqueurs QTL (locus de caractères quantitatifs) étaient liés à la résistance au P. sojae. Les QTL sont des régions génomiques qui contiennent plusieurs gènes. Au total, 77 QTL ont été reliés à la résistance; dans ces régions, un gène lié à la CHR sur 11 s’est avéré être le plus important du point de vue de la résistance – le gène GmCHR2A.

Mieux encore, ce gène pourrait aussi être efficace contre d’autres maladies fongiques ou bactériennes, et pourrait même déclencher une réaction de défense contre des insectes comme le puceron du soja.

Quelle sera la prochaine étape? Mme Dhaubhadel collabore avec Istvan Rajcan (Ph. D.), de l’Université de Guelph (Oilseed Cluster), à la recherche de gènes additionnels et à la création d’un marqueur propre aux gènes afin que les sélectionneurs puissent mettre au point rapidement de nouvelles variétés de soja résistantes au P. sojae.

Le soja, qui est maintenant produit en Alberta, au Manitoba, en Saskatchewan, en Ontario, au Québec et dans les Maritimes, est devenu une plante cultivée d’importance nationale, utilisée comme aliment pour les humains et le bétail et à des fins industrielles. La valeur des exportations s’élève à 2,7 milliards de dollars.

Principales découvertes (avantages)

Galerie de photos

Plante de soja verte saine photographiée à côté d’une plante de soja flétrie et brunie par la pourriture phytophthoréenne.
Plante de soja saine et plante affectée par la pourriture phytophthoréenne.
Sangeeta Dhaubhadel (Ph. D.), à l’œuvre dans son laboratoire.
Mme Dhaubhadel (Ph. D.) dans son laboratoire.
Lignes jaunes montrant l’accumulation de gènes GmCHR2A dans les cellules des feuilles.
Accumulation de gènes GmCHR2A dans les cellules des feuilles.

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