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Incorporation de gènes résistant naturellement au mildiou et au coléoptère de la pomme de terre du Colorado dans les cultivars des pommes de terre commerciales canadiennes

Code de project : PRR08-010

Chef de projet

Qin Chen - Agriculture et Agroalimentaire Canada

Objectif

Favoriser le développement de variétés de pommes de terre résistantnaturellement au mildiou et au coléoptère de la pomme de terre du Colorado aux fins d'essais avancés d'enregistrement des cultivars à l'échelle nationale ou régionale

Sommaire des résultats

Contexte

Le mildiou de la pomme de terre (Phytophthora infestans) et le doryphore de la pomme de terre (DPT) sont respectivement la maladie et l’insecte qui ravagent le plus la culture de la pomme de terre dans le monde entier. Le DPT peut réduire le rendement des cultures de pomme de terre de 30 à 50 %. Quant au mildiou de la pomme de terre, avec des conditions suffisamment humides, il peut se propager rapidement dans les plants de pommes de terre, causant leur défoliation ou leur mort, ainsi que des pertes de rendement allant jusqu’à 100 %. La lutte chimique est l’un des principaux moyens de lutte contre ces deux ravageurs. En effet, au Canada, environ 20 millions de kilogrammes de pesticides sont utilisés chaque année pour lutter contre eux. L’application importante de pesticides soulève l’inquiétude de la population à l’égard de la résistance des ravageurs aux pesticides, de la salubrité des aliments et de la contamination de l’environnement. Ces préoccupations ont créé un nouvel intérêt à l’égard de la création de méthodes de lutte alternatives. La résistance des plantes hôtes aux ravageurs, élément important du système de lutte intégrée contre les ravageurs, constitue un moyen de lutte à long terme, durable et économique. Par conséquent, le développement de nouveaux cultivars de pommes de terre qui ont un niveau de résistance élevé et même modéré, tant à l’égard du mildiou que du doryphore de la pomme de terre, représenterait des avantages importants pour la production de pommes de terre tout en diminuant les risques associés aux pesticides. Le présent projet se fonde sur le succès du projet RRP03-140, dans lequel la résistance au mildiou et au doryphore de la pomme de terre a été établie et caractérisée à partir des espèces sauvages mexicaines Solanum pinnatisectum et des gènes de résistance ont été introduits dans les lignées de pommes de terre cultivées. Dans le cadre du projet actuel, les gènes de résistance au mildiou et au doryphore de la pomme de terre ont été introduits en plus dans les lignées commerciales de pommes de terre élite, au moyen d’essais en laboratoire et sur le terrain. Des lignées résistantes prometteuses ont été évaluées de façon plus approfondie dans les programmes de sélection de la pomme de terre pour créer des cultivars résistants à des fins d’enregistrement commercial.

Approches

Afin de développer des lignées de pommes de terre résistantes, de nouvelles variétés d’hybrides somatiques ayant des gènes de résistance dérivés de S. pinnatisectum ont été croisées avec des cultivars de pommes de terre élite pour produire des semences hybrides. Des rétrocroisements ont été réalisés sous conditions environnementales contrôlées au moyen de fleurs émasculées sur des plants cultivés en pots. Les plants de pommes de terre développés à partir de semences hybrides ont été examinés en serre afin d’évaluer leur résistance au mildiou et au doryphore de la pomme de terre. Pour ce faire, des feuilles détachées des plants ont été introduites dans une vermiculite humide préparée et inoculée avec des zoospores P. infestans zoospores. La résistance a été évaluée par rapport à la quantité de feuilles détachées. La résistance des lignées de pommes de terre au DPT a été déterminée par l’évaluation des réactions des plants aux dommages du DPT dans un essai in vitro des préférences alimentaires du ravageur mené dans des boîtes de Petri avec des doryphore adultes. Les meilleurs phénotypes résistants au mildiou ou au doryphore de la pomme de terre ont été sélectionnés et plantés dans un champ dans le but d’évaluer l’apparence, le comportement agronomique et le rendement. Des lignées résistantes prometteuses ont aussi été examinées dans les champs à l’égard de leur résistance et de la stabilité des caractéristiques agronomiques dans le cadre des programmes de sélection. Au cours du projet, des amorces PCR spécifiques ont été développées à partir des marqueurs SSR, EST et STS relatifs aux gènes de résistance et utilisés pour identifier et confirmer les lignées résistantes.

Résultats

Des semences hybrides saines ont été développées durant les trois années du projet. Un total d’environ 3 300 plants hybrides ont été produits à partir de semences hybrides rétrocroisées. La moitié de ces plants ont montré une résistance au mildiou, mais moins d’un tiers d’entre eux seulement ont montré une résistance au DPT. Les lignées ayant le plus haut degré de résistance au mildiou et au doryphore de la pomme de terre ont été sélectionnées afin d’être rétrocroisées avec des germoplasmes de pomme de terre élite. La résistance des lignées issues de ce rétrocroisement a ensuite été évaluée en serre et les lignées résistantes ont été plantées dans les champs en vue d’évaluer leur rendement agronomique. Environ 5 % des lignées hybrides cultivées sur butte simple ont été sélectionnées à partir de l’apparence globale, du nombre, de la forme et des caractères agronomiques des tubercules. Les lignées retenues ont de nouveau été évaluées en serre à l’égard de leur résistance au mildiou et au doryphore de la pomme de terre. Une vingtaine de lignées ayant le plus haut niveau de résistance et un bon rendement agronomique ont été choisies pour d’autres essais de sélection dans le but de développer des cultivars. Au cours des essais, plusieurs paires d’amorces spécifiques ont été développées à partir des marqueurs SSR, EST et STS, liés aux gènes de résistance et utilisés pour identifier les clones résistants. Plusieurs marqueurs moléculaires étroitement liés à la résistance au mildiou ont été développés et seront utilisés dans le cadre de la sélection effectuée à l’aide de marqueurs.

Le développement de lignées de pommes de terre résistantes durant les trois dernières années a fourni de nouvelles sources de résistance au mildiou et au doryphore de la pomme de terre. De nouveaux cultivars résistants peuvent être développés à partir de ces lignées et l’industrie de la pomme de terre tirera avantage de ces nouveaux cultivars, en vue de lutter contre le mildiou et le doryphore de la pomme de terre.

Durant l’essai, plusieurs journées champêtres destinées à l’industrie de la pomme de terre se sont déroulées et des représentants de l’industrie de la pomme de terre et des producteurs de pommes de terre de l’Ouest canadien ont participé à des visites du Centre de recherches de Lethbridge. Le Dr Chen a organisé des visites guidées et a donné des présentations sur ce projet. De plus, huit affiches sur l’amélioration du germoplasme et la résistance aux maladies et aux insectes ont été présentées à la réunion annuelle des Potato Growers of Alberta.

Prochaines étapes

  1. Continuer de propager les nouvelles lignées de pommes de terre résistantes développées dans le cadre de ce projet afin de produire un nombre suffisant de plantules issues d’une culture de tissus pour d’autres analyses en laboratoire et sur le terrain.
  2. Effectuer des analyses et des caractérisations de lignées généalogiques en laboratoire et sur le terrain pour évaluer la résistance aux ravageurs et les caractères agronomiques (apparence, maturité, rendement, matière sèche et caractéristiques de la qualité).
  3. Continuer à sélectionner des clones de pommes de terre de grande qualité et ayant des caractères de résistance afin de les soumettre à des essais nationaux et régionaux, et aux fins d’enregistrement de cultivars.
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