Comment le blé lutte contre les champignons
Nouvelles approches pour produire des variétés de blé résistantes
Les céréales ont une résistance naturelle aux champignons pathogènes, mais l'oïdium, par exemple, peut surmonter cette résistance. Une équipe de l'université de Zurich a découvert un nouveau mécanisme qui permet à l'oïdium de déjouer le système immunitaire du blé. Cette découverte ouvre la voie au développement ciblé de variétés résistantes avec un risque réduit de percée de la résistance.
Les céréales font partie des aliments de base les plus importants. À lui seul, le blé fournit environ 20 % des protéines et des calories aux populations du monde entier. Cependant, sa production est menacée par des maladies végétales telles que le champignon de l'oïdium du blé. Une alternative durable à l'utilisation de fongicides consiste à cultiver des variétés de blé génétiquement résistantes à cet agent pathogène. Cependant, dans de nombreux cas, cette solution n'est pas efficace à long terme, car l'oïdium évolue rapidement et est capable de surmonter toute résistance.
Exploiter la résistance naturelle
Une équipe du département de biologie végétale et microbienne de l'université de Zurich a mené des études plus approfondies pour déterminer comment le champignon peut infecter le blé malgré la présence de gènes de résistance. Les chercheurs ont découvert une interaction jusqu'alors inconnue entre les facteurs de résistance du blé et les facteurs de maladie de l'oïdium. "Cette meilleure compréhension permet de déployer les gènes de résistance de manière plus ciblée et d'empêcher ou de ralentir l'effondrement de la résistance", explique Zoe Bernasconi, chercheur postdoctoral et l'un des principaux auteurs de l'étude, qui vient d'être publiée dans Nature Plants.
Le champignon de l'oïdium produit des centaines de petites protéines, appelées effecteurs, qu'il introduit dans les cellules de l'hôte. C'est là qu'elles contribuent à l'établissement d'une infection. Les protéines de résistance produites par le blé peuvent reconnaître directement certains de ces effecteurs. Cela déclenche une réponse immunitaire qui stoppe l'infection. Cependant, le champignon contourne souvent ce problème en modifiant les effecteurs reconnus, voire en les perdant complètement.
Le blé est trompé par le champignon de deux façons
L'équipe de recherche a identifié un nouvel effecteur de l'oïdium (appelé AvrPm4) qui est reconnu par la protéine de résistance connue du blé Pm4. De manière surprenante, le champignon est capable de surmonter la résistance médiée par la Pm4, et ce sans modifier ou perdre l'effecteur. Son astuce réside dans la présence d'un second effecteur qui empêche la reconnaissance de l'AvrPm4. "Nous pensons que la fonction d'AvrPm4 est vitale pour la survie du champignon, et c'est pourquoi ce mécanisme inhabituel s'est développé au cours de son évolution", explique Bernasconi.
Ce qui est particulièrement intéressant, c'est que le second effecteur a une double fonction. Non seulement il empêche la reconnaissance du premier effecteur AvrPm4, mais il est également reconnu par une autre protéine de résistance. "Cela signifie qu'en combinant les deux protéines de résistance dans la même variété de blé, il pourrait être possible d'attirer le champignon dans une impasse évolutive où il ne pourrait plus échapper à la réponse immunitaire du blé", explique le chercheur postdoctoral Lukas Kunz, un autre auteur principal de l'étude.
De nouvelles approches pour produire des variétés de blé résistantes
"Comme nous connaissons maintenant ces mécanismes et les facteurs pathogènes du champignon en cause, nous pouvons prendre des mesures plus efficaces pour empêcher l'oïdium de vaincre la résistance du blé", explique Beat Keller, le professeur qui a dirigé le groupe de recherche jusqu'à son départ à la retraite l'année dernière. En surveillant le pathogène de l'oïdium, il serait désormais concevable, par exemple, d'utiliser des variétés de blé résistantes de manière ciblée dans des endroits où elles auront un impact maximal.
Une combinaison intelligente de gènes de résistance dans de nouvelles variétés de blé serait également envisageable. "Théoriquement, de telles mesures pourraient ralentir considérablement le développement de nouvelles souches fongiques pathogènes", explique M. Keller. L'équipe a déjà réalisé les premières expériences prometteuses en laboratoire. Pour ce faire, ils ont combiné des gènes de résistance qui désactivent à la fois l'effecteur AvrPm4 et le second effecteur. Mais il reste à voir si cette approche fonctionnera sur le terrain.
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Publication originale
Zoe Bernasconi, Aline G. Herger, Maria Del Pilar Caro, Lukas Kunz, Marion C. Müller, Ursin Stirnemann, Megan A. Outram, Victoria Widrig, Matthias Neidhart, Jonatan Isaksson, Seraina Schudel, Sebastian Rösli, Thomas Wicker, Kyle W. Bender, Cyril Zipfel, Peter N. Dodds, Melania Figueroa, Javier Sánchez-Martín, Beat Keller; "Virulence on Pm4 kinase-based resistance is determined by two divergent wheat powdery mildew effectors"; Nature Plants, 2026-1-12
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