Influence de la structure génétique des peupleraies sauvages et cultivées et de la présence de mélèzes sur les populations de Melampsora larici-populina, agent de la rouille foliaire

Influence de la structure génétique des peupleraies sauvages et cultivées et de la présence de mélèzes sur les populations de Melampsora larici-populina, agent de la rouille foliaire

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Coordinateur(s) : Pascal Frey, INRA

Partenaire(s) :
CEMAGREF
Pépinière administrative
DSF
IDF

Résumé du projet

La peupleraie cultivée, monoclonale et équienne, constitue un des écosystèmes forestiers les plus simplifiés, ce qui la rend très fragile face à des agressions biotiques et abiotiques. En effet, la plantation sur de grandes superficies d’un très faible nombre de cultivars à résistance totale vis-à-vis de la rouille foliaire à Melampsora larici-populina, a favorisé l’émergence et la dissémination très rapide de nouveaux pathotypes du parasite, capables de contourner toutes les résistances sélectionnées à ce jour.

Parallèlement à la dégradation très rapide de l’état sanitaire des peupleraies cultivées, celui des peupleraies sauvages (ripisilves à Populus nigra) vis-à-vis de la rouille semble rester stable. Les bases de cette stabilité résident vraisemblablement dans la diversité génétique des peupleraies sauvages, et dans l’influence de cette diversité sur la structuration des populations de M. larici-populina.

Nous avons ainsi analysé 54 populations d’environ 100 isolats de M. larici-populina récoltées entre 2001 et 2003, sur mélèzes en mai et sur peupliers en début (juillet) et fin (septembre) d’épidémie. Les populations ont été caractérisées à l’aide de marqueurs sélectionnés (facteurs de virulence) et de marqueurs neutres (RAPD) pour les populations de septembre 2001. Au total, 42 pathotypes ont été identifiés dans les 54 populations, à l’aide de la gamme différentielle qui comporte huit clones de peuplier. La composition en pathotypes distingue très nettement les compartiments cultivé (richesse et complexité élevées) et sauvage (richesse et complexité faibles). De plus, la structure en pathotypes reste très stable au cours des trois années d’étude pour chacun des sites. La présence de mélèze augmente de façon très significative le nombre moyen de pathotypes par population, ce qui suggère un effet de la reproduction sexuée sur la diversité en pathotypes. En revanche, la proximité du mélèze n’influe pas sur la complexité des populations.

Les trois amorces RAPD utilisées ont permis de révéler 19 marqueurs polymorphes. Une très grande diversité génétique et très peu de clonalité ont été trouvés parmi les 743 isolats des neuf populations de septembre 2001, avec 566 phénotypes RAPD différents. Les distances génétiques entre les populations sont globalement faibles et les populations apparaissent moyennement différenciées. Un test de Mantel n’a mis en évidence aucune corrélation entre la structure génétique et la structure pathotypique des populations, ni entre la structure génétique et l’origine géographique des populations. L’analyse des déséquilibres de liaison entre marqueurs RAPD n’a pas mis en évidence un effet de la présence du mélèze sur la structure des populations étudiées.

Par ailleurs, ce projet nous a permis de mieux comprendre la dynamique spatio-temporelle de l’épidémie de rouille dans la ripisylve de la Durance, qui constitue un modèle d’épidémie en corridor. En effet, nos observations suggèrent que l’épidémie annuelle de rouille débute dans les zones de sympatrie entre peupliers et mélèzes dans la haute vallée de la Durance et se propage au cours de l’été vers la basse vallée de la Durance, où les mélèzes sont absents. D’autre part, la présence de plusieurs petits compartiments cultivés enclavés dans l’énorme compartiment sauvage que constitue la ripisylve à P. nigra, nous a permis d’étudier les interactions entre les deux compartiments. Nous avons ainsi mis en évidence une « pollution » de la ripisylve par des isolats sélectionnés par des cultivars portant les résistances R2 et R7 en septembre 2002.

Enfin, l’étude du type de résistance chez P. nigra vis à vis de la rouille n’a pas mis en évidence de résistances qualitatives dans les 1529 interactions clone x isolats testées. De plus, l’analyse d’une composante de la résistance quantitative (latence) n’a mis en évidence aucune adaptation locale de M. larici-populina à son hôte P. nigra.

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