Ça commence par cracher pour le nématode à kyste du soja

« Le soja résistant au SCN combat l’infection en empêchant les nématodes de créer des sites d’alimentation », explique Melissa Mitchum, nématologue uga.

Les agriculteurs bloqués par le nématode à kyste du soja (NCS) qui ravage les variétés de soja autrefois résistantes au NKS peuvent se tourner vers une raison apparemment simple mais complexe.

C’est du crachat.

Ce n’est pas le crachat de tabac à chiquer que certains joueurs de baseball crachent ; ce sont des sécrétions produites par le SCN nouvellement éclos. Le SCN injecte sa salive dans la paroi cellulaire d’une racine de soja à travers une lance buccale appelée stylet.

« Tout comme les humains ont des glandes salivaires dans la bouche pour faciliter la digestion, le nématode produit des protéines qui sont sécrétées par le stylet pour modifier les tissus végétaux », explique Dick Hussey, nématologue à l’Université de Géorgie (UGA). « Il est capable d’infecter et de pénétrer la racine de soja et de supprimer la réponse immunitaire en établissant un site d’alimentation. »

Parce que les sites d’alimentation interfèrent avec l’eau des plantes et le flux de nutriments, l’alimentation du SCN vole furtivement le rendement du soja. Les agriculteurs ont esquivé ce scénario pendant près de 30 ans en plantant du soja résistant au NKS.

« Le soja résistant au SCN combat l’infection en empêchant les nématodes de créer des sites d’alimentation », explique Melissa Mitchum, nématologue à l’UGA.

Il y a cependant un hic, car 95 % des variétés résistantes plantées par les agriculteurs partagent la même source de résistance : PI 88788.

« Lorsque vous plantez à plusieurs reprises le même type de résistance, vous sélectionnez des nématodes brisant la résistance pour qu’ils se développent et se reproduisent », explique Mitchum.

Initialement, les dommages SCN sont invisibles.

« Les agriculteurs se demanderont pourquoi le soja ne pousse pas bien et l’ignoreront à cause de la » saleté désolée «  », déclare Bob Kemerait, phytopathologiste de l’UGA Extension. « Plusieurs fois, la saleté désolée est due aux nématodes. »

Finalement, ce maraudeur souterrain laisse des symptômes visibles de plantes rabougries et de feuilles jaunies. Même si un agriculteur plante du soja résistant au SCN, des pertes de rendement allant jusqu’à 14 boisseaux par acre peuvent survenir à mesure que la reproduction du SCN augmente, selon les recherches de l’Iowa State University (ISU). À un prix de soja de 14 $ le boisseau, ce clip rapporte 196 $ par acre.

Résistance alternative

Les nématologues utilisent le terme virulence pour décrire la capacité du SCN à se reproduire sur un soja résistant. Ils mesurent la virulence à travers une métrique appelée l’indice féminin.

« Une plante assez résistante est une plante qui tombe en dessous d’un indice femelle de 10% », explique Mitchum.

La source de résistance PI 88788 a encore une certaine efficacité, dit-elle. Cependant, davantage de populations de SCN dépassent maintenant le seuil de l’indice de 10 % de femelles. Au Tennessee, par exemple, 93 % des populations de SCN avaient une reproduction supérieure à 10 % sur des variétés de soja résistantes au PI 88788.

La bonne nouvelle est qu’il existe des sources alternatives de résistance au SCN sans frein de rendement, comme la résistance basée à Pékin.

« Une population de nématodes adaptée à la PI 88788 ne se développera pas et ne se reproduira pas bien sur le soja avec le type de résistance de Pékin », explique Mitchum.

« Certaines de nos variétés à haut rendement ont une résistance à Pékin », ajoute Don Kyle, sélectionneur de soja chez Corteva Agriscience. Les variétés peuvent également réduire le nombre de SCN, ce qui réduit la probabilité d’infestations futures, explique Kyle.

Si l’agriculteur qui a organisé un essai de variétés résistantes au SCN de l’ISU en 2019 avait planté une variété de Pékin dans un champ adjacent avec du SCN qui résistait au soja PI 88788, il aurait glané un gain de rendement de 22 boisseaux par acre, déclare Greg Tylka, une extension de l’ISU nématologue. Avec du soja au prix de 14 $ le boisseau, cela représente un rendement brut de 308 $ l’acre.

Pourtant, les agriculteurs ne savent souvent pas que les sources de résistance diffèrent. « Ils [les entreprises] diront que les variétés ont une résistance aux nématodes à kyste du soja, mais les agriculteurs ne savent souvent pas de quel type de résistance il s’agit », explique Andrew Moore, un agriculteur de Resaca, en Géorgie. « Si nous avons des pertes de rendement malgré
[PI 88788] résistance, nous devons savoir qu’il existe d’autres types de résistance.

Les agriculteurs peuvent avoir des difficultés à accéder à d’autres sources de résistance.

« Je sais que je deviens frustré lorsqu’un producteur m’envoie un échantillon [de sol] et que la population de nématodes a un indice de 60 % de femelles sur PI 88788 », déclare Mitchum. « Lorsqu’ils me demandent : « Que puis-je faire ? » et que je leur dis de planter du soja résistant à Pékin, ils me disent souvent qu’il n’est pas disponible dans leur groupe de maturité. PI 88788 est toujours une bonne source de résistance et nous devons la préserver. Nous voulons nous associer à l’industrie pour développer de nouvelles sources de résistance pouvant être utilisées dans une rotation des cultures.

C’est dans les gènes

Le déblocage de nouvelles sources de résistance au SCN réside dans la découverte de nouveaux gènes (non découverts) de soja et de SCN.

« Pendant des décennies, les chercheurs savaient que le soja possédait des gènes de résistance au nématode, mais nous ne savions pas ce qu’ils étaient ni comment ils fonctionnaient », explique Mitchum. « Les sélectionneurs de soja savaient juste où ces gènes étaient situés sur le chromosome. » Les scientifiques appellent cet emplacement les locus de traits quantitatifs (QTL).

Cela a changé en 2012, lorsque les chercheurs ont cloné deux gènes qui stimulent la plupart des résistances au SCN au niveau de deux QTL majeurs : Rhg1 et Rhg4. Rhg1 confère une résistance au PI 88788, tandis que la résistance de Pékin est une combinaison de Rhg1 et Rhg4.

« Ce fut une énorme découverte, un moment aha », déclare Mitchum. « Nous connaissons désormais les protéines qui permettent au soja de résister au nématode. Nous commençons à comprendre comment ces protéines fonctionnent pour conférer une résistance au SCN, et cela nous a permis de développer des marqueurs [moléculaires] à partir de ces gènes.

« En termes de conduite, le chromosome est l’autoroute, et le marqueur moléculaire [qui identifie le gène] est un panneau de sortie indiquant au conducteur où aller », explique Zenglu Li, un sélectionneur de soja UGA. « Ces marqueurs moléculaires nous aident à introgresser (transférer) les gènes dans le germoplasme et les cultivars d’élite et améliorent également l’efficacité des sélections d’élevage. »

Le séquençage en 2019 du génome du SCN a également ouvert la voie à de nouvelles ressources de résistance en aidant les scientifiques à identifier les gènes du SCN responsables de la fabrication des protéines trouvées dans la broche de nématode, explique Hussey. Idéalement, les sélectionneurs de soja pourraient pyramider ces nouveaux gènes de résistance au SCN au-dessus de gènes comme Rhg1 et Rhg4, ajoute-t-il.