La distribution mondiale de l’un des plus importants agents pathogènes des céréales est le résultat de l’activité humaine. Des chercheurs de l’Université de Zurich ont retracé l’histoire et la propagation de l’oïdium du blé le long des routes commerciales du blé et ont découvert que le mélange d’ascendances génétiques d’espèces d’oïdium apparentées jouait un rôle central dans l’évolution et l’adaptation de l’agent pathogène.
Le blé est l’un des aliments de base les plus importants au monde – son importance pour la sécurité alimentaire mondiale a récemment été mise en évidence par la perte des exportations de céréales de l’Ukraine en raison de la guerre. Une menace plus courante pour les cultures sont les maladies fongiques, qui peuvent entraîner des pertes économiques et la famine. L’un des agents pathogènes les plus destructeurs est l’oïdium, un champignon qui réduit considérablement les rendements des cultures.
Course aux armements agricoles
Pour prévenir l’infestation, des sommes colossales sont actuellement investies dans la sélection de variétés de céréales résistantes au mildiou. Pour infecter la plante cultivée, l’agent pathogène doit correspondre de manière optimale à son hôte – avec des variétés résistantes, le champignon ne peut pas attaquer. Mais l’oïdium s’adapte constamment et rapidement à de nouveaux hôtes. Pour pouvoir contrôler la maladie à long terme, il est essentiel que les scientifiques acquièrent une meilleure compréhension de l’agent pathogène. C’est là que les données historiques sont cruciales : l’oïdium est aussi ancien que le blé lui-même, mais jusqu’à présent, on ne savait pas comment il avait pu se propager dans le monde sur différentes céréales.
Un globe-trotter moderne
Une équipe de recherche dirigée par Thomas Wicker et Beat Keller du programme prioritaire de recherche universitaire (URPP) Evolution in Action de l’Université de Zurich a maintenant réussi à découvrir le secret du succès du mildiou du blé. Pour ce faire, ils ont comparé la composition génétique de 172 souches d’oïdium de 13 pays sur les cinq continents. « Avec nos analyses, nous avons pu prouver que le mildiou est apparu pour la première fois il y a environ 10 000 ans au Moyen-Orient, qui est aussi le berceau de l’agriculture et du blé moderne », explique Alexandros Georgios Sotiropoulos, Ph.D. candidat au Département de Biologie Végétale et Microbienne. « Aux âges de pierre et de bronze, l’agriculture s’est propagée en Europe et en Asie. L’agent pathogène s’est également propagé à ces nouvelles régions par la migration humaine et le commerce. Il y a environ 300 ans, les colons européens ont introduit l’oïdium avec le blé en Amérique du Nord et du Sud.
Adaptation par évolution rapide
Les données ont confirmé ce que l’on soupçonnait auparavant : à mesure que le blé était introduit dans de plus en plus de coins de la Terre, l’oïdium a été apporté avec lui et a subi une hybridation en cours de route, c’est-à-dire qu’il s’est mélangé génétiquement avec des espèces locales d’oïdium et a formé des hybrides qui sont meilleurs adaptés aux milieux agricoles locaux. « Cela semble être la cause de l’évolution rapide de la pathogénicité de l’oïdium », explique Kentaro Shimizu, co-directeur de l’URPP. « Un exemple particulièrement clair de cela est observé dans les nombreuses variétés de blé américaines importées au Japon au cours des 120 dernières années pour être croisées avec du blé traditionnel d’Asie de l’Est. L’oïdium des États-Unis, également importé, s’est hybride avec le blé japonais résident. souches de mildiou, et les hybrides résultants ont attaqué avec succès des variétés de blé nouvellement sélectionnées. »
Pour étudier la propagation de l’oïdium, les chercheurs ont utilisé des analyses théoriques créées à l’origine pour étudier l’histoire évolutive de l’humanité. « Notre étude montre une fois de plus que la collaboration entre les disciplines universitaires et l’utilisation de méthodes non conventionnelles pour rechercher des sujets complexes offre un grand potentiel et a des implications pour la sélection des cultures modernes », déclare Kentaro Shimizu.
La recherche a été publiée dans Communication Nature.
Alexandros G. Sotiropoulos et al, Les analyses génomiques mondiales de l’oïdium du blé révèlent l’association de la propagation des agents pathogènes avec la migration et le commerce humains historiques, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-31975-0