Selon des chercheurs de l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign, le chanvre d’eau, une mauvaise herbe agressive qui menace la production agricole de la Corn Belt, lance une fois de plus des bouleversements. Cette mauvaise herbe a développé une résistance non pas à une ou deux, mais à sept classes de sites d’action d’herbicides, épuisant presque les outils chimiques que les agriculteurs peuvent utiliser pour défendre leurs moyens de subsistance.
Dans un nouveau Science des mauvaises herbes étude, des chercheurs de l’Université de l’I. montrent qu’un seul gène majeur est responsable de la résistance de l’acnide au S-métolachlore (ingrédient actif du Dual Magnum et du Dual II Magnum), un produit résiduel important appliqué au sol dans la classe des herbicides inhibiteurs des VLCFA. Les recherches précédentes du groupe ont montré que le chanvre détoxifie le produit chimique avec des P450, des enzymes qui éliminent les électrons des composés toxiques, les rendant ainsi moins réactifs à l’intérieur des cellules végétales.
« La question persistante était de savoir quels P450 ? Les plantes en possèdent des centaines, et ils travaillent souvent en tandem pour désactiver les toxines. Ainsi, lorsque nous avons trouvé un seul gène majeur responsable de la résistance au S-métolachlore chez le chanvre aquatique, nous avons été très surpris », a déclaré l’étude. co-auteur Dean Riechers, professeur au Département des sciences des cultures, qui fait partie du Collège des sciences de l’agriculture, de la consommation et de l’environnement (ACES) de l’Université d’I. « Le chanvre d’eau nous a encore une fois lancé une courbe. »
Le groupe de Riechers recherche régulièrement les gènes responsables des super pouvoirs d’esquive des herbicides de l’acrocarpe. Il y a dix ans, son groupe a retracé résistance du chanvre à l’atrazine— un herbicide appartenant à une classe distincte du S-métolachlore — à un seul gène GST. Mais il dit qu’il est rare de trouver un contrôle génétique simple pour un mécanisme de résistance non ciblé chez les mauvaises herbes.
Retracer les bases génétiques de la résistance demande beaucoup de travail, de précision et de temps. Dans ce cas, le premier auteur Dylan Kerr, étudiant à la maîtrise de Riechers à l’époque, a sélectionné des plantes résistantes et les a croisées de manière itérative avec d’autres plantes résistantes pendant trois générations en serre. Après avoir purifié le stock génétique, il a ensuite accouplé des parents résistants avec des parents sensibles et a recherché des différences génétiques dans leur progéniture.
« Il est très difficile d’étudier la résistance aux herbicides appliqués au sol, car si l’herbicide fait son travail, les plantes sensibles n’existeront même pas », a déclaré Riechers. « Dylan est allé au-delà de ses attentes. Il a été très diligent et persistant dans la serre en réalisant ces croisements afin que les résultats soient clairs et faciles à interpréter. »
Qu’est-ce que cela signifie qu’un seul gène majeur contrôle la résistance au S-métolachlore chez l’acnide ?
« Malheureusement, ce ne sont pas des nouvelles encourageantes pour les producteurs », a déclaré Riechers. « Chaque fois que la résistance est contrôlée par un seul gène et qu’il s’agit d’un trait dominant, le risque de propagation est plus élevé. »
Le pire des cas ne s’est pas encore produit. Riechers note que le métolachlore est utilisé dans le maïs, le soja et le sorgho à grains depuis environ 45 ans, et que les populations de chanvre d’eau résistantes à l’herbicide ne sont pas encore répandues.
« En tant qu’outil résiduel appliqué au sol, le S-métolachlore est précieux pour la gestion de l’acnide », a déclaré Riechers. « La résistance n’est pas encore un problème majeur, mais si le S-métolachlore ou d’autres herbicides inhibiteurs des VLCFA cessent de fonctionner à plus grande échelle, cela enlèvera des outils encore plus efficaces. »
La voie à suivre, selon Riechers, est que l’industrie s’oriente vers des méthodes de gestion des mauvaises herbes plus holistiques, notamment la destruction physique des graines et l’ajout de cultures plus diversifiées à la rotation, et qu’elle s’éloigne d’une dépendance totale à l’égard du désherbage chimique. Il suggère que planter du blé d’hiver, des cultures de couverture ou même une double récolte de soja après le blé pourrait réduire considérablement la pression des mauvaises herbes.
« Je me rends compte que cela devient fatiguant de continuer à dire de diversifier votre contrôle des mauvaises herbes, mais c’est vrai et les résultats de nos recherches à l’ACES soutiennent cette stratégie », a déclaré Riechers.
L’étude « Héritage de la résistance au S-métolachlore chez une chanvre d’eau (Amarante tuberculée) population du centre de l’Illinois », est publié dans Science des mauvaises herbes. Les auteurs incluent Dylan R. Kerr, Jeanaflor Crystal T. Concepcion et Dean E. Riechers.
Plus d’information:
Dylan R. Kerr et al, Héritage de la résistance au S-métolachlore dans une population de chanvre d’eau (Amaranthus tuberculatus) du centre de l’Illinois, Science des mauvaises herbes (2023). DOI : 10.1017/wsc.2023.63