La fusariose est un ennui majeur pour les producteurs d’orge de l’est du Canada où chaque année il s’en produit plus d’un million de tonnes. Un partenariat de recherche entre la Coopérative fédérée de Québec et l’Université Laval, mis sur pied il y a trois ans, vise à développer des cultivars d’orge plus résistants à cette maladie grâce à de nouvelles méthodes d’amélioration.


Les pertes associées à cette maladie fongique causée par plusieurs espèces de champignons appartenant au genre Fusarium sont énormes. « La fusariose peut provoquer des pertes de rendement découlant d’une diminution du poids spécifique à l’hectolitre, explique Christian Azar, sélectionneur à la Coopérative fédérée de Québec, mais c’est davantage l’accumulation de toxine dans les grains qui cause problème. En effet, les récoltes infectées sont boudées par les fabricants d’aliments pour le bétail, les brasseurs et les minoteries produisant des farines pour l’alimentation humaine. »

La toxine qu’on identifie le plus souvent, et qui de surcroît donne le plus de souci, est produite par le champignon Fusarium graminearum. Il s’agit du désoxynivalénol (DON) communément appelé vomitoxine.

Selon Daniel Morin, agronome et agent de recherche à La Financière agricole du Québec, l’organisme provincial a versé aux producteurs près de 6 millions $ en indemnisations en 2003 (une année durement touchée) en raison, notamment, de problèmes liés à la fusariose, comparativement à 1,6 million $ en 2002.

On connaît maintenant les facteurs qui influencent le développement de la fusariose. Mentionnons, par ordre d’importance, les conditions climatiques, la quantité de résidus laissés à la surface du sol, le précédent cultural et la tolérance du cultivar utilisé (1).

La maladie est à ce point préoccupante que des cotes de tolérance à la fusariose figurent maintenant dans le guide de recommandations et d’évaluations des cultivars publié par le Centre de référence en agriculture et en agroalimentaire du Québec (CRAAQ).

Le projet de recherche mené par la Coopérative fédérée de Québec en partenariat avec l’Université Laval a donc pour but de développer des cultivars d’orge qui exprimeront une résistance accrue à la fusariose de l’épi chez l’orge. « En réalité, nous travaillons sur plusieurs tableaux à la fois, précise Alexandre Mailloux, directeur des services techniques au Secteur des productions végétales de la Coopérative fédérée de Québec. Le but ne consiste pas qu’à accroître la résistance à la fusariose. On souhaite aussi sélectionner des cultivars qui démontreront à la fois d’intéressantes caractéristiques agronomiques afin de pouvoir les mettre en marché au Québec d’ici quelques années. Nous travaillons particulièrement sur le rendement, le poids spécifique et la faible propension à la verse. »

« Notre protocole de recherche, poursuit Alexandre Mailloux, s’appuie sur trois méthodes d’amélioration qui permettront de développer les cultivars d’orge les plus prometteurs, soit le croisement traditionnel, l’haplodiploïdisation et les marqueurs génétiques moléculaires. Ceci dit, aucune de ces techniques n’a recourt aux organismes génétiquement modifiés. Nous utilisons des parents qui offrent des caractéristiques complémentaires car, actuellement, aucun cultivar d’orge ne possède à la fois de bonnes qualités agronomiques et une forte tolérance à la fusariose. Il faut donc créer ce cultivar. On utilise pour ce faire deux parents dont l’un détient une certaine tolérance à la fusariose, et l’autre, des qualités agronomiques. Les trois méthodes sont expérimentées simultanément de manière à maximiser l’atteinte de résultats. »

« La méthode traditionnelle qui consiste à croiser deux parents comportant les caractéristiques complémentaires permet de produire une première génération de plants hybrides appelés F1, explique François Belzile, professeur titulaire au département de phytologie de l’Université Laval. L’année suivante, les grains des plants F1 sont à leur tour semés afin d’obtenir, cette fois, une deuxième génération, la F2. Le processus est ainsi répété pour la production des générations F3, F4, F5 et F6. Ces multiples générations permettent aux caractères de bien se fixer de sorte que la sixième génération est génétiquement plus homogène. Cette technique d’amélioration et de sélection nécessite donc, au bas mot, 5 à 6 années avant l’obtention d’une collection de plusieurs centaines de lignées suffisamment homogènes sur le plan génétique pour qu’on puisse commencer à se prononcer sur leurs qualités ou leurs défauts. »

« Ensuite, intervient Christian Azar, il faut procéder pendant quelques années encore à l’évaluation agronomique de ces nombreuses lignées en parcelles de recherche à la Ferme Techno Champs et chez des producteurs collaborateurs. De plus, les lignées les plus prometteuses doivent être soumises aux essais officiels d’évaluation afin d’amasser les données nécessaires pour l’obtention de l’enregistrement. »

« L’autre méthode d’amélioration, enchaîne François Belzile, débute comme la précédente, c’est-à-dire en utilisant des parents dont l’un possède une bonne tolérance à la fusariose. La méthode se base sur la production de plantes haploïdes, c’est-à-dire ne contenant que la moitié des chromosomes que contient normalement une plante d’orge. On commence par prélever sur la plante hybride F1 des grains de pollen immatures qui seront amenés, grâce à certains traitements spécifiques, à produire de toutes nouvelles plantes n’ayant que la moitié du bagage génétique d’une plante normale. Sachant que l’orge a cette faculté de doubler spontanément son nombre de chromosomes, la plante qui en résultera – une plante haploïde doublée (HD) – possédera donc deux copies identiques des chromosomes du pollen prélevé initialement sur la plante F1. Cette nouvelle plante sera donc d’une très grande uniformité génétique de même que tous ses descendants. Des études de tolérance aux pathogènes pourront alors être menées dès qu’un nombre suffisant de plantes de cette lignée seront disponibles. Cette méthode s’avère plus rapide que celle des croisements traditionnels. En effet, il suffit de deux à trois ans, au lieu de six, pour obtenir assez de semences d’une lignée parfaitement homogène sur le plan génétique, stade que l’on atteint seulement à la génération F6 en croisement traditionnel. »
« Enfin, poursuit François Belzile, la troisième méthode d’amélioration utilise les marqueurs génétiques moléculaires. Elle permet d’identifier les caractéristiques génétiques qui dénotent spécifiquement l’existence d’un gène responsable de la résistance à la fusariose de l’épi. De la sorte, on accroît significativement la vitesse et la précision de la sélection, ce qui permet une économie de plusieurs années dans le processus de recherche. Les plants sélectionnés peuvent ensuite être placés au champ pour confirmer leur tolérance à la fusariose en les exposant au stress de la toxine DON, et pour évaluer leur valeur agronomique. Présentement, nous en sommes à développer ces marqueurs génétiques et espérons pouvoir les utiliser en sélection d’ici deux à trois ans. »

Ce vaste projet de recherche, pour lequel des investissements très importants ont été consentis, cadre tout à fait avec la mission que s’est donnée le secteur des productions végétales de la Coopérative fédérée de Québec, qui consiste à développer des variétés de semences ainsi que des programmes de fertilisation et de protection des cultures adaptés aux besoins des productrices et producteurs québécois. « Une première série d’essais de croisements traditionnels, amorcés en 1996, a permis au réseau coopératif agricole de commercialiser, en 2003, trois excellents cultivars d’orge six rangs - Cyane, Païdia et Perseis –(2) affichant d’intéressantes caractéristiques agronomiques et dont certains démontrent aussi une bonne tolérance à la fusariose, fait remarquer Alexandre Mailloux. En conjuguant les méthodes d’amélioration, on peut espérer accélérer le processus de développement de cultivars encore plus tolérants. »

Dans les prochaines parutions du Coopérateur agricole, nous traiterons d’autres méthodes et produits permettant de limiter l’incidence de la fusariose.

Partenaires de recherche
L’équipe de recherche est composée de Alexandre Mailloux, directeur des services techniques au Secteur des productions végétales de la Coopérative fédérée de Québec; Christian Azar, Yves Bilodeau et Daniel Fontaine, respectivement sélectionneur et professionnel de recherche, assitant à la recherche et gérant à la Ferme Techno Champs de la Coopérative fédérée de Québec; François Belzile, professeur titulaire au Département de phytologie de l’Université Laval; Suzanne Marchand, professionnelle de recherche au Département de phytologie de l’Université Laval; Martin Lacroix, responsable des essais du programme d’amélioration variétale à l’Université Laval et Isabelle Clermont, responsable de la production de lignées HD.



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