soldat souriant anti-virus
Bien que le poivron soit une culture importée d’Amérique, les principaux types de poivrons actuellement plantés en Euskadi, “Poivron de Gernika” et “Guindilla de Ibarra” (figure 1) sont adaptés à nos conditions agro-climatiques. Ils sont une partie importante de notre agrodiversité et sont devenus des produits très liés au territoire.
Ce sont les variétés de poivrons qui assurent leur origine et leur qualité. Grâce aux indications géographiques protégées ou aux examens de qualité, les exploitations productrices de ces produits sont compétitives. En fait, ils sont connus et appréciés des consommateurs, et l'acheteur est prêt à payer des prix plus élevés pour ces poivrons qui indiquent proximité et qualité.
Toutefois, la production et la compétitivité des exploitations de paprika peuvent influer sur divers facteurs, notamment les problèmes de santé des végétaux, en mettant l’accent sur les maladies fongiques et virales. Dans une large mesure, ces maladies ont été causées par le système de production intensive conventionnel utilisé dans les cultures au cours des dernières décennies.
Il y a une décennie, les producteurs de poivrons et de piments du territoire, ainsi que les techniciens du secteur, ont contacté les administrations publiques et les chercheurs en horticulture pour les informer des problèmes de santé des plantes qu’ils rencontraient dans leurs cultures, afin de trouver les moyens de les affronter. En fait, le secteur s’est montré très préoccupé par les graves effets que ces maladies ont sur les cultures, avec d’importantes pertes de production, qui compromettent la viabilité économique des exploitations (figure 2).
Variétés locales de poivrons et de piments sensibles aux virus
Tout d'abord, il a été décidé de déterminer quels virus étaient à l'origine des problèmes qui se produisaient sur les plantes. À cette fin, des travaux de prospection ont été effectués dans les plantations de poivrons et de piments des agriculteurs. À Biscaye et à Gipuzkoa, des études de serre et de verger ont été réalisées, des plantes présentant des symptômes viraux ont été échantillonnées, puis des études de diagnostic ont été effectuées en laboratoire. Sept virus DAS-ELISA ont été analysés sur plus de mille sites. Les virus analysés étaient le virus de la pomme de terre PVY transmis par les afidos (genre Potyvirus), le virus de la marchite gouttée de la tomate TSWV transmis par les trips (genre Orthotospovirus) et cinq virus du genre Tobamovirus transmis par contact et graine. Les tobamovirus analysés étaient les suivants: Le virus de la mosaïque de tabac TMV, le virus de la mosaïque de tomate ToMV, le virus de la mosaïque verte légère de tomate TMGMV, le virus de la goutte légère de poivron rouge PaMMV et le virus de la goutte légère de poivron PMMoV.
Ainsi, les principaux agents de virus présents dans les plantes papriennes ont été connus. Certains virus sont apparus étroitement liés aux plantes des serres, tandis que d'autres se sont développés davantage dans des plantes en plein air, certaines transmises par des insectes et d'autres transmises de la graine à la plante. En outre, les virus qui causaient les plus graves dommages aux plantes ont été identifiés. Dans les plantes en plein air, PVY a créé les plus grands problèmes. Dans les usines de serres, les virus du genre Tobamovirus et TSWV étaient les plus répandus. Toutes les analyses ont conduit les tobamovirus à être considérés comme la principale menace dans les variétés locales, car ils sont transmis de la graine à la plante et sont ensuite facilement propagables par contact dans les plantes lors de la manipulation des plantes par les agriculteurs. Par conséquent, la performance et la qualité des fruits sont considérablement réduites. La persistance de ces virus, qui peuvent être présents pendant des années de manière contagieuse dans les zones rurales, est également remarquable.
En définissant le problème fondamental, solution: amélioration génétique
Face à l'incertitude provoquée par Tobamobirus, il était nécessaire de rechercher des solutions pour le contrôle des virus, et la meilleure option était d'incorporer les gènes de résistance à ces virus dans les variétés sensibles locales et d'établir les mesures culturelles nécessaires dans les plantes qui présentent ces problèmes. Les entreprises qui commercialisent des semences n'entrent jamais dans les investissements pour améliorer ce type de variétés, car il s'agit de variétés à faible intérêt commercial. Dans ces cas, le rôle des institutions publiques consacrées à la recherche et au développement technologique est très important, car l'amélioration des variétés produites à petite échelle est entre leurs mains. NEIKER est confronté à ce défi.
La résistance au tuyamovirus du poivron est réglementée par un seul gène principal: Gènes `L´. Et plusieurs espèces et variétés qui le portent peuvent être trouvées dans le genre Capsicum à travers quatre allèles (L1, L2, L3 et L4). D'autre part, parmi les tobamovirus se trouvent plusieurs pathotypes (P0, P1, P1.2 ou P1.2.3) qui sont classés en fonction de leur capacité à surmonter la résistance provoquée par les allèles du gène `L´. Par conséquent, les virus avec le patotype P0 ne peuvent pas contaminer les plantes portant le gène L. Les virus présentant des pathotypes P1, P1.2 ou P1.2.3 peuvent contaminer les plantes avec des allèles L1, L1 et L2 et L1, L2 et L3 respectivement (tableau 1).
Les variétés contenant ces gènes de résistance "L´ initient au point de contact avec les tobamobirus le processus appelé "réponse hypersensible", dans lequel la plante favorise la mort programmée des cellules et empêche le développement du virus (Figure 3).
Dans la prospection de 2014, à la suite de l'inoculation de 36 échantillons contaminés par PMMoV de souches avec différents allèles du gène `L´, il a été observé que l'allèle L3 permet de contrôler tous les tobogamovirus qui affectent la plante de piment d'Euskadi (tableau 1). Toutefois, il a été décidé d'introduire les gènes L3 et L4 de manière différenciée dans les deux variétés indigènes, de sorte qu'à l'avenir, il soit possible de contrôler davantage de tobamovirus susceptibles d'entrer dans les plantes papriennes d'Euskadi.
Un programme de recul assisté par marqueurs moléculaires est en cours
Ainsi, en 2015, un programme d’amélioration génétique classique basé sur les lois et les croisements de Mendel a été lancé à travers le recul assisté par les marqueurs moléculaires (MMLAG) (Figure 4). D'une part, un poivron mère, un beau poivron de Gernika, avec un label de qualité, très apprécié sur le marché et apprécié dans nos cuisines et tables. D'autre part, un autre poivron souche, le piment fin d'Ibarra, idéal pour la friture ou pour manger au vinaigre. Les deux variétés ont été croisées avec des poivrons doux d'origine italienne, qui avaient une résistance génétique aux virus: “Palermo” (gen L3) et “Giulio” (gen L4). L'objectif final était que la succession ait un aspect et des caractéristiques agronomiques de la mère et reçoive la résistance génétique du père. Pour ce premier croisement, le pollen des variétés hybrides résistantes a été unifié et placé dans les fleurs castrées des variétés sensibles pour permettre le croisement entre les variétés (figure 5).
Au premier croisement, 50 % du génome des variétés autochtones ont été perdus, mais en même temps, on a réussi à introduire le gène résistant à la moitié de la succession (figure 3). Par la suite, des plantes résistantes ont été sélectionnées dans les replis et le génome originel a été rétabli. La sélection de plantes résistantes a été effectuée à l'aide de marqueurs moléculaires associés à des gènes de résistance dans toutes les générations du programme d'amélioration. Ainsi, étant donné que 50% du génome des variétés autochtones est récupéré dans chaque réversion du programme d'amélioration, après quatre et après la récupération de près de 97% du génome des variétés concernées, il a été décidé d'inclure les gènes L3 et L4 dans l'homochirurgie par deux autopollinisations (Figure 4). Ces variétés ne sont pas transgéniques, en aucun cas, mais celles produites par le croisement et la sélection.
Nouvelles variétés résistantes:GUDARI et IRRIBARRA
Ces programmes d'amélioration représentent un travail à long terme. Dans ce cas, 7 cycles végétaux ont été nécessaires pour obtenir des piments et des piments très résistants à la mère. Cependant, au lieu de faire les choses comme Mendel le faisait en son temps, dans ce cas, des marqueurs moléculaires ont été utilisés. Ainsi, des outils moléculaires spécifiques ont été développés et utilisés pour obtenir des informations sur la résistance génétique de la succession de manière agile et efficace et accélérer le processus. En outre, en deux ans, le comportement productif des nouvelles variétés résistantes a été évalué au moyen d’essais et il a été constaté qu’elles étaient capables de produire à la fois les deux variétés sensibles d’origine. Lors des essais, les variétés résistantes les plus fructueuses développées ont été sélectionnées. En outre, le comportement de ces poivrons dans les cultures commerciales, en particulier dans les exploitations présentant des problèmes de viroses, avec des niveaux élevés de productivité et de résistance, a été analysé. Enfin, des inoculations virales ont été effectuées pour s'assurer que les nouvelles variétés sont résistantes aux tototomovirus. Le nouveau poivron de Gernika obtenu a été appelé GUDARI, faisant référence au travail, à la vocation et à la passion qui sont nécessaires pour résoudre les problèmes. Mais le piment robuste d'Ibarra a été appelé IRRIBARRA, une variété à laquelle nous souhaitons un avenir heureux et productif. Ce sont deux variétés créées en tenant compte de nos ancêtres, face aux problèmes d'aujourd'hui et aux solutions d'avenir. Mais, pour que la résistance soit durable dans le temps, il est souhaitable que la charge virale des vergers et des serres soit aussi faible que possible. Ainsi, un protocole de pratiques d’hygiène dans les exploitations a été adopté, qui minimise la charge virale et minimise le risque de renversement de résistance par les nouvelles souches du virus.
Résoudre de nouveaux problèmes
Des variétés indigènes de poivrons et de piments ont été obtenues pour lutter contre les tobamovirus. Les dommages subis par les producteurs ont considérablement diminué et la rentabilité économique des exploitations a ainsi été en partie rétablie. Toutefois, ces dernières années, la superficie cultivée a diminué, en particulier à Bizkaia (la superficie liée au poivron de Gernika a été considérablement réduite). Il sera désormais essentiel que les problèmes socio-économiques liés à la production agricole soient également résolus, afin d'assurer la relève générationnelle du secteur horticole d'Euskadi et d'assurer à l'avenir l'approvisionnement en denrées alimentaires de valeur pour les citoyens.
Remerciements
Je tiens à remercier Santiago Larrègle, directeur de ma thèse de doctorat, pour avoir obtenu les ressources nécessaires à cette tâche, et Sorkunde Mente pour les avoir encouragés à participer à ce prix. Xabi Ojinaga, Aitor Marcos et Igone Menika ont également participé au texte.
Bibliographie
[1] Tomita R, Murai J, Miura Y, Ishihara H, Liu S, Kubotera Y, Honda A, Hatta R, Kuroda T, Hamada H, et al. Fine mapping and DNA fiber FISH analysis locates the tobamovirus resistance gene L3 of Capsicum chinense in a 400-kb region of Rlike genes cluster embedded in highly répétitive sequences. Theor Appl Genet. 2008;117(6):1107-18 Doi: 10.1007/s00122-008-0848-6
[2] Tomita R, Sekine KT, Mizumoto H, Sakamoto M, Murai J, Kiba A, Hikichi Y, Suzuki K, Kobayashi K. Genetic basis for the hierarchical interaction between Tobamovirus spp. et l resistance gene alleles from different pepper species. Mol Plant Microbe Interact. 2011;24(1):108-17 Doi: 10.1094/MPMI-06-10-0127.
Di Dato F, Parisi M, Cardi T, Tripodi P. Genetic diversity and assessment of markers linked to resistance and pungency genes in Capsicum germplasm. Euphytica. 2015;204:103–119 exactement: 10.1007/s10681-014-1345-4
[4] Genda Y, Kanda A, Hamada H, Sato K, Ohnishi J, Tsuda S. Two Amino Acid Substitutions in the Coat Protein of Pepper mild mottle virus Are Responsible for Overcoming the L(4) Gene-Mediated Resistance in Capsicum spp. Phytopathologie. 2007 Jul; 97(7):78793. doi: 10.1094/PHYTO-97-0787.
Dombrovsky A, Smith E. Seed transmission of Tobamoviruses: Aspects of global disease distribution. Dans: Advances in Seed Biology. Ajustement 2017: 10.5772/intechopen.70244.
[6] International Seed Federation Differential sets in Tobamoviruses. Nyon (Switzerland) février 2020.
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