Les maladies des cultures constituent une grave menace pour la sécurité alimentaire mondiale. Environ un cinquième de la récolte mondiale de blé est perdu chaque année à cause des ravageurs et des maladies. C’est suffisant pour faire environ 290 milliards de miches de pain.
La rouille rayée, ou rouille jaune, qui crée des rayures de couleur jaune sur les lames des feuilles, est l’une des trois principales maladies de la rouille du blé, avec la rouille des tiges du blé et la rouille des feuilles et est de plus en plus préoccupante pour la production mondiale de blé, selon des chercheurs de l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST).
Dans le cadre de recherches qui, selon eux, aideront à éradiquer les principales maladies du blé, les chercheurs de KAUST ainsi que des collaborateurs d’Afrique du Sud, de France et des États-Unis ont assemblé le génome du blé panifiable et identifié le gène responsable de la résistance à la rouille rayée. Il s’agit d’un cultivar de blé sud-africain clé appelé Kariega, qui a une résistance robuste à la rouille rayée. En utilisant ce génome, les chercheurs ont identifié et cloné un gène clé qui confère une résistance à la rouille rayée.
« Les spores de rouille sont dispersées par les vents et peuvent parcourir des milliers de kilomètres, ce qui signifie que de nouvelles souches très virulentes se propagent rapidement. a expliqué Naveenkumar Athiyannan, qui a travaillé sur le projet aux côtés de Michael Abrouk et Simon Krattinger de KAUST. « Contrairement aux humains, les plantes n’ont pas de système immunitaire adaptatif qui les aide à « mémoriser » les infections passées. Au lieu de cela, leur capacité à résister à des maladies spécifiques est codée par des gènes de résistance aux maladies.
« Le blé a un génome dynamique et complexe, cinq fois plus grand que le génome humain. Cela rend extrêmement difficile l’identification de l’emplacement d’un gène spécifique. »dit Abrouk. De plus, les gènes de résistance aux maladies diffèrent souvent d’un cultivar de blé à l’autre. Le séquençage du génome de Kariega, en particulier, est important pour comprendre la résistance à la rouille rayée.
L’équipe a combiné les dernières techniques de séquençage de l’ADN pour assembler le génome, avant de mener une analyse approfondie à l’aide de marqueurs moléculaires pour identifier la région chromosomique exacte qui confère une résistance à la rouille rayée.
« L’assemblage de Kariega nous a permis d’examiner en détail la séquence d’ADN de cette région et d’identifier tous les gènes candidats possibles . » dit Abrouk. « Cette étape aurait pris des mois, voire des années dans le passé. »
L’équipe a identifié le gène de résistance à la rouille rayée comme Yr27, qu’ils ont ensuite cloné pour étudier la fonction du gène et les mécanismes moléculaires de la résistance. À l’avenir, les gènes clonés pourraient être transférés à des cultivars pendant la sélection, et pourraient même être modifiés pour modifier la reconnaissance et la résistance aux maladies d’une plante.
« Nous étions ravis de découvrir que Yr27 est une version, ou allèle, d’un gène connu de résistance à la rouille des feuilles. »dit Athiyannan. « Maintenant que nous connaissons les séquences exactes des deux allèles, nous pourrions être en mesure de concevoir une nouvelle version du gène qui reconnaît les deux maladies simultanément. »
« Nous avons développé une stratégie rapide et rentable pour cloner des gènes de résistance aux maladies . »ajouté Krattinger. « L’objectif à long terme est de cloner les 400 gènes de résistance présents dans le blé, offrant aux scientifiques une véritable chance d’éradiquer les principales maladies du blé. »
