Identification de mutations de séquence dans le génome de Phytophthora cactorum associées à la résistance au méfénoxam et développement d'un test moléculaire pour la détection de mutants chez le fraisier (F. × ananassa)

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 7385 (2023) Citer cet article

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La pourriture phytophthora du collet (PhCR) causée par Phytophthora cactorum est l'une des maladies du fraisier les plus dommageables dans le monde. Le méfénoxam est l'un des principaux fongicides actuellement utilisés pour gérer le PhCR. Cependant, l’émergence et la propagation d’isolats résistants ont rendu problématique le contrôle de l’agent pathogène sur le terrain. Dans la présente étude, à l’aide d’une analyse de séquençage du génome entier, des mutations associées à des isolats résistants au méfénoxam ont été identifiées dans six régions génomiques différentes de P. cactorum. Les lectures de 95,54 % provenant d'un pool d'isolats sensibles et de 95,65 % d'un pool d'isolats résistants ont été cartographiées sur le génome de référence de P. cactorum P414. Quatre mutations ponctuelles se trouvaient dans des régions codantes tandis que les deux autres se trouvaient dans des régions non codantes. Les gènes porteurs de mutations étaient fonctionnellement inconnus. Toutes les mutations présentes dans les isolats résistants ont été confirmées par séquençage Sanger des produits de PCR. Pour le test de diagnostic rapide, des marqueurs de fusion à haute résolution (HRM) basés sur le SNP ont été développés pour différencier P. cactorum résistant au méfénoxam des isolats sensibles. Les marqueurs HRM R3-1F/R3-1R et R2-1F/R2-1R étaient adaptés pour différencier les profils sensibles et résistants en utilisant une extraction d'ADN propre et brute. Aucune des mutations associées à la résistance au méfénoxam trouvées dans cette étude ne concernait les gènes de la sous-unité de l'ARN polymérase, la cible hypothétique de ce composé chez les oomycètes. Nos résultats pourraient contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de résistance au méfénoxam chez les oomycètes puisqu'ils servent de base pour valider les gènes candidats ainsi que contribuer à la surveillance des populations de P. cactorum pour l'utilisation durable de ce produit.

La Floride est le plus grand producteur de fraises d'hiver, représentant plus de 5 % de la production américaine1. En 2020, la Floride a produit environ 89 000 tonnes de fraises sur ses 4 000 hectares récoltés, récoltant 240 millions de dollars2. Malheureusement, les pertes de récolte causées par des agents pathogènes des plantes représentent l'une des menaces majeures dans la production de fraises et dans l'agriculture en général et sont devenues encore plus difficiles car les organismes sont sujets à la sélection pour la résistance aux fongicides mono-sites couramment utilisés pour leur contrôle.

La pourriture phytophthora du collet (PhCR), causée principalement par Phytophthora cactorum, est une maladie importante du fraisier dans le monde entier. Les symptômes sont caractérisés par un flétrissement et un retard de croissance des plantes et un éventuel effondrement dû à la pourriture du collet. En Floride, la production repose sur un système de plasticulture annuelle avec des plates-bandes surélevées paillées et fumigées avant la plantation3. Les nouvelles greffes acquises chaque saison constituent la principale source d’inoculum pour ce pathogène4. Après le repiquage, une irrigation aérienne diurne est assurée pendant 10 à 14 jours pour l'établissement des plantes, ce qui crée un environnement propice au développement de la maladie immédiatement au début de la saison. La pourriture du cuir (LR), également causée par P. cactorum, affecte les fruits à tous les stades de développement et provoque une décoloration ainsi qu'un goût et une odeur désagréables5,6. Étant donné que les symptômes sur les fruits déchirés sont parfois subtils, les fruits infectés pourraient être cueillis avec des fruits sains et devenir un problème après la récolte, en plus des pertes directes avant la récolte7. Cependant, les épidémies de cette maladie sont sporadiques et associées à de fortes pluies au cours de la phase de fructification5.

La gestion des deux maladies repose sur la combinaison de cultivars résistants, de pratiques culturelles et d’applications chimiques7,8. Des cultivars résistants peuvent être disponibles, mais les applications chimiques ont été largement utilisées puisque la plupart des cultivars sont principalement sélectionnés sur la base de la qualité des fruits et du rendement et non de la résistance au Phytophthora9. Bien que l'azoxystrobine soit étiquetée pour le LR et les produits à base de phosphite pour les deux maladies, le méfénoxam est le produit chimique le plus largement utilisé pour gérer le PhCR et le LR10. Cependant, probablement en raison de l'application répétée des mêmes produits chimiques dans les champs de pépinières et de production fruitière, des isolats de P. cactorum résistants au méfénoxam et à l'azoxystrobine ont été trouvés dans des champs de fraises de Floride11,12. Dans ce scénario, la surveillance de la sensibilité aux fongicides joue un rôle important dans la mise en œuvre de programmes de gestion intégrée des maladies. Actuellement, la surveillance de Phytophthora spp. de la fraise pour la résistance au méfénoxam a été réalisée exclusivement par criblage in vitro, dans lequel les isolats ont été cultivés sur des milieux modifiés et non modifiés par un fongicide11,13. Ces méthodes pourraient prendre du temps et demander beaucoup de travail et des techniques fournissant des informations rapides et précises sur la sensibilité au méfénoxam dans les populations de Phytophthora sont nécessaires.