La rouille jaune du blé : évolution en France et à l’étranger

Claude Pope, BIOGER, INRA, Thiverval-Grignon 78850

Rencontres du BSV « Grandes Cultures » 27/02/2014

1. Rappel de la biologie de la rouille jaune 2. Evolution des races de rouille jaune au niveau

national et international depuis 10 ans3. Perspectives de lutte génétique

La rouille jaune du blé : évolution en France et à l’étranger

La rouille jaune du blé

Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst)

- champignon parasite biotrophe, basidiomycète- dispersion des urédospores par le vent, polycyclique- relation spécifique hôte-parasite : Avirulence-gène de résistance Yr :

- 60 gènes Yr décrits- populations clonales et peu de races par an en France- hétéroïque : reproduction sexuée sur Berberis sp. (en Asie probablement)

Basidiospores

(n)

Téliospores

(n+n)

Cycle biologique de Puccinia striiformis f.sp. tritici

urédospores

(n+n)

Téliosores

Pycnides (n)

écidiospores

(n+n)

Blé

Cycle

asexuéBerberis spp. hôte alternant

(conditions de

laboratoire)

Jin et al., 2010; Hovmølleret al. 2011

Cycle biologique de Puccinia striiformis f.sp. tritici

Cycle biologique de Puccinia striiformis f.sp . tritici

Dispersion à longue distance des populations de Pst

Hovmøller et al., 2002; Brown & Hovmøller, 2002, Justesen et al., 2002

Mêmes génotypes en UK en 1994-95 et DK en 1997Migration sur 800 km

de Vallavieille-Pope et al., Phytopathology , 1995

Effet de la température sur le succès d’infection

Rouille brune Rouille jaune

période de latence la plus courte à 20°C

pour Pst

Effet de la température sur la durée de la période de latence

Hau et de Vallavieille-Pope, 2006

Fraction de période de latence en fonction de la moyenne de température journalière

linéaire : 4-20°Czéro : 0-4°Cnégative : -10-0°CVariation selon les isolats

Germination pénétration :8 h de 100 % humidité relative, environ 8°C

15-20°C20-25°C

Températures estivales

-- contournement des Yr

-

- température basse

- température élevée

pathotypes

SD123- 6 - - - -SD123- - - - 9 -

SD1 23 46 - - - -

SD1234 6- -917

SD - 23 4 - - - 9 -

SD1234 6- -9 -SD1234- - - 917

SD123 - - - -917

123- - - -123- - - - 9 -

25 3 4 - - - -

25 1234 6- -917

25 - 23 4 - - - 9 -

25 1234 6- -9 -25 1234- - - 917

25 123 - - - -917

Adaptation locale et divergence N/S de la France des populations de Pst avant 2004

6

6

2525

1 2

-

Nord

- Adaptation à la température- Sélection hôte à Yr

< 2004

Sud

Peu de virulences

- - 2 - - 6 7 8 - -SD - - - - - - - - -- - 2 - - 6 7 8 - -SD - - - - - - - - -

S1

S26E16

32E0

de Vallavieille-Pope et al., 2012: Enjalbert et al., 2005

.011

Adaptation de la rouille jaune du blé à son environ nement

À haute température (20°C pour l’infection),les isolats du sud de la France sont plus agressifs que les isolats du nord

plantule Mboup et al., 2012

1. Rappel de la biologie de la rouille jaune 2. Evolution des races de rouille jaune au niveau

national et international depuis 10 ans3. Perspectives de lutte génétique

La rouille jaune du blé : évolution en France et à l’étranger

Cycle ‘Succès-Echec’ Evolution des fréquences de virulences de Pst en Fr ance

Viru

lenc

e (%

)

années

0

20

40

60

80

100

84 87 90 93 96 99 02 05 08 11

V7

V6V9

V17V32

de Vallavieille-Pope et al, 2012. Plant Disease

Yr7

Yr9Yr32

Yr17Yr6

certains gènesYr protègent contre la race agressive PstS2

de Vallavieille-Pope et al, 2012

Evolution de la population de Pst en France

Modèle gène-pour-gèneAvirulence/Résistance

Gène Yr : Yellow rust

RESISTANCE : Interaction entre un allèle d’avirulence a et u n allèle de résistance YrSi plusieurs gènes de résistance dans une variété, il suffit d’une interaction a/Yrincompatible pour que la résistance s’exprime

V :

virulent a : avirulent

Yr1 Yr2 Yr3 Yr4 Yr6 Yr7 Yr8 Yr9 Yr15 Yr17 Yr32

race 1 v v v v v v a v a v v

race 2 v v v v v v a v a v v

Race 3 v v v v v a a v a v v

race 4 v v v v v a a v a v a

Race 5 v v v v a v a a a a a

Types d’infection1-4 : avirulence 7-9: virulence

Fréquences des pathotypes de P. striiformis f.sp. tritici en France

Invasion d’un pathotype exotique en NW Europe en 20 11

Nouvelle race, Warrior

Races anciennes

années

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

99 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12

Autre

warrior

Oakley

toisondor

robigus

ornicar

race2

race 1

Fré

quen

ce

Race 1 1 2 3 _ _ _ 9 17 25 _ SD _ _

Race 2 1 2 3 4 _ _ 9 17 25 _ SD _ Su

Race Ornicar 1 2 3 4 6 _ 9 17 25 _ SD _ Su

Race Robigus 1 2 3 4 _ _ 9 17 25 32 SD _ Su

Race Toisondor _ _ 3 4 6 _ _ _ 25 32 SD _ Su

Race Oakley 1 2 3 4 6 _ 9 17 25 32 SD _ SuRace Warrior 1 2 3 4 6 7 9 17 25 32 SD [SP] SuOther

La résistance des variétés diffère pour les anciennes races et la nouvelle race invasive Warrior.

http://www.eurowheat.org/

de Vallavieille-Pope et al., 2012 Plant Dis. 96:131-140

www.wheatrust.org

- depuis 2011: ‘race Warrior’

Invasion récente d’une souche de Puccinia striiformis en Europe

Race 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 17 24 25 27 32 Sd Sp TeliosoresPstS2 - 2 - - - 6 7 8 9 - - - - - 27 - - - +

< 2004 1 2 3 4 - 6 - - 9 - - 17 - 25 - 32 Sd - +Warrior 1 2 3 4 - 6 7 - 9 - - 17 - 25 - 32 Sd (Sp) ++++

COMPARAISON DES NIVEAUX DE RESISTANCE DE CULTIVARS AU CHAMP, INOCULUM NATURELARVALIS-SCIENCE DU VEGETAL

APACHE

PREMIO

SY MOISSON

PAKITO

SWEET

HYSTAR

AREZZO

MUSIK

BERMUDE

CROISADE

KARILLON

ALLEZ Y

FLUORSOKAL

ALTIGO

BAROK

CHEVRON

EXPERT ARKEOS

HYBERY

TRAPEZ

SCOR

BOREGAR

SCENARIO

RAZZANO

OXEBOSY MATTIS

PALEDOR

ALIXAN

INTERET

TULIP

FIGARO

MERCATOKALYSTAR

RUBISKO

BERGAMOLYRIK

SY TOLBIAC

TOBAK

WAXIMUM

JB DIEGO

SELEKT

SOLLARIO

EPHOROSHYSUN

Éch

elle

de

rési

stan

ce 2

012

Échelle de résistance 2009 - 2010

Résistant

RésistantSensible

Prédominante avant 2010 : 233E169V17 Virulences : 1, 2, 3, 4, 9, 17, 25, 32

Nouvelle race en 2010 : 237E173V17 (Oakley, Solstice)Virulences: 1, 2, 3, 4, 6, 9, 17, 25, 32

Nouvelle race majoritaire depuis 2011 : 239E175V17 (Warrior)Virulences : 1, 2, 3, 4, 6, 7, 9, 17, 25, 32, (SP)

Nouvelle race, rare en 2012 : 22E16V24 Agg triticaleVirulences : 2, 6, 7, 8, 10

Nouvelle race, rare en 2013 : 110E175Virulences : 2, 3, 4, 6, 7, 25, 32, (SP)

Races de Pst en France

EFFECTIF 2 1 10 231 244

REGIONS

NORD + CENTRE (FRANCE) 2 1 10 231

204

Bretagne 1 _ _ 45 46Centre _ 1 _ 41 42Ile de France 1 _ 1 24 26Nord-Pas de Calais _ _ 5 18 23Pays de Loire _ _ _ 20 20Haute Normandie _ _ _ 16 16Basse Normandie _ _ 1 14 15Picardie _ _ 2 7 9Autres _ _ 1 6 7

SUD (FRANCE) 0 0 0 40 40Midi-Pyrénées _ _ _ 26 26Aquitaine _ _ _ 7 7Languedoc-Roussillon _ _ _ 4 4Rhône-Alpes _ _ _ 3 3

237E173V17

Oakley

239E175V17

Warrior

233E137V17

22E16V24Agg triticale

EFFECTIF

Races de Pst en France, 2012

ORIGINE ET DETERMINATION DES ISOLATS DE ROUILLE JAU NE, 2012(244 échantillons)

VARIETES Facteurs RACES EFFECTIFde 233E137 237E173 239E175

résistance

V17 V17Oakley

V17Warrior

BLES TENDRES _ 1 9 160 170

-Toisondor 32 _ _ _ 11 11

-Altigo 17 _ _ 2 9 11

-Laurier _ _ _ _ 9 9

-Quality _ _ _ _ 9 9

-Fairplay _ _ _ _ 7 7

-Alixan 32 _ _ 1 5 6

-Allez-y 2+3 _ _ _ 6 6

-Expect 6 _ _ _ 6 6

-Oregrain _ _ _ _ 4 4

- Autres _ _ 1 6 94 101

BLES DURS _ _ _ _ 15

-Alexis _ _ _ _ 6 3

-Karur _ _ _ _ 2 2

-Luminur _ _ _ _ 2 2

-Miradoux _ _ _ _ 2 2

- Autres _ _ _ _ 6 6

TRITICALES 2 _ 1 51 54

-Orval _ _ _ _ 11 11

-Grandval _ _ _ _ 4 4

-Renovac _ 2 _ _ 2 4

-Tarzan _ _ _ _ 4 4

- Autres _ _ _ 1 30 31

ORGE _ _ _ 1 1

-Arturio _ _ _ _ 1 1

? _ _ _ 4 4

EFFECTIF 2 1 10 231 244

22E16V24Agg triticale

.023

Effet du régime de reproduction sur la structure de s populations à l’échelle mondiale

Décembre 2005 (Gansu) M. Leconte

Les populations clonales sont caractérisées par un petit nombre de génotypes stables au cours du

temps

- 3 populations clonales caractérisées par un petit nombre de génotypes stables au cours du temps- populations recombinantes, diverses pour les races et les génotypes, dans la zone himalayenne (Ali et al., 2014)

Invasion de la lignée clonale PstS1/2 à partir de 2 000

Walter, Hovmøller et al., 2012Milus et al, 2008

- peu de virulences- adaptée à haute température

Invasion de la souche Warrior en 2011

© Global Rust Reference Center, 2011

Warrior

Oakley

Kranich

Tulsa

Robigus 1

- multi-virulente - nouveau groupe génétique

Anciennes souches

L’aptitude à la production de téleutosores est élevée c hez les isolats issus de la zone diversifiée, probablement capables de reproduction se xuée (Ali et al, 2011)

0 10

1. Rappel de la biologie de la rouille jaune 2. Evolution des races de rouille jaune au niveau

national et international depuis 10 ans3. Perspectives de lutte génétique

La rouille jaune du blé : évolution en France et à l’étranger

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1961

1968

1974

1980

1986

1992

1998

2004

2010

resi

stan

ce s

core

Rouille bruneRouille jaune

GEVESM. Trottet, INRA Renneséchelle: 0 sensibilité - 9 résistance

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1961

1968

1974

1980

1986

1992

1998

2004

2010

Augmentation du niveau de résistance des variétés d e blé à l’inscription au catalogue officiel français

variétés de blé avec le gène de résistance Yr17 à la rouille jaune

fréquences de la virulence 17

années

0

20

60

100

93 95 97 99

Viru

lenc

e %

années

0

10

30

50

93 95 97 99

Sur

face

%

DK

UK

FD

CYCLE “SUCCES - ECHEC”

F

DK

D

UK

Bayles, Flath, Hovmøller, de Vallavieille-Pope, 2000, Agronomie, 805-811

-Décalage des épidémies entre la France, UK et DK

-Diversité supérieure des races en UK

Hypothèses : migration, survie estivale

100 %

0 %

variété 1 variété 2 variété 3

niveau de résistance

a b cpathotype a b c a b c

La résistance partielle est considérée plus durableest-elle spécifique ?

Yr17

QYr.inra-2B

QYr.inra-3BS

QYr.inra-6B et QYr.inra-3Bc

Gène et QTL de résistance de la variété Renan

Dedryver et al, Phytopathology 99: 968-973

Résistance partielle considérée plus durable :spécificité hôte-parasite au stade adulte : expérim entations en serreefficacité d’infection, période de latence, surface de sporulation

lignées avec différentes combinations de QTL

Race-spécificité avec des lignées recombinantes du croisement

cv-Renan résistant x cv-Récital sensible

Champ 2012

Yr17

-

2BS

6BS

-

-

-

-

2BS

6BS

3BS

2AS

-

-

2BS

-

3BS

2AS

Yr17

-

2BS

-

-

-

-

-

-

6BS

3BS

2AS

Yr17

-

-

-

-

-

Yr17

-

-

6BS

-

-

-

Yr6

-

-

-

2AS

-

Yr6

-

-

-

2AS

-

-

-

-

-

2AS

0

20

40

60

80

100

RENAN ReR22 ReR64 ReR110 ReR138 ReR32 ReR15 ReR104 RECITAL ReR33

race WarriorRace Ornicar

Pou

rcen

tage

mal

adie

Cas de résistance durable dans les variétés de blé tendre françaises durant une période de 25 ans vis-à-vis de Pst

gènes de résistance majeurs + QTLs

� Résistance au stade jeune plante� cv-Camp Rémy (Yr7, Yrsp , 7 QTLs ), 1980- (Mallard et al., 2005)

� QTLs 2AL1, 2AL2, 2BS, 2BL1,2DS, 5BL1, 5BL2

� cv-Apache (Yr7, Yr17 , 1 QTL), 1998- (Paillard et al., 2012)� QTL 4B

� Résistance au stade adulte� cv-Renan (Yr17, 4 QTLs ), 1989- (Dedryver et al., 2009)

� QTLs 2BS, 3BS, 3Bc, 6BS

� cv-Soissons (Yr3, + ), 1988-

Conclusions

• Les variétés ayant une ‘résistance durable’ (Camp Rémy, Renan, Apache) résistent aux souches invasives, en partie par des composants de résistance non identifies

• PstS2: très aggressive, n’a que quelques virulences : efficicacecontre Yr contournés

• nouvelle race Warrior : - composants de résistance chez le ‘parent sensible’ aux anciennesrace- adaptation différentielle des souches aux combinaisons de QTL

• Ne pas négliger les effets des gènes Yr

Claude Pope, BIOGER, INRA, Thiverval-Grignon 78850

Rencontres du BSV « Grandes Cultures » 27/02/2014

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