Nématodes à kyste de la pomme de terre : des ravageurs dévastateurs

Pommes de terre (Solanum tuberosum L.) sont un aliment mondial important car ils sont riches en glucides et offrent des quantités importantes de protéines, de vitamines et de fibres alimentaires. Bien que les pommes de terre prospèrent mieux dans les climats tempérés, elles sont cultivées dans plus de 150 pays. Comme de nombreuses cultures agricoles, les pommes de terre sont confrontées à de nombreux ravageurs et agents pathogènes. Parmi ceux-ci, les nématodes à kystes de la pomme de terre (PCN) se distinguent comme l'un des ravageurs les plus graves de la production de pommes de terre.

Deux espèces de PCN, Globodera rostochiensis (Woll.) et Globodera pallida (Pierre), constituent des menaces importantes pour les plantes de la famille des Solanacées. Originaires de la région andine d'Amérique du Sud, ces nématodes ont établi une présence mondiale aux côtés de la pomme de terre. La propagation initiale des PCN était probablement une introduction en Europe survenue dans les années 1850 par le biais d'envois de graines contaminées. Ces expéditions ont été motivées par la recherche par l'Europe de matériel génétique résistant au mildiou suite à la dévastation de la famine irlandaise de la pomme de terre. Ce n'est qu'en 1881 que les dégâts causés par les PCN ont été enregistrés, car il a fallu près de trois décennies pour que les populations de PCN atteignent les niveaux nécessaires pour causer des dommages notables aux cultures.

Pour créer des solutions efficaces pour lutter contre les PCN, il est important de comprendre leur cycle de vie. Les deux G. rostochiensis et G. pallida présentent des cycles de vie similaires. Avant l’éclosion, le nématode juvénile du premier stade (J1) subit sa première mue dans le kyste et devient un juvénile infectieux du deuxième stade (J2). L'éclosion de l'œuf dépend de divers facteurs environnementaux, le principal déclencheur étant les exsudats racinaires sécrétés par les plantes hôtes. De tels exsudats signalent au J2 qu’une source de nourriture viable se trouve à proximité. Après avoir trouvé une racine hôte, le J2 la perce et se déplace vers le péricycle. Au sein de cette région, le J2 sélectionne une cellule à transformer en un site d'alimentation, appelé syncytium. Le J2 subit trois mues supplémentaires pour progresser vers le stade adulte. Au cours de ces mues de développement, le sexe du nématode est déterminé en fonction de la disponibilité des nutriments. Des nutriments limités donnent des PCN mâles, tandis qu'une quantité suffisante de nutriments produit des PCN femelles. La quatrième et dernière mue marque le passage au stade adulte. Les femelles restent dans la racine pour continuer à absorber les nutriments et grossissent jusqu'à ce qu'elles rompent le cortex de la racine. Les mâles sortent de la racine pour localiser les femelles et sont guidés par les phéromones produites par ces dernières pour la reproduction sexuée. Après la fécondation, la femelle grossit et finit par mourir enflée. La cuticule du nématode durcit pour former une paroi protectrice du kyste. La couleur du kyste constitue un moyen simple de distinguer les espèces. Globodera rostochiensis les kystes sont jaune d'or, tandis que G. pallida les kystes sont de couleur blanche ou crème.

À l’intérieur du kyste, des centaines de nématodes J2 se développent à partir des J1 contenus dans les œufs et attendent un signal pour éclore. Ces œufs dormants peuvent persister dans le sol pendant 20 ans ou plus sans culture hôte. La période exceptionnellement longue pendant laquelle les PCN peuvent survivre sans hôte pose des défis importants aux producteurs, car elle exige des soins minutieux et une planification stratégique pour une gestion efficace des PCN. Une rotation typique des cultures (p. ex. pomme de terre sensible suivie de 3 ans de diverses cultures non hôtes) est efficace pour lutter contre de nombreuses autres maladies transmises par le sol, mais elle est trop courte pour réduire de manière significative les niveaux de population de NCP .

Les PCN peuvent réduire considérablement le rendement des pommes de terre en fonction des conditions environnementales, de la densité initiale des PCN et du cultivar cultivé . La réduction du rendement n'est pas causée par des dommages causés aux tubercules, mais plutôt par le détournement par les nématodes des nutriments essentiels, ce qui perturbe la croissance de la plante et diminue sa productivité . Lorsque les nématodes pénètrent et se déplacent dans les racines, ils infligent également des dommages physiques, ce qui rend la plante vulnérable aux infections secondaires causées par d'autres agents pathogènes. De plus, les PCN altèrent la fonction des racines en réduisant l'élongation des racines et en diminuant l'absorption des nutriments). Cela entraîne un retard de croissance des pommes de terre et un jaunissement des feuilles. Bien que ces symptômes soient des indications de PCN, ils ne sont pas exclusifs à l'organisme nuisible. Cela leur permet de passer inaperçus pendant des périodes prolongées. L'apparition généralement inégale des symptômes des PCN dans un champ infesté est attribuée à une répartition inégale des PCN, car leur mobilité limitée les confine à des poches localisées. La propagation des PCN est généralement facilitée par des machines agricoles, des équipements ou des plants de pommes de terre contaminés recouverts de sol infesté.

Parce que les PCN peuvent réduire considérablement le rendement et sont difficiles à gérer, dans de nombreuses juridictions (comme les États-Unis), les PCN sont classés comme organismes de quarantaine. Cette désignation exige que les producteurs concernés adhèrent à des mesures phytosanitaires renforcées pour empêcher une propagation ultérieure et faciliter une réduction progressive et éventuellement l'élimination de la population de nématodes.

Il existe toute une gamme de méthodes pour gérer les PCN, notamment l'utilisation de nématicides, de cultures pièges et de traitements du sol . Étant donné que cette revue est axée sur le contrôle utilisant des variétés résistantes, nous ne discuterons pas davantage des autres méthodes, si ce n'est pour noter qu'elles présentent des niveaux d'efficacité variables et qu'elles peuvent être utilisées pour réduire les populations de PCN, seules ou en conjonction avec le déploiement. de variétés résistantes.

Les variétés résistantes sont généralement utilisées dans le cadre d’une rotation des cultures. La réponse de New York à la découverte de G. rostochiensis représente une réussite dans la manière dont les rotations de cultures peuvent contrôler les PCN sans nécessiter l'utilisation à long terme de nématicides .

Comme les cultures pièges, les variétés résistantes de cette rotation provoquent l’éclosion des PCN mais permettent peu ou pas de reproduction. Cela réduit G. rostochiensis les niveaux d'inoculum de 90 % ou plus chaque fois qu'une variété résistante est cultivée . La culture non hôte réduit davantage les niveaux d'inoculum, tandis que le cultivar sensible permet aux niveaux d'inoculum d'augmenter, mais pas à des niveaux plus élevés qu'au début de la rotation. Le but du cultivar sensible a évolué au fil du temps. Initialement, cela a été inclus parce que de nombreux producteurs n'aimaient pas les variétés résistantes disponibles lorsque le système de rotation a été établi pour la première fois. De nos jours, un cultivar sensible est encouragé car il contribue à ralentir le développement de bactéries brisant la résistance. G. rostochiensis variétés.

En plus de la rotation des cultures, l'État de New York utilise d'autres pratiques de gestion pour faciliter le contrôle du PCN, notamment le lavage obligatoire du matériel agricole avant qu'il ne puisse quitter un champ infesté. L'USDA-APHIS étudie le sol des champs infestés après chaque culture de pommes de terre pour s'assurer que les niveaux de population de PCN n'ont pas augmenté à un niveau où la propagation constitue un risque. L’augmentation des niveaux de population peut indiquer qu’une souche brisant la résistance s’est développée. En fin de compte, la gestion réussie par New York de G. rostochiensis n'a été possible que grâce à un effort de collaboration impliquant des sélectionneurs, des nématologues, des scientifiques de vulgarisation, des producteurs et des responsables de la réglementation étatique et fédérale qui ont agi de concert pour contenir le ravageur.

Référence: EPPO (2024) EPPO Base de données mondiale. https://gd.eppo.int 

Référence : Spychalla, P. et De Jong, WS (2024). Sélection pour la résistance au nématode à kyste de la pomme de terre Solanum tuberosum. La science des cultures, 64, 1167-1182. https://doi.org/10.1002/csc2.21244