Conséquences démographiques et génétiques d'un évènement de contournement de résistance chez l'agent pathogène de la rouille du peuplier
Méline Saubin
UMR BioGeCo, équipe GEMFOR
- Date : 08 mars 2024
- Horaire : 9h30-10h30
- Lieu : Airial, INRAE Pierroton, site de Cestas
Résumé :
La pression de sélection intense et unidirectionnelle provoquée par le déploiement massif de plants résistants peut entraîner une adaptation rapide des populations d’agents pathogènes. Une telle évolution rapide a été documentée chez Melampsora larici-populina, l’agent pathogène responsable de la maladie de la rouille du peuplier. En 1994, les populations de rouille du peuplier ont rapidement contourné la résistance qualitative RMlp7 de plusieurs cultivars de peuplier plantés à grande échelle en Europe occidentale. Cet événement récent d'adaptation à partir d'une variation génétique préexistante dans la population a entrainé un balayage sélectif dans le génome de la rouille. L’objectif de cette étude est de comprendre l'histoire démographique et évolutive de cet agent pathogène pendant le contournement de la résistance génétique de son hôte.
En premier lieu, une approche par modélisation permet d’établir les conditions d’observation d’un contournement et d'identifier les déterminants de la durabilité d’une résistance. Les résultats mettent en évidence l'effet antagoniste de la proportion d'hôtes résistants déployés dans le paysage agricole, qui diminue la probabilité de contournement mais augmente la vitesse du contournement lorsqu'il a lieu. Ce modèle est ensuite complété par la prise en compte de l'évolution génétique aux loci neutres.
Les résultats permettent d'identifier trois scénarios démographiques associés à des signatures génétiques distinctes lors d’un contournement :
- De faibles variations de tailles de populations et peu d'évolution de la structure génétique,
- Un événement fondateur fort sur l’hôte résistant qui crée en retour une structure sur l’hôte sensible et
- Un événement de sauvetage évolutif qui se traduit par un fort événement de fondation sur l’hôte résistant, précédé par un goulot d'étranglement sur l’hôte sensible.
Enfin, ce cadre théorique d'analyse démogénétique est appliqué aux données empiriques par une approche par calcul bayésien approché (ABC). Nous utilisons un échantillonnage temporel de 25 ans de populations de rouille du peuplier pour inférer les paramètres régissant le contournement de la résistance RMlp7 par l'agent pathogène Melampsora larici-populina. Deux paramètres sont particulièrement bien estimés et en accord avec nos connaissances biologiques : une forte proportion d'hôtes résistants dans le paysage (plus de 80 %) et une fréquence initiale d'allèles virulents dans la population d'agents pathogènes de 13 %.