L'industrie forestière sud-africaine est menacée par une série d'agents pathogènes et de maladies.Crédit: Kira Lynn
L'Institut de biotechnologie forestière et agricole (FABI) de l'université de Pretoria mène des recherches sur les agents pathogènes et les parasites des plantes. Les plantes fournissent de la nourriture, des aliments pour animaux et des fibres, et leur maintien en bonne santé a des répercussions positives d’ordre societal, de la création d'emplois durables à la réduction de la pauvreté. Avant la 52e conférence de la Southern African Society of Plant Pathology, organisée par le FABI en août 2022, Brenda Wingfield, membre fondateur de la faculté, nous explique pourquoi chaque pays d'Afrique a besoin de scientifiques locaux formés à la pathologie végétale, à la gestion des maladies et à la biosécurité.
Quel est le rôle de FABI?
Le FABI soutient l'industrie forestière et le secteur agricole d'Afrique du Sud grâce à une recherche de haute qualité et au développement des capacités. Les plantations forestières de pins et d'eucalyptus importés représentent environ 1% du PIB du pays et plus de 150 000 emplois, tandis que l'agriculture contribue pour environ 2,5% au PIB et plus de 600 000 emplois. L'un des principaux centres d'intérêt du FABI est le diagnostic - l'identification des menaces pathogènes et le suivi de leur propagation et de leur évolution. De nombreux ravageurs et pathogènes sont originaires d'Afrique du Sud, plusieurs ont suivi des plantes importées, et certains ravageurs et pathogènes indigènes provoquent également des maladies sur ces plantes importées. Au FABI, nous interagissons avec des scientifiques en Afrique et dans le monde entier, partageant nos connaissances sur les ravageurs et les pathogènes émergents et développant des solutions intégrées pour leur gestion.
Qu'est-ce qu'un agent pathogène des plantes?
Comme les animaux, les plantes sont susceptibles d'être infectées par des organismes tels que les champignons, les bactéries et les virus. De nombreux agents pathogènes des plantes sont des microchampignons, qui sont pratiquement invisibles pour l'œil humain. Ils ne produisent pas de fructification, et on ne se rend pas toujours compte que les plantes sont infectées. Une expertise et des technologies avancées sont nécessaires pour reconnaître les microchampignons qui attaquent les plantes. Il existe des millions d'espèces de champignons. Nous devons donc comprendre lesquelles sont dangereuses et lesquelles peuvent être bénéfiques pour les plantes.
Quel est l'impact des agents pathogènes des plantes sur la société?
Les plantes fournissent de la nourriture, des aliments pour animaux et des fibres. Des cultures entières peuvent être anéanties par des agents pathogènes et, bien que les systèmes de quarantaine fassent assez bien le job il y aura toujours des frontières poreuses. Nous avons récemment développé un programme de recherche sur les céréales en collaboration avec d'autres universités, avec le soutien des industries sud-africaines du maïs, du soja et du tournesol. Les animaux d'élevage ont également besoin d'une alimentation exempte de toxines, et les champignons produisent de très mauvaises toxines ; les agriculteurs ont donc besoin de conseils clairs face aux menaces potentielles. Par ailleurs, nos vies sont littéralement construites autour de la fibre de bois. Les industries du bois dépendent de la santé des forêts pour rester lucratives et payer les salaires. Travailler dans le domaine de la pathologie végétale peut contribuer à atténuer la pauvreté sur tous ces fronts.
Comment les agents pathogènes des plantes sont-ils gérés?
La technologie du séquençage de l'ADN nous permet d'identifier efficacement les agents pathogènes et leurs variantes - et nous amène souvent à découvrir de nouvelles espèces. Des espèces étroitement apparentées, et les maladies qu'elles provoquent, peuvent se manifester de diverses manières et nécessiter des stratégies de gestion différentes. Nous pouvons désormais identifier les gènes précis qui facilitent la progression des maladies, et des outils comme CRISPR-Cas9 nous permettent de modifier les génomes et de manipuler ainsi les plantes afin qu'elles puissent résister à des maladies spécifiques. Nous pouvons même identifier la présence d'agents pathogènes dans des plantes asymptomatiques. Les agents pathogènes récemment importés sont souvent plus faciles à combattre. Les agents pathogènes indigènes peuvent être plus difficiles à combattre car ils ont évolué en même temps que les plantes indigènes. L’apport des scientifiques locaux est un atout inestimable pour reconnaître les maladies régionales et leurs variantes.
Pourquoi les experts locaux sont-ils essentiels à la gestion des maladies?
Chaque pays a besoin de phytopathologistes qualifiés ayant une bonne connaissance de leur zone locale, qui réagiront rapidement s'ils détectent une activité inhabituelle - sinon, les menaces potentielles risquent d'être négligées. Les pays dont le PIB est plus élevé ont souvent plus d'agents pathogènes signalés, car ils disposent de ressources pour les trouver. Le FABI s'est engagé à fournir aux scientifiques une formation approfondie sur les maladies présentes en Afrique. Grâce au FABI et aux chercheurs locaux en Afrique du Sud, les agents pathogènes des plantes sont de plus en plus souvent signalés.
Décrivez quelques-unes des réussites du FABI.
Nous menons des recherches sur l'agent pathogène du chancre du pin, Fusarium circinatum, qui provoque un suintement excessif de résine sur les pins et des problèmes sur les semis de pins. Nous avons séquencé son génome pour la première fois il y a 10 ans, et nous collaborons maintenant avec des universités du monde entier sur cette question, afin d'approfondir notre compréhension de l'organisme. Le FABI a également obtenu récemment un financement du gouvernement pour examiner le coléoptère foreur polyphage et son champignon symbiote qui causent de gros problèmes dans les campagnes et dans les villes comme Johannesburg, qui est une des plus grandes forêts urbaines au monde. Un des plus grands atouts du FABI est notre savoir faire en matière de contrôle biologique pour combattre les insectes nuisibles. Ces insectes arrivent souvent sans leurs prédateurs et parasites naturels de sorte qu’ils se multiplient de façon incontrôlée. Les organismes parasites sont souvent les plus efficaces pour combattre ces nouveaux ravageurs d’une manière non agressive et durable.
L'envahissant foreur de trou de balle polyphage et son symbiote fongique, Fusarium euwallaceae, peuvent causer de sérieux dommages aux plantes hôtes.Crédit : Wilma Nel
Pourquoi travailler sur la pathologie des plantes?
Travailler sur la pathologie des plantes permet de faire une carrière variée impliquant beaucoup de disciplines au sein d’une communauté mondiale qui résout des problèmes vitaux. Nous avons besoin de personnes qui sachent appliquer les dernières technologies moléculaires et digitales de façon créative, et nous devons aussi investir dans l’analyse des très grandes quantités de données que produisent ces techniques, afin d’assurer un avenir durable. La biologie est l’un des domaines scientifiques qui progresse le plus rapidement et les pathogènes évoluent constamment. Un travail excitant et sans cesse croissant s’offre aux pathologistes des plantes.