Édition 22, mars 2018

Pathologie

Entomologie

Botanique

Biotechnologie


Remerciements

Merci aux employés suivants de l’Agence canadienne d’inspection des aliments qui ont contribué à cette édition de Survol - science des végétaux : A. Ameen, P. Baker, P. Bilodeau, P. Macdonald, K. Castro, H. Cumming, M. Damus, E. Ward-Bellehumeur, F. Deng, J.-F. Dubuc, A. Hitchon, D. Levac, J. Schnell, G. B. Thurston, M. Mander, and R. Nkoa Ondoua.

Pour en savoir plus, consultez les numéros antérieurs du Survol - science des végétaux .


Pathologie

Un nouveau nématode cécidogène, Meloidogyne luci, infecte de nombreux hôtes en Europe et en Amérique du Sud

Meloidogyne ethiopica est un nématode cécidogène tropical qui a été décrit à première fois en Tanzanie, en 1968 (Whitehead, 1968). Depuis 2004, ce nématode a été signalé en Slovénie, en Italie, en Grèce, au Portugal et en Turquie sur plusieurs cultures, notamment le concombre, le kiwi, le maïs et la tomate (Aydýnlý et coll., 2013; Conceição et coll., 2012; Maleita et coll., 2017; Širca et coll., 2004). En 2014, on a signalé la présence d’une nouvelle espèce morphologiquement apparentée, Meloidogyne luci, sur des légumes, des fleurs et des fruits au Brésil, en Iran et au Chili (Carneiro et coll., 2014). Fait à noter, des études moléculaires effectuées récemment sur des populations d’espèces du genre Meloidogyne de Slovénie, de Grèce, de Turquie, du Brésil et d’Afrique du Sud ont montré que les populations identifiées à l’origine comme appartenant à l’espèce M. ethiopica en Europe et en Turquie correspondaient en réalité à l’espèce M. luci (Geriè Stare et coll., 2017; Janssen et coll., 2016).

Depuis qu’il a été décrit la première fois en 2014, on a constaté que M. luci infectait naturellement les cultures suivantes : gombo, kiwi, muflier, brocoli, concombre, carotte, soja, orpin, laitue, lavande, haricot commun, poire de terre, rose, tomate, pomme de terre et vigne. De plus, une étude sur l’éventail des hôtes de M. luci (comme M. ethiopica) a révélé qu’il contenait des plantes cultivées d’importance économique comme l’orge, le maïs et la pomme de terre (OEPP, 2017). Des symptômes de dépérissement et de rabougrissement ainsi que la présence de galles au niveau des racines ont été signalés chez de nombreuses espèces comme le haricot, la tomate et le soja, mais les données sont généralement peu abondantes quant à l’étendue des dommages et aux répercussions économiques que ce nématode peut causer sur ses différents hôtes.

Meloidogyne luci est probablement d’origine tropicale; cependant, il peut arriver à survivre à l’extérieur sous un climat continental (étés chauds et hivers froids), même dans des régions où la température du sol descend sous zéro durant l’hiver (Strajnar et coll., 2011). Il faudrait réaliser d’autres études pour évaluer s’il serait possible pour ce nématode de s’établir dans les conditions climatiques du Canada.

Puisqu’il s’agit d’une espèce cécidogène, les voies les plus probables d’introduction et de propagation de M. luci comprennent le sol et les milieux de croissance infestés, les végétaux destinés à la plantation, ainsi que les bulbes et les tubercules provenant de pays où le nématode est présent. L’adhérence de sol infesté à la machinerie, aux outils, aux chaussures et aux produits végétaux constitue également une voie d’introduction possible.

Meloidogyne luci est une espèce qui a été décrite récemment et qui, à notre connaissance, n’est réglementée dans aucun pays.

SOURCES: Aydýnlý, G., Mennan, S., Devran, Z., Širca, S. et Urek, G. 2013. First report of the root-knot nematode Meloidogyne ethiopica on tomato and cucumber in Turkey. Plant Disease 97(9):1262-1262.

Carneiro, R. M., Correa, V. R., Almeida, M. R. A., Gomes, A. C. M., Deimi, A. M., Castagnone-Sereno, P. et Karssen, G. 2014. Meloidogyne luci n. sp.(Nematoda: Meloidogynidae), a root-knot nematode parasitising different crops in Brazil, Chile and Iran. Nematology 16(3):289-301.

Conceição, I. L., Tzortzakakis, E. A., Gomes, P., Abrantes, I. et Da Cunha, M. J. 2012. Detection of the root-knot nematode Meloidogyne ethiopica in Greece. European journal of plant pathology 134(3):451-457.

EPPO. 2017. EPPO Alert List: addition of Meloidogyne luci together with M. ethiopica, 2017/218, EPPO Reporting Service no. 11.

Geriè Stare, B., Strajnar, P., Susiè, N., Urek, G. et Širca, S. 2017. Reported populations of Meloidogyne ethiopica in Europe identified as Meloidogyne luci. Plant Disease 101(9):1627-1632.

Janssen, T., Karssen, G., Verhaeven, M., Coyne, D. et Bert, W. 2016. Mitochondrial coding genome analysis of tropical root-knot nematodes (Meloidogyne) supports haplotype based diagnostics and reveals evidence of recent reticulate evolution. Scientific Reports 6:22591.

Maleita, C., Esteves, I., Cardoso, J., Cunha, M., Carneiro, R. et Abrantes, I. 2017. Meloidogyne luci, a new root‐knot nematode parasitising potato in Portugal. Plant Pathology.

Širca, S., Urek, G. and Karssen, G. 2004. First report of the root-knot nematode Meloidogyne ethiopica on tomato in Slovenia. Plant disease 88(6):680-680.

Strajnar, P., Širca, S., Knapiè, M. et Urek, G. 2011. Effect of Slovenian climatic conditions on the development and survival of the root-knot nematode Meloidogyne ethiopica. European Journal of Plant Pathology 129(1):81-88.

Whitehead, A. G. 1968. Taxonomy of Meloidogyne (Nematodea: Heteroderidae) with descriptions of four new species. Journal of Zoology 31(3):263-401.

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Nouvelle classification de la sous-espèce Clavibacter michiganensis fondée sur les analyses du génome complet et de la séquence multilocus

Depuis le tournant du XXIe siècle, le genre bactérien Clavibacter ne se compose que d’une seule espèce, soit Clavibacter michiganensis. Cette espèce possède de nombreuses sous-espèces qui s’avèrent des bactéries phytopathogènes dont la gamme d’hôtes est fortement spécifiques, notamment C. michiganensis subsp. michiganensis (chancre bactérien et flétrissement de la tomate), C. m. sepedonicus (flétrissement bactérien de la pomme de terre), C. m. insidiosus (flétrissement et rabougrissement de la luzerne), C. m. nebraskensis (flétrissement et brûlure du maïs) et C. m. tessellarius (rousselage et taches foliaires du blé).

Dans une publication récente dirigée par des chercheurs de l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA), on a procédé à une analyse des séquences du génome entier fondée sur la moyenne d’homologie nucléotidique et l’hybridation ADN­ADN numérique ainsi qu’au typage par séquençage multilocus (MLST) de sept gènes domestiques pour mieux définir les positions taxonomiques des sous-espèces de C. michiganensis; les résultats de ces analyses ont permis de différencier clairement les sous-espèces de Clavibacter en clades distincts au niveau des génoespèces. Par conséquent, les auteurs ont proposé de décrire toutes les sous‑espèces de phytopathogènes comme nouvelles espèces à l’exception de la sous-espèce type C. m. michiganensis. Ainsi, les nouvelles espèces sont les suivantes : Clavibacter capsici sp. nov., comb. nov., C. tessellarius sp. nov., comb. nov., C. insidiosus comb. nov., C. nebraskensis comb. nov. et C. sepedonicus comb. nov. Selon la nouvelle classification, les descriptions des espèces demeurent les mêmes que les anciennes descriptions des sous‑espèces correspondantes.

Comme le font remarquer les auteurs, non seulement le nouveau système taxonomique résout le problème de longue date lié au fait de n’avoir qu’une seule espèce du genre bien établi Clavibacter, mais il offre également une solution pratique pour les phytopathologistes et les décideurs qui doivent gérer les phytopathogènes justiciables de quarantaine ou réglementés. À l’heure actuelle, C. michiganensis, C. sepedonicus et C. insidiosus dont des agents pathogènes justiciables de quarantaine ou réglementés de cultures agricoles importantes dans de nombreux pays tandis que C. capsici est un phytopathogène nouvellement décrit dont la répartition et le risque pour l’agriculture doivent être évalués. Au Canada, C. sepedonicus, l’agent causal du flétrissement bactérien de la pomme de terre, est réglementé par l’ACIA aux termes du Programme de certification des pommes de terre de semence, et le seuil de tolérance de ce ravageur est de zéro. Les pommes de terre de semence sont assujetties chaque année à des exigences strictes en matière d’analyse pour le dépistage de cet agent pathogène. La classification révisée, et la nomenclature plus simple qui en découle, permet de simplifier les documents réglementaires et de refléter avec plus d’exactitude la réalité biologique.

SOURCE: Li, X., Tambong, J., Yuan, K. X., Chen, W., Xu, H., Lévesque, C. A. et De Boer, S. H. 2018. Re-classification of Clavibacter michiganensis subspecies on the basis of whole-genome and multi-locus sequence analyses. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology.

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Premier signalement d’infections de plants de cerises (Prunus avium) et de polygale à feuilles de Myrte (Polygala myrtifolia) par Xylella fastidiosa en Espagne

Au cours d’études officielles réalisées à la fin de l’automne 2016 sur l’île de Majorque, en Espagne, certains plants de cerises et de polygale à feuilles de Myrte dans une jardinerie située près de la ville de Manacor montraient des signes de brûlure marginale et de chlorose des feuilles, de défoliation et de pourriture générale. Des analyses moléculaires ont permis de confirmer la présence de X. fastidiosa dans les plants. De plus, le typage par séquençage multilocus (MLST) de sept gènes domestiques a permis d’identifier plus précisément X. fastidiosa subsp. fastidiosa sur un cerisier et sur trois plants de P. myrtifolia et X. fastidiosa subsp. multiplex sur un plant de P. myrtifolia. Il s’agissait de la première détection de X. fastidiosa en Espagne et de la sous‑espèce fastidiosa sur des cerisiers et des plants de P. myrtifolia en Europe, montrant ainsi que l’aire de répartition de la bactérie était plus importante que ce que l’on connaissait déjà.

Xylella fastidiosa est un ravageur réglementé au Canada et des exigences phytosanitaires en matière d’importation sont actuellement en place pour atténuer le risque d’introduction de cette espèce sur le matériel de propagation des vignes. Cette bactérie pathogène cause des maladies chez une grande variété de plantes comme les amandes, les cerises, les raisins, les agrumes, les ormes, les oliviers et les caféiers ainsi que de nombreuses plantes ornementales. Cette bactérie n’a été que très rarement signalée au Canada sur des ormes (Ulmus spp.), causant la brûlure des feuilles d’orme, et sur des érables à grandes feuilles (Acer macrophyllum). Cette bactérie pathogène n’a pas été détectée sur d’autres hôtes au Canada. L’on croit que les conditions climatiques plus froides qui prévalent au Canada pourraient contribuer à en limiter la répartition naturelle.

SOURCE: Olmo, D., Nieto, A., Adrover, F., Urbano, A., Beidas, O., Juan, A., Marco-Noales, E., López, M. M., Navarro, I. et Monterde, A. 2017. First detection of Xylella fastidiosa on cherry (Prunus avium) and Polygala myrtifolia plants, in Mallorca Island, Spain. Plant Disease(ja).

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Révision taxonomique de l’agent pathogène responsable du flétrissement bactérien, Ralstonia solanacearum

Ralstonia solanacearum est une bactérie phytopathogène qui dispose d’une très vaste gamme d’hôtes, incluant plus de 200 espèces végétales appartenant à plus de 50 familles. Les souches de cette espèce sont divisées en cinq races, en fonction de la gamme d’hôtes, en cinq biovars, selon l’utilisation des différents glucides, et en quatre phylotypes, selon l’analyse de la séquence des ITS. Les différentes classifications de R. solanacearum ont engendré beaucoup de confusion dans la littérature. La plupart des races ou des biovars de R. solanacearum ont une température optimale élevée (35 °C) et ne sont pas susceptibles d’hiverner dans une large partie du Canada. Cependant, la race 3 (biovar 2), qui s’attaque principalement à la pomme de terre, à la tomate et au géranium sans répercussions graves sur d’autres solanacées, possède une température optimale plus basse (27 °C) et est considérée comme une menace pour l’industrie canadienne de la pomme de terre. À l’heure actuelle, la race 3 (biovar 2) de R. solanacearum est réglementée au Canada.

La gamme étendue d’hôtes, la spécialisation pathogène, les caractéristiques culturales et physiologiques, ainsi que la phylogénie de R. solanacearum appuient le fait que cette espèce serait probablement mieux décrite par un complexe d’espèces. Dans une étude récente, on a révisé la taxonomie du complexe d’espèces de R. solanacearum à l’aide d’une combinaison de méthodes génomiques et protéomiques, et l’on a proposé de subdiviser ce complexe en trois espèces distinctes : Ralstonia pseudosolanacearum, Ralstonia solanacearum and Ralstonia syzygii. Cette nouvelle délimitation de l’espèce a été jugée conforme à la classification antérieure du phylotype : R. pseudosolanacearum (phylotypes I et III), R. solanacearum (phylotype II) et R. syzygii (phylotype IV). De plus, il a été suggéré que R. syzyggi soit composé de trois sous-espèces. En résumé, on a proposé la révision taxonomique suivante du complexe de R. solanacearum :

  • Ralstonia pseudosolanacearumnov.
  • Ralstonia solanacearum (avec description révisée)
  • Ralstonia syzygii (avec description révisée)
  • Ralstonia syzygii syzygii subsp. nov.
  • Ralstonia syzygii indonesiensis subsp. nov.
  • Ralstonia syzygii celebesensis

Il est important de noter que la race 3 (biovar 2) des souches du complexe d’espèces antérieur de R. solanacearum, qui s’attaque principalement à la pomme de terre, à la tomate et au géranium, appartient à la nouvelle espèce de R. solanacearum décrite dans cette nouvelle classification. La nouvelle taxonomie correspond plus exactement à la réalité biologique et offre une solution pratique aux phytopathologistes et aux décideurs qui doivent gérer les phytopathogènes réglementés ou justiciables de quarantaine. R. solanacearum (race3/biovar 2) est un agent pathogène de la pomme de terre réglementé ou justiciable de quarantaine dans de nombreux pays.

SOURCES: EPPO. 2017. Taxonomic revision of Ralstonia solanacearum.  EPPO Reporting Service 2017 no 10 (pages 11-12)

Safni, I., Cleenwerck, I., De Vos, P., Fegan, M., Sly, L. et Kappler, U. 2014. Polyphasic taxonomic revision of the Ralstonia solanacearum species complex: proposal to emend the descriptions of Ralstonia solanacearum and Ralstonia syzygii and reclassify current R. syzygii strains as Ralstonia syzygii subsp. syzygii subsp. nov., R. solanacearum phylotype IV strains as Ralstonia syzygii subsp. indonesiensis subsp. nov., banana blood disease bacterium strains as Ralstonia syzygii subsp. celebesensis subsp. nov. and R. solanacearum phylotype I and III strains as Ralstonia pseudosolanacearum sp. nov. International journal of systematic and evolutionary microbiology 64(9):3087-3103.

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Premier signalement de Phytophthora ramorum sur des mélèzes du Japon (Larix kaempferi) en France

En mai 2017, Phytophthora ramorum a été observé pour la première fois sur des mélèzes du Japon en Bretagne, dans la forêt de Saint-Cadou, dans le Finistère, en France. Le peuplement affecté est âgé d’une cinquantaine d’années et les signes observés sont le flétrissement, le jaunissement et le rougissement des aiguilles. Il s’agit du premier signalement de l’infestation de mélèzes du Japon par cet agent pathogène en Europe continentale.

Phytophthora ramorum est responsable de l’encre des chênes rouges aux États-Unis et, depuis 2009, ce phytopathogène s’est propagé de rhododendrons à des plantations de mélèzes japonais et a causé un dépérissement et des mortalités considérables dans le sud-ouest du Royaume-Uni (R.-U.) entraînant l’abattage de millions de mélèzes. Outre le R.-U., la république d’Irlande est le seul autre pays où les mélèzes ont souffert des répercussions de P. ramorum.

Au site infesté en France, aucun rhododendron ne se trouvait à proximité du mélèze infecté. Des plants de Vaccinium, qui peuvent supporter la sporulation de P. ramorum, ont été découverts à proximité du site d’éclosion, mais ne présentaient aucun signe d’infection. Des recherches sont en cours pour en apprendre davantage sur cette éclosion en France et sur son étendue, ainsi que pour déterminer le type sexuel et la lignée génétique de l’agent pathogène à l’emplacement de l’éclosion. Il est important de noter que le climat de la Bretagne et de ses régions avoisinantes de Normandie et du Pays de la Loire est propice aux infections par P. ramorum.

SOURCES: COMTF. 2017. Japanese larch (Larix kaempferi) was found P. ramorum positive for the first time in France. California Oak Mortality Task Force Report. July 2017. http://www.suddenoakdeath.org/wp-content/uploads/2017/07/COMTF-Report-July-2017-1.pdf

PONTE. 2017. Discovery of Phytophthora ramorum on Japanese larch in Brittany (France). Pest Organisms Threatening Europe (PONTE). https://www.ponteproject.eu/news/discovery-phytophthora-ramorum-japanese-larch-brittany-france /

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Entomologie

Présence du fulgore tacheté au Delaware

La répartition actuelle de ce ravageur (à la fin de 2017) couvre une superficie de quelque 780 000 hectares (7 800 kilomètres carrés) dans la partie sud-est de la Pennsylvanie et s’étend jusqu’au Delaware, dans un comté qui touche deux comtés infestés de la Pennsylvanie. On ne sait pas avec certitude si cet insecte serait en mesure de survivre dans l’est du Canada (il serait plus susceptible de le faire sur la région côtière de la Colombie-Britannique), mais il est certain qu’avec les changements climatiques, il y a de fortes possibilités qu’il arrive à survivre. Il reste à déterminer s’il peut arriver à se reproduire en l’absence de son hôte principal et s’il peut être en mesure de s’établir malgré la présence uniquement de vignes ou d’hôtes intermédiaires; l’hôte principal de l’adulte est l’ailante glanduleux (Ailanthus), mais il a été également observé sur des saules. Les larves attaquent de nombreuses plantes et semblent bien se débrouiller sur les vignes. Une carte prédictive de l’aire de répartition possible de Lycorma delicatula a été publiée récemment, et laisse entendre que l’insecte pourrait probablement survivre en Colombie-Britannique et vraisemblablement en Ontario; la région du Niagara possède un climat qui s’apparente étroitement à celui d’une bonne partie de la Corée du Sud qui est infestée par le ravageur : 

SOURCE: https://dda.delaware.gov/plantind/spotted-lanternfly.shtml 

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Mortalité hivernale du puceron lanigère de la pruche dans l’avenir

Le puceron lanigère de la pruche (Adelges tsugae) est un ravageur tueur d’arbres qui, selon des observations récentes, est largement établi dans le sud de la Nouvelle-Écosse. On a également observé deux petites incursions de l’insecte en Ontario ainsi qu’une population envahissante établie dans la plus grande partie de l’est des États-Unis. On s’attend à ce qu’il ait une incidence marquée sur le paysage, mais si l’on tient compte de sa résistance au froid et de l’étendue vers le nord des dommages qu’il cause, son effet ne devrait pas être extraordinaire. La présente recherche est la première étude de transect pluriannuelle qui établit une corrélation entre la température locale et la survie du puceron lanigère de la pruche et qui permet de faire une projection rigoureuse de la survie de ce ravageur au Canada. En se basant sur un seuil de mortalité du puceron lanigère de la pruche de 91 %, limite à laquelle les populations permanentes peuvent survivre par elles‑mêmes, on prévoit que d’ici la période 2071-2100, le ravageur se propagera sur l’ensemble de la Nouvelle-Écosse, dans le centre et le nord-est du Maine, sur l’ensemble du New Hampshire, du Vermont, de l’État de New York (à l’exception des régions les plus élevées), dans la région située immédiatement au nord et au sud du fleuve Saint‑Laurent au Québec, dans le sud de l’Ontario, sur l’ensemble de la péninsule inférieure du Michigan et sur l’ensemble de la péninsule supérieure à l’exception du centre. Ces données peuvent servir à éclairer l’élaboration des règlements. Par exemple, en se fondant sur cette recherche et sur l’extrapolation des données, il semble peu probable que l’insecte se propage naturellement de la Nouvelle-Écosse jusque dans l’est de l’Ontario ou du Québec, puisque la majeure partie du Nouveau-Brunswick devrait demeurer exempt de l’insecte à long terme (à moins que l’insecte arrive à s’adapter). Par conséquent, la réglementation devrait être axée sur la prévention ou la réduction de la propagation vers le nord à partir du sud de l’Ontario et, dans environ 10 à 15 ans, nous devrions nous préoccuper d’une propagation émanant de l’extrémité est des Grands Lacs, autour de Kingston. Ces conclusions reposent sur une estimation raisonnable des changements climatiques qui laissent entendre que la température devrait augmenter de plus de deux degrés Celsius d’ici la fin du siècle.

SOURCE: McAvoy, T., Régnière, J., St-Amant, R., Schneeberger, N. et Salom, S. 2017. Mortality and recovery of hemlock woolly adelgid (Adelges tsugae) in response to winter temperatures and predictions for the future. Forests 8:doi:10.3390/f8120497

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Le développement de la spongieuse asiatique (Lymantria dispar L.) sous différentes températures

Lymantria dispar (spongieuse asiatique) est l’un des insectes ravageurs les plus destructeurs des forêts de feuillus, causant une défoliation majeure chez une vaste gamme d’essences d’arbres d’importance économique, par exemple les Quercus (hôte principal), Alnus, Malus, Acer, Populus, Salix, Crataegus et Prunus. Des études précédentes ont montré que certaines conditions climatiques (p. ex., précipitations faibles ou irrégulières) peuvent avoir une incidence sur le développement de L. dispar, ce qui pourrait en retour avoir un effet sur les éclosions et les dommages causés par ce ravageur. Les auteurs de l’étude ont exploré les effets de la température sur le développement de la spongieuse asiatique. Dans le cadre de l’étude, on a recueilli des masses d’œufs de L. dispar en Hongrie sur trois essences d’arbres différentes : Quercus robur, Quercus cerris et Fraxinus ornus. Les larves ont été élevées en laboratoire et soumises à trois températures différentes (20 °C, 25 °C, 30 °C). Les auteurs ont mesuré la durée du développement, le poids, le nombre de stades larvaires, la mortalité et la fécondité de chaque larve en développement. On a observé que la plupart des larves arrivaient à se développer sous chaque température, bien qu’à la température de 25 °C, aucune mortalité n’a été constatée et la croissance semblait généralement la plus avantagée. On a constaté une différence importante au chapitre de la durée de développement des larves en fonction de la température, par exemple, les larves se développaient le plus rapidement à 30 °C. Les différentes températures ont également eu un effet sur le poids des larves. En effet, on a observé des différences de poids dès le 6e instar chez les mâles et tout au long du développement larvaire chez les femelles. Les résultats de cette étude indiquent que la température, ainsi que d’autres conditions climatiques, influent sur le développement du ravageur.

SOURCE: Hillebrand, R., Tuba, K. et Lakatos, F. 2015. The development of gypsy moth (Lymantria dispar L.) under different temperatures. Pages 243-246 in D. Marèiæ, M. Glavendekiæ, P. Nicot, eds. Proceedings of the 7th Congress on Plant Protection. Plant Protection Society of Serbia (PPSS), Belgrade, Serbia.

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Description d’un épisode d’établissement du longicorne asiatique (Anoplophora glabripennis) envahissant dans un paysage suburbain du nord-est des États-Unis

L’arrivée, l’établissement et la dispersion sont trois phases écologiques communément utilisées pour décrire l’établissement d’une espèce non indigène dans une nouvelle région. Les phases d’arrivée et de dispersion dans plusieurs régions de l’Amérique du Nord et de l’Europe ont toutes deux été bien décrites dans le cas du longicorne asiatique (Anoplophora glabripennis Motschulsky). Cependant, on connait moins bien la phase d’établissement, qui est une phase de transition, de cette espèce. L’établissement est la période décisive au cours de laquelle on assiste à la stabilisation des populations en expansion et à l’accroissement de leur répartition, réduisant ainsi la probabilité de déclin et de dissolution de ces populations. Dans le cadre de la présente étude menée à Worcester, au Massachusetts, les auteurs ont signalé que les longicornes asiatiques semblaient se déplacer rapidement de leur arbre natal (l’arbre qui a subi la première attaque) pour aller infester de nombreux arbres du peuplement, bien avant que la population de l’arbre infesté à l’origine ait atteint des tailles observées lors d’études précédentes. Les dernières études menées à Toronto, au Canada (Turgeon et coll., 2015), et à Paddock Wood, au sud de l’Angleterre (Straw et coll., 2016), ont permis d’arriver à des conclusions différentes. En effet, les spécimens de longicorne adulte semblaient demeurer sur leur arbre natal et l’infestation se propageait relativement lentement vers les autres arbres. Les résultats de l’étude menée à Worcester montraient que la population de longicorne asiatique commençait par infester un ou deux arbres de l’espèce Acer rubrum avant de se déplacer dans le peuplement pour infester d’autres A. rubrum, en fonction, non pas de la distance ou de la direction, mais de la taille de l’arbre, les infestations semblant favoriser les arbres possédant un tronc de diamètre plus grand (diamètre moyen à hauteur de poitrine variant d’environ 17,0 à 21,8 cm). La forte préférence démontrée pour A. rubrum est conforme aux conclusions de l’étude de Dodds et coll. (2014), au cours de laquelle on a observé que les coléoptères se trouvant dans des peuplements mixtes composés d’A. rubrum, d’Acer saccharum et d’Acer platanoides avaient tendance à n’infester que les arbres de l’espèce A. rubrum.

Les auteurs du présent article sont d’avis que les études sur le comportement des populations de longicorne asiatique lorsqu’elles s’établissent dans de nouveaux environnements pourraient s’avérer très utiles pour la conception des mesures de lutte et d’éradication. L’utilisation efficace des études repose sur une bonne compréhension des probabilités associées à l’orientation, à la distance et à la fréquence du déplacement des propagules et les relevés pourraient permettre de réaliser de nouveaux gains d’efficience en mettant l’accent sur la taille des arbres et sur la détermination des limites d’infestation.

Le longicorne asiatique est un ravageur réglementé au Canada. Originaire de l’Asie, ce coléoptère attaque et tue les arbres en santé des peuplements de feuillus, particulièrement des érables. Sa larve se nourrit du bois du tronc et des branches des arbres, ce qui provoque éventuellement leur mort.

SOURCE: Hull-Sanders, H., Pepper, E., Davis, K., Trotter III, R. T. 2017. Description of an establishment event by the invasive Asian longhorned beetle (Anoplophora glabripennis) in a suburban landscape in the northeastern United States. PLoS ONE 12(7): e0181655

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Rendement des scolytes ravageurs Ips typographus et Pityogenes chalcographus chez le pin tordu non indigène et leur hôte historique, l’épinette de Norvège

Le typographe européen de l’épinette, Ips typographus, est un ravageur très destructeur des épinettes partout en Europe qui, lors des éclosions, peut tuer des millions d’épinettes de Norvège (Picea abies). Ce coléoptère n’est pas indigène en Amérique du Nord et les données sur les espèces hôtes possibles sur ce continent sont rares. La présente étude s’est penchée sur le pin tordu d’Amérique du Nord (Pinus contorta), indigène dans le nord-ouest des États-Unis et dans l’ouest du Canada, une essence qui pourrait servir d’hôte à I. typographus, ainsi qu’à l’espèce de scolyte Pityogenes chalcographus en Europe. Les auteurs ont examiné des arbres déracinés par une tempête colonisés par I. typographus et P. chalcographus afin de déterminer si le taux d’infestation des pins tordus était différent de celui des épinettes de Norvège. On a constaté que les deux espèces de scolytes pouvaient coloniser les pins tordus non indigènes et s’y reproduire, bien que ces arbres étaient colonisés beaucoup moins souvent que les épinettes de Norvège. En effet, 38 % des épinettes de Norvège étaient infestés par ces coléoptères, alors que seulement 4 % des pins tordus étaient infestés. Plus particulièrement, on a observé au cours du premier été de l’étude sur le terrain , que seulement 0,2 % des pins tordus avaient été attaqués par I. typographus, ce chiffre passant à 1,6 % au cours du second été. On a également constaté que le taux de reproduction de ce coléoptère était de cinq fois supérieur chez l’épinette de Norvège à celui observé chez le pin tordu. Les résultats de l’étude indiquent que le risque de colonisation des pins tordus par I. typographus après introduction de ce ravageur est faible. En ce qui concerne cette espèce, son établissement dans des peuplements d’épinettes nord‑américains est beaucoup plus probable. Les données sur les espèces d’hôtes possibles d’I. typographus, en particulier les espèces indigènes en Amérique du Nord, sont utiles pour l’ACIA, car il s’agit d’un ravageur réglementé au Canada.

SOURCE: Schroeder, M. et Cocoº, D. 2017. Performance of the tree-killing bark beetles Ips typographus and Pityogenes chalcographus in non-indigenous lodgepole pine and their historical host Norway spruce. Agricultural and Forest Entomology.

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Botanique

Le déplacement des niches climatiques est fréquent chez les plantes introduites

Dans les domaines de l’écologie et de la conservation, on se demande depuis longtemps si les niches climatiques d’espèces introduites se maintiennent ou non partout sur les continents. Dans le cadre d’une étude récente publiée dans la revue Nature Ecology & Evolution, on a examiné le nombre de fois que les niches climatiques d’espèces végétales introduites se sont déplacées et s’il est possible ou non de prédire ces glissements.

Dans une étude menée par Atwater et coll. (2017), on a évalué la dynamique des niches chez 815 plantes terrestres introduites sur l’ensemble des continents. Les données sur l’occurrence des espèces ont été téléchargées à partir du Système mondial d’informations sur la biodiversité (SMIB), et l’occurrence relative aux États-Unis a été complétée à l’aide des données provenant du Système de détection précoce et de cartographie de la distribution (EDDMapS). Utilisant une série de modèles, les auteurs ont comparé l’aire de répartition indigène de chaque espèce avec leur aire d’introduction partout dans le monde.

On a constaté des déplacements de niches climatiques chez 65 à 100 % des 815 espèces selon le modèle utilisé. Les réactions variaient selon les espèces individuelles, mais, en général, les glissements correspondaient à des modifications de la disponibilité climatique observées à l’échelle du continent, et les réactions les plus importantes ont été constatées chez les espèces longévives et cultivées. On a également déterminé que les espèces introduites dans des continents plus chauds avaient tendance à se déplacer vers les niches climatiques plus chaudes. Les auteurs laissent entendre que les glissements de la niche climatique des espèces introduites sont une conséquence attendue de l’expansion intercontinentale des aires et qu’il pourrait être possible de prévoir la répartition future des espèces en fonction des caractéristiques de celles‑ci et des différences climatiques entre les continents.

Il est nécessaire de comprendre la façon dont le climat influence la répartition des espèces pour être en mesure de prévoir la répartition future des espèces introduites en réaction aux changements climatiques; de même qu’il faut comprendre la façon dont la biogéographie influence l’écologie et l’évolution des espèces. Il est important de garder à l’esprit les résultats de cette étude lorsqu’on applique les modèles de niche environnementale à l’évaluation des risques et de la possibilité d’établissement des espèces introduites, et à l’atténuation des dommages éventuels causés par les espèces envahissantes. Ces résultats peuvent également aider les spécialistes qui effectuent des évaluations des risques.

SOURCE: Atwater, D.Z., Ervine, C. et Barney, J.N. 2017. Climatic niche shifts are common in introduced plants. Nature Ecology and Evolution. https://doi.org/10.1038/s41559-017-0396-z

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Le mauvais étiquetage des plantes envahissantes pourrait contribuer à leur propagation

On fait de plus en plus la promotion sur le marché de plantes indigènes dans le but de remplacer les plantes ornementales envahissantes dans le secteur horticole. Cependant, une étude menée récemment aux États‑Unis par Zaya et coll. (2017) a révélé que les jardiniers qui souhaitaient se tourner vers des plantes indigènes se trouvaient à planter des variétés envahissantes mal étiquetées et contribuaient ainsi à leur propagation. Au moyen de l’analyse des loci microsatellites nucléaires, les auteurs ont vérifié l’identité de 34 plants étiquetés comme étant des Celastrus scandens (célastre grimpant), une espèce indigène en Amérique du Nord, en les comparant aux plants de référence de C. scandens et de C. orbiculatus (célastre orbiculaire ponctué), ce dernier étant une vigne ligneuse apparentée mais fortement envahissante introduite dans l’est du Canada et des États‑Unis en provenance de l’Asie. Les résultats ont montré que 18 des 34 plants (53 %) achetés sous le nom de C. scandens indigènes étaient en réalité des plants de C. orbiculatus. Les plantes mal étiquetées étaient plus susceptibles d’être achetées en ligne ou par téléphone et étaient moins chères que les plantes étiquetées correctement, ce qui laisse entendre que les plants de C. orbiculatus seraient plus faciles à obtenir ou à multiplier que ses congénères indigènes. Pour réduire le problème du mauvais étiquetage, les auteurs proposent d’imposer des sanctions aux fournisseurs, d’encourager l’autosurveillance et de diffuser de l’information utile aux consommateurs et aux producteurs.

La présente étude met en lumière le rôle possible du mauvais étiquetage dans la propagation des plantes envahissantes ainsi que l’importance de disposer de matériel génétique de référence de qualité pour identifier les espèces correctement. Étant donné la popularité croissante des campagnes régionales visant à promouvoir la culture de plantes indigènes plutôt que celle de plantes exotiques envahissantes, il serait avantageux d’effectuer d’autres études visant un nombre plus important d’espèces afin de mieux comprendre l’ampleur du problème. L’ACIA a dû récemment composer avec une situation semblable lorsqu’elle a été informée qu’une plante offerte dans une pépinière du Québec était étiquetée sous le nom de Dioscorea polystachya, une plante nuisible réglementée. Des épreuves d’identification morphologique et moléculaire ont permis de déterminer qu’il s’agissait plutôt de Dioscorea nipponica, une plante non envahissante et, heureusement, non préoccupante.

SOURCE: Zaya, D. N., Leicht-Young, S. A., Pavlovic, N.B., Hetrea, C. S. et Ashley, M. V. 2017. Mislabeling of an invasive vine (Celastrus orbiculatus) as a native congener (C. scandens) in horticulture. Invasive Plant Science and Management 10(4): 313-321.

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Génération d’une bibliothèque de référence de codes-barres d’ADN pour les plantes vasculaires du Canada

L’un des défis posés par l’utilisation du codage à barres pour l’identification des espèces végétales est souvent l’absence d’une bibliothèque de référence de codes-barres d’ADN suffisamment exhaustive que l’on peut interroger pour identifier des espèces. Récemment, on a mis sur pied une telle bibliothèque pour les plantes vasculaires du Canada grâce à une collaboration entre des taxonomistes des plantes et des chercheurs de partout au Canada. Le défi logistique que représente la collecte de spécimens représentatifs sur le plan géographique a été relevé grâce à l’utilisation des collections importantes de spécimens de référence bien annotés et identifiés par des experts que l’on retrouve dans des herbiers dans l’ensemble du pays. L’utilisation de spécimens d’herbiers a également offert la possibilité d’intégrer un ensemble de données moléculaires aux spécimens de référence annotés et, dans certains cas, a permis d’apporter des corrections dans les données de répartition de certaines espèces.

Le Laboratoire de recherche en identification moléculaire de l’ACIA a mis au point une méthode de codage à barres d’ADN qui est utilisée par le laboratoire de génotypage et de botanique de l’Agence comme outil complémentaire pour l’identification des phytoravageurs réglementés au Canada. À l’instar de l’approche utilisée pour l’étude mentionnée précédemment, ces codes‑barres d’ADN ont été élaborés pour toutes les plantes nuisibles réglementées ainsi que pour un sous-ensemble d’espèces apparentées à partir de spécimens de référence provenant d’herbiers. Ultimement, cette bibliothèque exhaustive de codes-barres d’ADN pour les plantes vasculaires du Canada permettra d’accroître la précision des capacités de diagnostic moléculaire de l’Agence pour l’identification d’échantillons de plantes inconnues et servira également de méthode complémentaire pour l’étude des changements dans la répartition des plantes vasculaires du Canada.

SOURCE: Kuzmina et al., 2017. Using herbarium-derived DNAs to assemble a large-scale DNA barcode library for the vascular plants of Canada. Applications in Plant Sciences 5(12): 1700079

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Biotechnologie

Atténuer le risque de flux génétique provenant de végétaux à caractères nouveaux

Lorsque l’Agence canadienne d’inspection des aliments (ACIA) évalue la sécurité environnementale d’un végétal à caractère nouveau (VCN), elle s’efforce principalement de déterminer si les gènes du VCN peuvent se transmettre à des plantes compatibles sur le plan sexuel. Chez les cultures apparentées à des plantes compatibles sur le plan sexuel au Canada, il est important d’évaluer soigneusement les effets possibles du caractère nouveau sur les autres plantes. L’apparition de caractères nouveaux dans les populations de mauvaises herbes peut entraîner des changements dans les méthodes de lutte contre celles-ci. Dans des milieux naturels, les caractères nouveaux peuvent avoir une incidence sur la valeur adaptative des plantes et entraîner une modification de la diversité génétique. Il est possible de contrôler le flux génétique en cultivant la plante uniquement dans des régions où l’on ne retrouve pas de plantes sexuellement compatibles. Une autre façon de réduire le flux génétique est de modifier le VCN, par exemple en empêchant ou en retardant la floraison. Cependant, lorsque des plantes compatibles sur le plan sexuel sont présentes, il est très difficile d’éliminer le flux génétique et il sera peut-être nécessaire de trouver d’autres méthodes d’atténuation des effets nocifs possibles.

L’une des façons d’atténuer le flux génétique est de réduire la valeur adaptative des hybrides de culture et plante sauvage apparentée. L’idée est d’introduire un gène qui est nuisible pour un hybride de culture et plante sauvage, mais bénéfique pour la plante de culture et étroitement liée aux gènes ciblés qui sont nouveaux pour la culture. Cette méthode contribue à réduire le risque que des hybrides de culture et plante sauvage deviennent compétitifs et se propagent. Un groupe de chercheurs chinois ont appliqué ce concept au riz. Dans le cadre d’une étude de Yan et coll. (2017), on a utilisé des techniques de microARN artificiel et d’ARN antisens pour réprimer l’expression d’un gène permettant de réduire l’éclatement des grains dans du riz cultivé. Cette méthode a également permis de réduire l’éclatement des grains dans des hybrides de culture-plante sauvage en réprimant partiellement l’expression d’un gène responsable de l’éclatement des grains. Ainsi, on a retrouvé moins de grains sur le sol des parcelles où l’on avait cultivé du riz dont le gène responsable de l’éclatement des grains avait été réprimé. La répression du gène responsable de l’éclatement des grains n’a pas réduit le rendement, ce qui constitue un facteur important pour évaluer la possibilité que cette technique d’atténuation puisse être utilisée à l’échelle commerciale.

L’exemple du riz montre qu’il est possible d’atténuer le risque de flux génétique d’un VCN vers des plantes compatibles sur le plan sexuel. En particulier, il serait possible d’appliquer cette méthode à des cultures qui possèdent des mauvaises herbes de même espèce, comme le canola et des taxons de Brassica envahissants. Cependant, le degré d’atténuation obtenu variera en fonction du type de culture et de ses caractéristiques de dispersion et de germination des graines. À l’avenir, les créateurs de caractères pourraient choisir d’utiliser cette méthode ou d’autres pour atténuer le flux génétique pour les futurs VCN. Avant qu’un VCN puisse être cultivé à l’extérieur, l’Unité d’évaluation des risques des végétaux et des produits de la biotechnologie de l’ACIA doit en évaluer la sécurité environnementale. Cette évaluation pourrait inclure l’étude du caractère nouveau désiré ainsi que tout changement apporté dans le but d’atténuer le flux génétique.

SOURCE: Yan, Huanxin, et al. 2017. "Reduced weed seed shattering by silencing a cultivated rice gene: strategic mitigation for escaped transgenes." Transgenic research 26.4: 465-475.

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Découvrir de nouveaux gènes par le biais d’études d’association pangénomiques : perspectives de sélection

L’identification et la caractérisation de gènes associés aux caractères physiologiques, développementaux et morphologiques chez des plantes cultivées sont essentielles pour atteindre la qualité, la salubrité et la durabilité des systèmes de production des aliments. Elles aident également à combler les lacunes généralisées au chapitre des connaissances en ce qui concerne le fondement génétique de la variation phénotypique tout en contribuant à l’amélioration des cultures. Cela explique pourquoi, de Gregor Mendel jusqu’aux généticiens modernes et perfectionnés, les chercheurs se sont efforcés de percer les mystères du génome. Pour contribuer à cet effort, la collectivité scientifique a mis au point une mine de ressources en génomique et en sélection des végétaux ainsi que des technologies révolutionnaires, par exemple, des séquences génomiques de qualité élevée, des cartes de polymorphisme mononucléotidique denses, des collections de germoplasmes, des bases de données publiques offrant des renseignements sur la génomique et des études d’association pangénomiques (GWAS).

Les gènes associés aux caractères agronomiques sont identifiés normalement à l’aide de la cartographie de liaison des locus à trait quantitatif (LTQ) à partir des populations biparentales comme les lignées F2 et les lignées pures recombinantes. Même si elle fournit des renseignements importants, l’approche basée sur les LTQ montre certaines limites, comme la faible résolution de la cartographie et la diversité génétique limitée entre les parents des populations cartographiées. Par exemple, seulement deux variations alléliques ont été analysées chez une population biparentale lors d’une étude des LTQ. Par conséquent, tous les autres allèles qui se produisent naturellement dans le paysage végétal ont été omis. L’étude d’association pangénomique permet d’analyser les associations entre les polymorphismes nucléotidiques et la variance phénotypique à partir d’une population diversifiée. Puisque la technique permet de détecter simultanément de nombreuses variations alléliques naturelles dans une seule étude et qu’elle a tiré parti des avancées récentes dans les technologies de séquençage à haut débit, les GWAS sont devenues des outils puissants pour identifier les gènes associés à des caractères agronomiques et écologiques importants. Ainsi, Yano et coll. (2016) ont utilisé la technique pour relever le gène LOC_Os01g62780 responsable de la date de floraison sur le chromosome 1 du riz (Oryza sativa). Cinq ans plus tôt, Zhao et coll. (2011) avaient élucidé la base moléculaire de l’interaction entre les génotypes et l’environnement (GxE) dans les cultures de riz. Ils ont révélé le gène régulateur du rythme circadien et de la photosensibilité sur le chromosome 7 du riz. Il s’agit d’un gène qui permet de déterminer l’adaptation des plantes selon la région. Des avancées moléculaires au chapitre de l’acquisition des éléments nutritifs des plantes (Raghotham et Karthikeyan, 2005) ont permis de démontrer l’interaction entre les transporteurs des nitrates et des phosphates et le statut en azote et en phosphate du sol.

La découverte de gènes régulateurs de la photosensibilité ou de l’acquisition des éléments nutritifs pourrait offrir de nouvelles possibilités d’améliorer les cultures, c’est‑à‑dire la mise au point de cultivars montrant : i) des niveaux variables de photosensibilité (jour long, jour court, insensibilité à la photopériode) leur permettant de s’adapter à des latitudes particulières ou à un éventail plus large de latitudes, ou aux changements climatiques; ii) des exigences particulières en matière de gestion des nutriments (p. ex., systèmes de production nécessitant peu ou beaucoup d’intrants).

SOURCES: Raghothama, K.G., Karthikeyan, A.S. 2005. Phosphate acquisition. Plant Soil 274:37–49

Yano, K., Yamamoto, E., Aya, K., et al. 2016. Genome-wide association study using whole-genome sequencing rapidly identifies new genes influencing agronomic traits in rice. Nat. Genet., 48(8):927-34. doi: 10.1038/ng.3596.

Zhao, K., Tung, C-W, Eizenga, G. C., et al. 2011. Genome-wide association mapping reveals a rich genetic architecture of complex traits in Oryza sativa. Nat Commun., 2:467. doi: 10.1038/ncomms1467

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