Génétique des populations de Melampsora larici-populina en peupleraies sauvages et cultivées : bilan de trois ans d'études

P. Frey(1), B. Barrès(1), P. Gérard(1,2), N. Feau (1,3), C. Husson(1), A. Schipfer(1), C. Géhin(1), A. Andrieux(1), J. Pinon(1)
(1) INRA Nancy, UR 1139, Pathologie Forestière, 54280 Champenoux
(2) Laboratoire Ecologie, Systématique et Evolution, UMR ENGREF-UPXI-CNRS 8079, Université Paris-Sud, 91405 Orsay
(3) Centre de Recherche en Biologie Forestière, Université Laval, Sainte-Foy (QC), G1K 7P4, Canada

La peupleraie cultivée, monoclonale et équienne, constitue un des écosystèmes forestiers les plus simplifiés, ce qui la rend très fragile face à des agressions biotiques et abiotiques. En effet, la plantation sur de grandes superficies d'un très faible nombre de cultivars à résistance totale vis-à-vis de la rouille foliaire à Melampsora larici-populina, a favorisé l'émergence et la dissémination très rapide de nouveaux pathotypes du parasite, capables de contourner toutes les résistances sélectionnées à ce jour. En revanche, l'état sanitaire des peupleraies sauvages (ripisilves à Populus nigra) semble rester stable vis-à-vis de la rouille. Les bases de cette stabilité résident vraisemblablement dans la diversité génétique des peupleraies sauvages, et dans l'influence de cette diversité sur la structuration des populations de M. larici-populina. Pour tester cette hypothèse, nous avons comparé la structure génétique de populations de M. larici-populina récoltées en peupleraies cultivées (Picardie et Franche-Comté) et en peupleraies sauvages (Alpes). De plus, pour chaque type de peuplement hôte (peupleraies cultivées et sauvages) nous avons comparé des sites avec et sans mélèzes à proximité, car le mélèze est l'hôte alternant du parasite sur lequel a lieu la reproduction sexuée. Nous avons ainsi analysé 54 populations de M. larici-populina récoltées entre 2001 et 2003, sur peupliers en juillet et septembre et sur mélèzes en mai. Les populations ont été caractérisées à l'aide de marqueurs sélectionnés (facteurs de virulence) et de marqueurs neutres (RAPD) pour certaines d'entre elles. Au total, plus de 30 pathotypes ont été identifiés dans les 54 populations. La composition en pathotypes distingue très nettement les compartiments cultivé (richesse et complexité élevée) et sauvage (richesse et complexité faibles). De plus, la structure en pathotypes reste très stable au cours des trois années d'étude. Les déséquilibres de liaison entre virulences sont élevés, ce qui traduit des associations privilégiées entre certaines virulences. Les trois amorces RAPD utilisées ont permis de révéler 19 marqueurs polymorphes. Une très grande diversité génétique et très peu de clonalité ont été trouvés parmi les 743 isolats des neuf populations de septembre 2001, avec 566 phénotypes RAPD différents. Les distances génétiques entre les populations sont globalement faibles et les populations apparaissent moyennement différenciées. Un test de Mantel n'a mis en évidence aucune corrélation entre la structure génétique et la structure pathotypique des populations, ni entre la structure génétique et l'origine géographique des populations. L'analyse des déséquilibres de liaison entre marqueurs RAPD n'a pas mis en évidence un effet de la présence du mélèze sur la structure des populations étudiées.
Ce travail a été réalisé avec le soutien financier du programme "Biodiversité et gestion forestière" du GIP ECOFOR.










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