Résistance des mauvaises herbes :

Causes et détection par test ADN

Martin Laforest & Brahim Soufiane

Problématique

• L’impact des mauvaises herbes se chiffre à plusieurs centaines de millions de dollars au Canada seulement

• L’usage à répétition des mêmes herbicides a favorisé l’apparition de la résistance

Kochia scoparia (résistante au glyphosate) roulant dans les prairies

http://www.manitobacooperator.ca/country-crossroads/did-you-know/kochia-the-cockroach-of-the-plant-world/

Photo AAC

27 groupes

Pied de coq

Acnide tuberculée

Amarante de Palmer

Petite herbe à poux

Folle avoine

Vergerette

Radis sauvage

Pied de coq

Acnide tuberculée

Amarante de Palmer

Petite herbe à poux

Folle avoine

Vergerette

Radis sauvage

http://getdrunknotfat.com/wp-content/uploads/2013/05/cocktails.jpg

Laiteron maraîcher

Amarante de Palmer

Petite herbe à poux

Vergerette

Radis sauvage

Herbe à poux géante

Brome de Madrid

Danielle Bernier

Variation naturelle

Danielle Bernier

Danielle Bernier

Danielle Bernier

http://www.weedsmart.org.au/ask-an-expert/look-for-escapes-all-year-with-principal-research-scientist-weeds-agri-science-queensland-michael-widderick/

http://bulletin.ipm.illinois.edu/print.php?id=1561

Resistance au Québec

More testing, more cases

About ½ samples sent by growers tested positive

17 cases 22 cases discovered in 2 years

17 cas

Simard et Bernier, 2014

Resistance au QuébecPlus de test, plus de cas. La moitié des échantillons sont positifs

Saguenay-Lac Saint-Jean area

Wild oats –Gr. 1

Giant foxtail/ragweed

Redroot

pigweed

Lamb’s-quarters

Lamb’s-quarters

Common

ragweed

Common ragweed

2012-2013

Common ragweed

22 cas

Simard et Bernier, 2014

Simard et Bernier 2014Espèce Nb. de

positifs

Nb. de négatifs

(+group testé)

Nb. non

testés

Total Positifs résistants à:

Amaranthus retroflexus

(Amarante à racine rouge)2 0 1 3 Groupe 2 (imazethapyr)

Amaranthus powelli (Amarante de Powell) 0 1 (gr. 2 & 9) 0 1

Ambrosia artemisiifolia (Petite herbe à poux) 10 7 (gr. 2 & 6) 4 20Groupe 2 (chloransulam-methyl,

chlorimuron-ethyl, flumetsulam, imazethapyr)

Avena fatua (Folle avoine) 6 1 (gr. 1) 0 7 Groupe 1 (fenoxaprop-P-ethyl)

Chenopodium album (Chénopode blanc) 2 1 (gr. 6 & 9) 6 9 Groupe 2 (imazethapyr)

Comptonia peregrina (Comptonie voyageuse) 0 0 2 2

Conyza canadensis (Vergerette du Canada) 0 1 (gr. 9) 2 3

Digitaria sanguinalis (Digitaire sanguine) 0 2 (gr. 2 & 9) 0 2

Kalmia angustifolia (Kalmia à feuilles étroites) 0 0 7 7

Panicum dichotomiflorum

(Panic d’automne géniculé)0 1 (gr. 9) 0 1

Polygonum convolvulus (Renouée liseron) 0 1(gr. 28, 15, 5)

0 1

Polygonum persicaria (Renouée persicaire) 0 0 1 1

Senecio vulgaris (Séneçon vulgaire) 0 1 (gr. 9) 6 7

Setaria faberi (Sétaire géante) 2 1 (gr. 2) 0 3 Groupe 2 (imazethapyr)

Solanum ptycanthum (Morelle noire de l’Est) 0 0 2 2

Total 22 17 31 70Simard et Bernier, 2014

Principaux problèmes de résistance au Québec

Groupe Mode d’action Gène ciblé Herbicides

1 Inhibiteur de l’acétyl-CoAcarboxylase (ACCase)

ACCase Achieve 80 DG, Assure II, Excel Super, Fusilade II, Hoe-Grass, Poast Ultra, Select, Venture 25 DG

2 Inhibiteur de l’acétolactatesynthase

ALS Accent, Classic, Pursuit,FirstRate

5 Inhibiteur du photosystèmeII (site A)

psbA(protéine D1)

Atrazine, Métribuzine, Simazine

7 Inhibiteur du photosystèmeII (site A)

Probable-ment psbA

Afesin (monolinuron), Afolan F (linuron), Patoran 400 SC, Stampede EDF

Petites herbes à poux (1, 2*, 5, 7) Folle avoine (1)

Amarante à racine rouge (2, 5) Chénopode blanc (2, 5)

Sétaire Géante (2) * Test développé

Tests possibles:

Test GénétiqueAvantages

• Rapide– Réponse avant que la résistance se propage

• Génotype de la plante mère (≠ progéniture)

• Précis et sans ambiguïté– L’allèle conférant la résistance est présent/absent

Méthode Classique

Maturation des plants suspects (2-4 mois)

Échantillonnage des graines matures

Levée de la dormance

Germination et croissance de la plante jusqu’au stade 2-3 feuilles

Application de l’herbicide en cause au moyen d’un banc d’essai

Évaluation du niveau de dommages et de la biomasse aérienne sèche des plantules

Test Génétique

Échantillonnage de feuilles ou autres tissus et dessiccation

Extraction d’ADN génomique

Test génétique (amplification, TaqMan, …)

Évaluation des résulats

Mois 6Mois 1 Mois 2 Mois 3 Mois 4 Mois 5

Le génome 101• Les plantes comme les humains peuvent posséder

2 copies de chaque chromosome (pairs)*

• Les copies appariées d’un gène s’appellent des allèles

• Les allèles identiques sont dit homozygotes

• Les allèles différents sont dit hétérozygotes

• Les mutations conférant la résistance sont en général dominantes, 1 seule copie suffit

A a B B

* Certaines espèces sont cependant polyploïdes ce qui complique l’analyse

Procédure

Échantillonnage et dessiccation

Extraction d’ADN génomique

Amplification

Visualisation des résultats

Test Génétique

Homozygotes Résistants

Homozygotes Sensibles

Hétérozygotes résistant

Test GénétiqueLimites

• Test les mutations connues seulement– Danger de faux négatifs si la mutation conférant la résistance

est différente

• Plusieurs mutations peuvent être à l’origine de la résistance– Plusieurs tests doivent être effectués

– Résistances multiples!!!

• Nouvelles méthodes– Les infrastructures et réseaux devront être mis en place

La résistance ciblée vsnon-ciblée

• Résistance ciblée

– La protéine ciblée par l’ingrédient actif n’est plus affectée lorsqu’un herbicide est appliqué

– Généralement due à une mutation

• Résistance non-ciblée

– La plante empêche la protéine ciblée d’entrer en contact avec l’ingrédient actif (dégradation ou séquestration) ou en diminue l’impact (protection contre le choc oxydatif)

– Mécanismes plus complexes

"Harig vingergras plant (Digitaria sanguinalis)" by Rasbak - Own work. Licensed under CC BY-SA 3.0 via Commons -

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Harig_vingergras_plant_(Digitaria_sanguinalis).jpg#/media/File:Harig_vingergras_plant_(Digitaria_sanguinalis).jpg

Conclusions

• Les mauvaises herbes résistantes aux herbicides sont présentes au Québec

• Il est primordial de connaître les espèces ainsi que les types de résistance présents

• Des tests génétiques peuvent être développés dans certains cas

• Nous devons continuer nos efforts pour bien gérer les méthodes culturales

Remerciements

• Marie-Josée Simard

• Marie-Edith Cuerrier

• Danielle Bernier

• Brahim Soufiane

• David Girardville

• Felix Marsan-Pelletier

Merci!Avez-vous des questions?

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