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Notre projet tire parti des nouvelles synergies et des questions de recherche élargies générées par la création de notre équipe. Il vise à comprendre, anticiper et gérer l’adaptation des pathogènes du blé dans un contexte agroécologique. Notre ambition est d’aboutir à une vision intégrée (1) des différentes causes de l’adaptation (e.g. adaptation aux fongicides de synthèse et de biocontrôle et variétés résistantes) en étudiant la conjonction des pressions de sélection et le compromis adaptatif associé observé dans les populations de pathogènes. Cette approche globale nous amène à considérer (2) la diversité des patrons d’adaptation (e.g. spécifique, généraliste et/ ou pléoïtropique) chez les champignons, et finalement (3) à imbriquer lorsque c’est possible les différentes échelles à considérer lorsqu’on évalue l’adaptation (i.e. génome, individu, population et paysage ; périodes intra – et inter- épidémie)
Nos modèles biologiques principaux sont Zymoseptoria tritici (responsable de la septoriose) et Puccinia triticina (responsable de la rouille brune), deux pathogènes du blé. Cependant, selon nos questions de recherche, il nous arrive également de considérer d’autres modèles d’application. Des projets d’épidémiologie du paysage (voir ci-après) intègrent également une évaluation du risque multi-maladies.
En considérant ensemble, et non indépendamment, comme cela est traditionnellement le cas, les pressions de sélection exercées par les principaux leviers de la protection contre les maladies, notre travail a des applications primordiales pour la durabilité du contrôle des pathogènes. Cette approche globale est plus réaliste d’un point de vue opérationnel et offre la possibilité de repenser l’organisation de la gestion des maladies, tout en combinant de façon créative les sources d’hétérogénéité de la sélection, conformément aux principes de l’agroécologie.
Notre équipe s’appuie sur des collaborations établies de longue date avec des scientifiques mais également des partenaires de terrain (notamment pour l’accès à des dispositifs expérimentaux ambitieux) et assure un va-et-vient permanent entre science fondamentale et appliquée, pour mieux servir les utilisateurs de notre recherche.
Notre projet s’articule en 4 axes complémentaires, chacun enrichissant le suivant, couvrant un spectre allant de questions fondamentales à des questions plus appliquées.
AXE 1 : Quelles contraintes les méthodes de contrôle exercent elles sur les champignons ? (#Sélection)
Notre objectif dans cet axe est de comprendre l’interaction intime, à l’échelle moléculaire et cellulaire, entre les antifongiques (en particulier les fongicides de biocontrôle, dont les modes d’action restent encore peu explorés) et les champignons, conduisant à la sélection individuelle (projets en cours : thèse de A. le Ruyet sur le 4-PBA), collab INRAE IJPB ; Projet Dyonisos, collab. CEA& SATT Paris-Saclay). A plus large échelle, nous exploitons des bases de données publiques ainsi que des essais dédiés pour décrire quantitativement la distribution hétérogène dans le temps et dans l’espace des pressions de sélection auxquelles sont soumises les populations fongiques (collab. CST Ecophyto & projet MP XRisks SESRisks). Cet axe fait le lien entre/met en rapport pression de sélection exercée et adaptation observée au champ (axe 2).
1.1 Interaction entre molécules antifongiques et la cellule fongique : identifier cibles et modes d’action de fongicides de biocontrôle
1.2 Distribution spatio-temporelle des pressions de sélection d’antifongiques et de variétés conduisant à la sélection de variants adaptés dans les populations de champignons.
AXE 2: Quels sont les processus qui sous-tendent l’adaptation aux cultivars et aux antifongiques chez les champignons ? (#Adaptation)
L’axe 2 est historiquement associé à l’expertise reconnue de l’ancienne équipe AMAR, dont nous souhaitons élargir le périmètre.
Notre objectif est de comprendre le déterminisme génétique et génomique de l’adaptation aux antifongiques chez Z. tritici, en se concentrant sur les composés d’origine naturelle et la résistance non liée à la cible (thèses en cours de A. Le Ruyet & E. Neau; projets BASC MECADETOX, collab. INRAE Ecosys & INRAE SPE ANTIGUA, colabl. CNRS ICSN & PARSADA ASAP, collab. R4P). Dans le cadre du projet ANR AEROBIOMICS nous allons développer, en collaboration avec des collègues à l’étranger, un outil moléculaire multiplex permettant de quantifier les génotypes résistants de Z. tritici dans des populations de différentes pays. A l’échelle de la population et du paysage nous cherchons à comprendre comment la sélection conjointement exercée par des mesures de contrôles multiples (grâce au dispositif expérimental du réseau “Performance”, modifié depuis 2024 pour prendre en compte des cultivars et des traitements fongicides contrastés & au projet PARSADA ASAP)) et l’environnement fongique global (e.g. rotation spatio-temporelle des cultures ou caractéristiques du paysage) impacte, dans le temps et l’espace, la fréquence des variants adaptés et plus généralement les épidémies (projet PEPR MathVives).
2.1 Mécanismes moléculaires conduisant à l’adaptation des pathogènes aux antifongiques : nouveaux mécanismes sélectionnés par les composants d’origine naturelle et pertinence des mécanismes de résistance généraliste.
2.2 Adaptation aux antifongiques à l’échelle du génome : changement de l’intégrité du génome et variation du taux de mutation.
2.3 Trajectoires adaptatives des populations de champignons en réponse à la sélection conjointe : surveillance des variants adaptés.
2.4 Distribution des variants adaptés dans les paysages agricoles : hiérarchisation multi-échelle des effets environnementaux sur la dynamique des populations (épidémiologie du paysage).
AXE 3: Comment accroitre la durabilité des mesures de contrôles dans un contexte agroécologique (#Durabilité)
Notre objectif pour cet axe est d’améliorer la durabilité des mesures de contrôle en prédisant, grâce à l’évolution expérimentale, les mécanismes de résistance qui pourraient être sélectionnés par les composés antifongiques (en particulier ceux qui ne sont pas encore sur le marché, notamment en biocontrôle) et en anticipant l’évolution des résistances dans les populations par des approches de modélisation. Ceci nous permettra également de tester et de valider in vitro et in silico des stratégies mûrement réfléchies qui promeuvent l’hétérogénéité et la diversité des pressions de sélection, en utilisant des combinaisons novatrices de mesures de contrôle (cultivars, antifongiques de synthèse et d’origine naturelle) (projets PARSADA ASAP & PEPR SOLUBIOD, coll. CNRS CEBC) adaptées aux mécanismes de résistance et à la composition des populations ciblées en s’appuyant sur les résultats de l’axe 2.
3.1 Prédire et prévenir l’adaptation : identifier les variants susceptibles d’être sélectionnés par de nouveaux antifongiques, modéliser l’adaptation et l’évolution des populations et concevoir des stratégies de prévention des résistances.
3.2 Ralentir l’adaptation : évaluer et concevoir des stratégies durables combinant les mesures de contrôle.
AXE 4: Comment mettre en œuvre la gestion de l’adaptation ? (#Transfert)
Dans l’axe 4, nous cherchons à promouvoir l’usage de stratégies pertinentes (axe 3) auprès d’agriculteurs et de conseillers, tout en tentant de comprendre les problèmes techniques et organisationnels qui limitent leur mise en œuvre, à travers une collaboration avec nos collègues de sciences sociales (projets PPR FAST, collab. INRAE SADAPT & Ecophyto PAPEETE). De façon plus générale, nous participons à la diffusion des connaissances sur l’adaptation en agriculture auprès d’une large audience (e.g. via les activités et le site web du réseau R4P, des articles de vulgarisation et la conception en collaboration avec les acteurs concernés de recommandations adaptées), et guidons les politiques publiques (via l’expertise et la participation à la gouvernance d’institutions concernées par la protection des cultures.
4.1 Mieux connaître les perspectives et contraintes des agriculteurs tout en les encourageant à anticiper l’adaptation : apport des sciences sociales et citoyennes.
4.2. Éduquer à la gestion de l’adaptation : de la vulgarisation à l’appui aux politiques publiques.
