Changement climatique et risques 2 min

Résistance des végétaux face au changement climatique

L’agriculture doit relever le défi de produire plus et mieux pour nourrir une population en augmentation, le tout dans un contexte de changement climatique. Des scientifiques du Laboratoire des interactions plantes - microbes – environnement (LIPME) du centre de recherche INRAE Occitanie-Toulouse expliquent comment les plantes s’adaptent à ce phénomène.

Publié le 05 octobre 2022

illustration Résistance des végétaux face au changement climatique
© INRAE

Stress et résistance génétique

Par les pertes de rendements qu’ils entrainent, les stress des cultures sont l’un des obstacles majeurs à la sécurité alimentaire. Dans les champs, les plantes sont exposées à des contraintes, souvent multiples, de nature biotique (organismes vivants, attaques par des bioagresseurs) ou abiotique (facteurs non vivants, variation de la température, de la disponibilité en eau, en nutriments…), entrainant le stress.  

Le développement de maladies dépend de trois composantes : la plante, le bioagresseur et leur environnement. Dans la majorité des cas les plantes arrivent à s’adapter, seules, à ces contraintes, ce qui limite les pertes de rendement. Les résistances génétiques naturelles d’une plante – qui contribuent à sa capacité à ne pas être affectée par une contrainte biotique – sont l’un des moyens les plus efficace et le plus respectueux de l’environnement pour contrôler les maladies. Pour que cette stratégie soit durable, il faut sélectionner des variétés résistantes aux bioagresseurs et aux performances agronomiques stables face à une large gamme de perturbations environnementales, biotiques ou abiotiques.

Le changement climatique, maintenant largement admis, est un des facteurs majeurs des bouleversements environnementaux. En effet, les modèles météorologiques prédisent qu’il accentuera la fréquence et l’intensité des événements extrêmes. Il contribuerait aussi à la diminution de la biodiversité, favoriserait l’émergence de nouveaux bioagresseurs et accroitrait la fréquence et la gravité des épidémies. Les conditions thermiques, hydriques et de concentration en CO2 atmosphérique, supposées changer le plus au cours des prochaines décennies, auront un effet sur les cultures comme sur leurs bioagresseurs.

Trouver les bonnes résistances face à la hausse des températures

Les scenarios d’évolution climatique prédisent une augmentation des températures moyennes ainsi que du nombre et de la sévérité des épisodes climatiques extrêmes (tels que les canicules). D’ailleurs, la modification des aires géographiques de répartition de certaines espèces et du fonctionnement d’écosystèmes a déjà été observées. Cela va aussi avoir un impact sur les interactions plantes-pathogènes. En plus d’être un facteur majeur de stress entrainant des défauts de développement, des pertes de fertilité de rendement des plantes, les scientifiques ont montré que des hausses de température peuvent affecter la résistance des plantes aux bioagresseurs.

« Il est alarmant de constater qu’une majorité des résistances que nous connaissons sont modifiées en cas d’élévation de la température, quelle que soit l’espèce végétale ou le pathogène, souligne Richard Berthomé, chargé de recherche INRAE. Pour préserver les cultures, nous devons trouver des solutions intégrant la complexité de l’environnement et la diversité naturelle des espèces afin de rendre durable les réponses de défense des plantes en agriculture. »

Les scientifiques du LIPME travaillent à identifier et à mieux comprendre les mécanismes impliqués dans les interactions plantes-pathogènes, à des températures élevées et en condition de changement climatique au champ. Combiné à l’exploitation ou la création de ressources génomiques, l’exploration de la diversité naturelle de réponse de plantes à des bioagresseurs est un atout pour identifier des mécanismes de résistance robuste. Tout comme l’intégration de paramètres environnementaux de différentes natures dans des études de génétique d’association. L’ensemble devant permettre de préserver le potentiel agronomique des plantes.

Références bibliographiques :

Desaint, H., Aoun, N., Deslandes, L., Vailleau, F., Roux, F. & Berthomé, R. (2021). Fight hard or die trying: when plants face pathogens under heat stress. New Phytol. 229: 712-34. 10.1111/nph.16965.hal-03176541

Berthomé, R., Moury, B., Lefebvre, V. & Fagard, M. (2020). Chapitre coordonné « Effets des changements environnementaux sur l'immunité végétale » dans « L'immunité végétale : comment les plantes résistent aux maladies » (ed Lannou, C., Roby, D., Ravigné, V., Hannachi, M., Moury, B.), Quæ, Versailles, 392 p. hal-03130970.

Aoun, N., Desaint, H., Boyrie, L., Bonhomme, M., Deslandes, L., Berthomé, R.* & Roux, F. * (2020). A complex network of additive and epistatic QTLs underlies natural variation of Arabidopsis thaliana quantitative disease resistance to Ralstonia solanacearum under heat stress. Molecular Plant Pathol., 21:1405-20. 10.1111/mpp.12964. hal-02948127.

Aoun, N., Tauleigne, L., Lonjon, F., Deslandes, L., Vailleau, F., Roux, F. & Berthomé, R. (2017). Quantitative Disease Resistance under Elevated Temperature: Genetic Basis of New Resistance Mechanisms to Ralstonia solanacearum. Front Plant Sci. 8:1387. 10.3389/fpls.2017.01387. hal-01608184.

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