1 PROPOSITION DE SUJET DE STAGE Titre : Résistance aux

PROPOSITION DE SUJET DE STAGE
Titre : Résistance aux herbicides chez le Vulpin des champs (Alopecurus myosuroides) :
résistance croisée par métabolisation à des herbicides ayant des modes d’actions différents,
prévalence d’une résistance de cible.
Niveau : 3è année Ingénieur / M2 - Année scolaire 2008-2009.
Contacts: C. Délye (Chargé de Recherches) : [email protected] 03 80 69 31 85 (à partir du
21/7/08) C. Petit (Doctorante) : [email protected] – 03 80 69 33 85 (à partir du 8/7/08)
Mots clefs : Vulpin, herbicide, résistance croisée, cible, métabolisation, acétolactatesynthase (ALS), acétyl-coenzyme A carboxylase (ACCase), génotypage, phénotypage,
clonage.
Contexte :
Les herbicides sont l’outil de désherbage principal en Europe. Or, la résistance aux
herbicides est un phénomène de plus en plus répandu chez les adventices. Elle entraine une
réduction de la palette de molécules que peut utiliser l’agriculteur pour le contrôle des
adventices. En outre, elle conduit à réaliser des traitements inefficaces. Ceci va à l’encontre
de la politique de réduction des intrants agricoles, et notamment des produits phytosanitaires,
qui implique que les traitements effectués aient une efficacité maximale afin de réduire leur
nombre. De ce fait, il est capital de comprendre les mécanismes sous-tendant les résistances,
afin de développer des pratiques culturales permettant d’enrayer leur développement. Le
stage aura pour but d’analyser deux mécanismes de résistance chez une adventice majeure
des céréales, le Vulpin des champs (Alopecurus myosuroides) : une résistance par
métabolisation (dégradation de l’herbicide par la plante), préoccupante au niveau
agronomique car pouvant concerner des herbicides avec des modes d’action différents, et une
résistance liée à la cible concernant les herbicides les plus utilisés actuellement.
Objectifs scientifiques :
1) Étudier la résistance croisée ou multiple conférée par la métabolisation d’herbicides chez
le Vulpin (résistance à la fois aux inhibiteurs de l’acétolactate-synthase [ALS] et de l’acétylcoenzyme A carboxylase [ACCase]).
On cherchera si, dans des descendants de croisements contrôlés, la résistance à des
inhibiteurs de l’ACCase et la résistance à des inhibiteurs de l’ALS ségrégent ensemble
(résistance croisée : un seul gène contrôle la résistance à des inhibiteurs de l’ACCase et de
l’ALS) ou indépendamment (résistance multiple :plusieurs gènes en cause).
Sorties : inférences sur la nature de la résistance à deux familles d’herbicides (croisée ou
multiple), sur sa fréquence, et donc sur les modalités de son évolution et de sa sélection.
2) Estimer la prévalence de la résistance de cible aux inhibiteurs de l’ALS dans les
populations françaises de Vulpin.
Recherche de mutations à deux positions-clefs dans le gène de l’ALS chez le Vulpin
(codons 197 et 574) chez un grand nombre de populations de Vulpin maillant la France.
Deux options possibles :
- Génotyper des populations « à problème » (c'est-à-dire issues de parcelles où une mauvaise
efficacité des inhibiteurs de l’ALS a été observée) fournies par des partenaires privés pour
confirmer l’existence de résistances et déterminer le rôle joué par la résistance de cible dans
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ces populations.
Sorties en préconisation (mutations les plus fréquemment sélectionnées).
- Génotyper des populations non sélectionnées par les inhibiteurs de l’ALS pour identifier la
fréquence des résistances pré-éxistantes (« pré-adaptation »).
Sorties en modélisation.
Déroulement
1) Résistance croisée ou multiple par métabolisation.
* Utilisation de descendances F1 dont l’un des parents est résistant à plusieurs herbicides
(inhibiteurs de l’ACCase et de l’ALS) et l’autre sensible.
* Clonage des descendants (chaque plante multipliée de façon végétative en au moins quatre
plantes).
* Pour chaque descendant, traitement des clones avec différents herbicides. Observation du
phnéotype (résistant/sensible). Génotypage de l’ALS sur les plantes résistantes aux
inhibiteurs de l’ALS pour vérifier que la résistance observée est due à de la métabolisation.
* Analyse de la ségrégation des résistances : si tous les descendants résistants à un herbicide
A sont aussi résistant à un herbicide B et réciproquement, résistance croisée (un seul gène de
métabolisation en cause). Sinon, résistance multiple (plusieurs gènes de métabolisation).
2) Recherche de mutations.
* Extraction d’ADN. Génotypage des ADN, cartographie de la distribution et de la fréquence
des mutations identfiées.
Faisabilité technique du stage
• Descendances F1 : une centaine actuellement en cours de production dans la cadre de la
thèse de C. Petit. Obtention des semences terminée au cours de l’été 2008. Chaque
descendance est issue d’un croisement entre un plante résistante à un inhibiteur de l’ACCase
et une plante sensible. La sensibilité des parents de chaque croisement à plusieurs inhibiteurs
de l’ACCase et de l’ALS à l’automne 2008 (avant le stage) par l’utilisation d’un test
biologique (pulvérisation de la dose au champ) sur des clones de ces plantes.
• Génotypage de l’ALS de Vulpin : technique développée au laboratoire et utilisée en routine
(PCR : dCAPS, Weed Research 48 : 97-101, 2008).
• Clonage du Vulpin : technique utilisée avec succès au laboratoire. Permet d’obtenir une
dizaine de plantes à partir d’une seule environ 2 mois après la germination.
• Test biologique de sensibilité aux herbicides : maîtrisé au laboratoire.
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