Thèse : « Adaptation des populations de Magnaporthe oryzae à une variété de riz pluvial (Oryza sativa) partiellement résistante et facteurs contribuant à l’initiation de la pyriculariose dans les Hautes Terres de Madagascar »

Composition du jury :

• Président de jury : Mme Bakolimalala RAKOUTH, Professeur Faculté des Sciences Université d’Antananarivo
• Directeur de thèse : Mme Isabelle RATSIMIALA RAMONTA, Professeur Titulaire Faculté des Sciences Université d’Antananarivo
• Co-directeur de thèse : M. Didier THARREAU, Docteur HDR CIRAD Montpellier
• Rapporteur interne : Mme Lala Harivelo RAVELOSON RAVAOMANARIVO, Professeur Faculté des Sciences Université d’Antananarivo
• Rapporteur externe : M. Pascal FREY, Docteur HDR INRA Lorraine
• Examinateur : M. Rado RASOLOMAMPIANINA, Professeur CNRE Antananarivo
• Invité : Mme Mathilde SESTER, Docteur CIRAD Montpellier

Résumé :

Malgré la supposition que la résistance quantitative est durable, l’adaptation de l’agent pathogène sur ce type de résistance existe dans certains pathosystèmes. Le cas de déploiement massif d’une variété de riz Chhomrong Dhan (ChD) depuis 2006 en riziculture pluviale sur les Hautes Terres de Madagascar a été étudié afin de mieux comprendre l’érosion ou la durabilité de la résistance quantitative pour le complexe riz et le champignon pathogène de pyriculariose Magnaporthe oryzae.

Des suivis d’évolution d’épidémie de la pyriculariose sur des parcelles paysannes dans six sites, sur un dispositif expérimental durant trois campagnes (2014-2017) et sur des parcelles témoins (avec ChD  et Fofifa 154 variété sensible) durant une campagne (2015-2016) ont été conduits. Ensuite une étude de l’adaptation de l’agent pathogène a été entreprise par des caractérisations phénotypique et génétique des populations de M. oryzae échantillonnées récemment (campagnes 2014-2016 avec 351 souches) et avant déploiement (entre 2001 et 2006 avec 455 souches). Des essais ont également été réalisés pour mesurer l’importance de différentes sources d’inoculum de M. oryzae qui pourraient constituer des éléments clés à gérer pour éviter la propagation d’éventuelles souches adaptées.

Le niveau d’attaque de pyriculariose paniculaire (60% grains infectés) a été observé sur de variété sensible marquant l’omniprésence d’inoculum de M. oryzae dans la région étudiée, alors que la sévérité paniculaire maximale recensée sur ChD est de 4%. La résistance de ChD reste efficace vis-à-vis des populations de M. oryzae dans les Hautes Terres. Sur les 24 groupes clonaux (GC) obtenus à partir de la totalité des souches analysées, 4 GC sont spécifiques pour ChD, 4 GC sont spécifiques pour les autres variétés et 16 GC sont partagés pour les deux. La structure génotypique des populations issues de ChD varie également en fonction des sites et en fonction des années. De plus, la comparaison des composantes d’agressivité (nombre de lésions, surface de lésions et nombre de spores produites) montrent que le niveau d’agressivité sur les 4 variétés inoculées est similaire entre les populations issues de ChD et issues d’autres variétés. Ces résultats d’analyses moléculaires et de tests phénotypiques révèlent l’absence d’adaptation particulière des populations de M. oryzae actuelles sur ChD. Par contre, le déploiement massif de ChD semble avoir modifié la structure génotypique de population de M. oryzae de la riziculture pluviale sur les Hautes Terres à cause de la différence de fréquences de GC entre les populations échantillonnées avant 2006 et récentes. La caractérisation des sources d’inoculum de M. oryzae montrent que les semences, les résidus de riz et les bases de tige jouent un rôle important dans le développement de la pyriculariose au champ.

Mots clés : variété de riz, Chhomrong Dhan, pyriculariose, Magnaporthe oryzae, résistance quantitative et déploiement massif. 

Abstract :

Despite the supposition that quantitative resistance is sustainable, agent pathogen adaptation on this resistance type exists. The massive deployment case of one variety Chhomrong Dhan (ChD) since 2006 in rainfed upland rice in the Madagascar Highlands was studied in order to better understand the quantitative resistance erosion or durability for the complex rice and blast pathogen fungus Magnaporthe oryzae.

Monitoring of blast epidemic evolution has been conducted on farmer’s fields in six sites, on one experimental design during three seasons 2014-2017 and on control plots (with ChD and Fofifa 154, a susceptible variety) during wet season 2015-2016. Then, pathogen adaptation study was undertaken by phenotypic and genetic characterizations of M. oryzae populations recently sampled (seasons 2014-2016 with 351 strains) and before deployment (between 2001 and 2006 with 455 strains). Trials over several years were also carried out for assessing the relative importance of different M. oryzae inoculum sources which could constitute key elements of their management to avoid dispersion of eventual adapted strains.

Level attack of panicle blast (60% of infected grains) has been observed on susceptible variety outstanding the omnipresence of M. oryzae inoculum in the studied region, while the maximum panicle severity inventoried on ChD is 4%. ChD resistance remains effective to M. oryzae populations in the highlands. On the 24 clonal groups (GC) obtained from the totality of analyzed strains, 4 GC are specifics for ChD, 4 GC are specifics for others varieties and 16 GC are common for both. Population genotypic structure issues of ChD varied also according to the sites and according to the sampling years. In addition, the comparison of components of aggressiveness (lesions number, lesions surface and spores produced number) showed that aggressiveness level on the 4 inoculated varieties was similar between the populations of M. oryzae issues of ChD and issues of other varieties. These results of molecular analysis and phenotypic tests revealed the lack of particular adaptation of actually M. oryzae populations on ChD. On the other hand, massif deployment of ChD seemed to modify M. oryzae population genotypic structure of upland rice on the highlands due to the difference of GC frequencies between the populations before 2006 and recent. M. oryzae inoculum sources characterization showed that seeds, rice residues and stem bases play important role in field rice blast development.

Keywords: rice variety, Chhomrong Dhan, rice blast, Magnaporthe oryzae, quantitative resistance and massif deployment.