Des haricots résistants grâce à la sélection végétale moderne
Des chercheurs de l'ETH participent de manière déterminante à une méthode qui permet de cultiver rapidement et de manière ciblée des haricots résistants aux maladies pour différentes régions du monde. Ils contribuent ainsi à améliorer la sécurité alimentaire des populations autosuffisantes des pays tropicaux.
![Une méthode de sélection génétique aide les producteurs africains à cultiver des haricots résistants à un champignon. (Image:  ; Georgina Smith / CIAT)](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2019/09/verbesserte-bohnenzucht/_jcr_content/news_content/fullwidthimage/image.imageformat.930.1174823158.jpg)
Pour beaucoup de petits paysans et d'autosuffisants en Afrique et en Amérique latine, les haricots sont l'un des principaux aliments de base. Ces couches de la population ne peuvent souvent pas se permettre d'acheter de la viande. Les haricots sont riches en protéines et en minéraux - et ils rassasient. En conséquence, ces légumineuses sont servies quotidiennement à chaque repas.
Mais les maladies des plantes réduisent sensiblement la récolte en de nombreux endroits. En particulier, un champignon qui provoque la redoutable maladie de l'angular leaf spot entraîne des pertes de récolte pouvant atteindre 80 pour cent, surtout en Afrique, où les petits agriculteurs n'ont souvent pas accès aux produits phytosanitaires et ne savent pas comment les utiliser.
La sélection ciblée
En collaboration avec Bodo Raatz et son équipe du Centre international d'agriculture tropicale (CIAT), des chercheurs de l'ETH du groupe de Bruno Studer, professeur de sélection végétale moléculaire, ont donc maintenant étudié la résistance génétique naturelle des haricots à la maladie Angular Leaf Spot. Grâce à leurs connaissances, les variétés de haricots résistantes pourront être cultivées plus rapidement et de manière plus ciblée.
Le cœur de la nouvelle méthode consiste à établir un profil génétique des haricots qui se prêtent potentiellement à la culture de nouvelles variétés résistantes. Ce profil permet de savoir à l'avance si les descendants issus du croisement de deux variétés sont résistants à différentes souches locales du champignon pathogène (appelées pathotypes).
Profil génétique établi pour 316 variétés
Tout d'abord, Michelle Nay, qui a mené le projet dans le cadre de sa thèse sous la direction de Bruno Studer, a constitué une collection de semences de haricots aussi diversifiée que possible à partir du fonds de la collection de semences du CIAT. La collection de Nay comprenait 316 variétés différentes présentant des caractéristiques pertinentes contre le champignon pour la poursuite de la culture.
![Vue agrandie : Michelle Nay, première auteure, pendant son travail dans un champ expérimental. (Image : zVg M.Nay)](/de/news-und-veranstaltungen/eth-news/news/2019/09/verbesserte-bohnenzucht/_jcr_content/news_content/textimage_1142746471/image.imageformat.text50percent.1140607465.jpg)
Nay a ensuite planté les haricots de sa collection en Ouganda et en Colombie, à la fois en plein champ et en serre. De cette manière, elle voulait savoir si et comment les différentes variétés réagissaient aux souches respectives du champignon nuisible dans les pays correspondants et quels gènes transmettaient les résistances.
En outre, la chercheuse a établi un profil génétique à haute résolution de chacune des 316 lignées de haricots à l'aide de variations dans le patrimoine génétique, appelées marqueurs génétiques, et elle a identifié les marqueurs qui ne se trouvent que dans les haricots résistants. Ces marqueurs lui ont servi à prédire quels produits de croisement seraient résistants ou non à quelles souches de champignons d'un pays donné.
Progrès dans la sélection conventionnelle
"Notre procédé accélère énormément la sélection", se réjouit Studer. C'est un grand progrès, car auparavant, on croisait différentes variétés plus ou moins au petit bonheur la chance et on devait tester la résistance de chaque plante. Grâce aux profils génétiques, il est désormais possible d'évaluer si les descendants sont résistants. "C'est extrêmement utile pour la culture des haricots et c'est une bonne nouvelle pour les personnes qui ont un besoin urgent de haricots".
Studer considère également la culture de haricots résistants aux maladies comme une contribution à la réduction de l'utilisation de produits phytosanitaires. En Amérique latine, de nombreux pesticides sont aujourd'hui utilisés dans la culture des haricots, mais très peu en Afrique de l'Est, car les agriculteurs n'y ont souvent pas accès. "Avec les haricots résistants, nous faisons d'une pierre deux coups : les agriculteurs d'Amérique latine ont besoin de moins de produits phytosanitaires et les agriculteurs d'Afrique peuvent récolter davantage, même sans pesticides."
Une technologie simple et avantageuse
Les semences issues de ce projet sont distribuées par le CIAT à différentes organisations partenaires qui fournissent les variétés qui en sont issues aux agriculteurs. La technique d'analyse pour déterminer les marqueurs génétiques est également relativement simple et peu coûteuse, de sorte qu'elle peut être utilisée par les programmes de sciences agronomiques des pays concernés. Tester un marqueur génétique coûte moins de 20 centimes, explique Nay. Même les laboratoires des pays pauvres peuvent se le permettre. De plus, tout ce qui a été produit dans le cadre de ce travail est en accès libre. "Nous atteignons ainsi précisément les personnes qui doivent vraiment avoir accès à de telles ressources", souligne Nay.
Nay et Studer ont travaillé en étroite collaboration avec le CIAT dans le cadre de ce projet. Celui-ci gère un grand programme de sélection en Colombie et dispose de la plus grande collection de semences au monde, avec plusieurs milliers de variétés de haricots. Dans le jardin variétal du CIAT en Colombie, de nouvelles variétés sont produites par croisement conventionnel, les semences sont testées et mises à la disposition d'éleveurs en Afrique par l'intermédiaire de l'organisation partenaire "Pan-Africa Bean Research Alliance" pour une sélection ultérieure.
Dans un projet de suivi, Studer et son groupe vont continuer à développer la méthode de culture en collaboration avec le CIAT et avec le soutien du World Food Systems Center de l'ETH Zurich. Alors que les chercheurs s'étaient jusqu'à présent concentrés sur les marqueurs moléculaires d'une maladie, le nouveau projet adopte une approche plus globale et l'on tente de prédire le plus grand nombre possible de caractéristiques des plantes en se basant sur les profils génétiques.
Ce projet a bénéficié du soutien financier de la Fondation Sawiris pour le développement social.
Les haricots - la "viande des pauvres"
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Dans une grande partie de l'Afrique, les haricots sont l'aliment de base. (Image : Georgina Smith / CIAT) -
La maladie Angular Leaf Spot réduit massivement la récolte de haricots. ( Photo : M.Nay/EPF Zurich)
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Il existe une multitude de variétés de haricots dans le monde. (Image : M.Nay/EPF Zurich)
Référence bibliographique
Nay MM, Mukankusi CM, Studer B, Raatz B : Les haplotypes au locus Phg-2 déterminent la spécificité du pathotype de la résistance aux taches angulaires des feuilles dans le haricot commun. Frontiers in Plant Science, 2019. DOI : page externe10.3389/fpls.2019.01126