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Changements chimiotypiques dans la population canadienne de Fusarium graminearum

Dans un article paru en 2004, O’Donnell, Ward, Geiser, Kistler et Aoki ont proposé de diviser l’espèce alors appelée Fusarium graminearum en plusieurs espèces distinctes, en se fondant sur une analyse phylogénique des séquences d’ADN. Les premiers de ces auteurs ont par la suite analysé des isolats prélevés au Canada et ont ainsi découvert qu’une seule des espèces proposées se rencontre au pays, celle conservant le nom de Fusarium graminearum. Des travaux ultérieurs ont révélé que ces isolats présentaient plusieurs autres particularités. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans un article de T.J. Ward, R.M. Clear, A. Rooney, K. O’Donnell, D. Gaba, S. Patrick, D. Starkey, J. Gilbert, D. Geiser et T. Nowicki, « An Adaptive Evolutionary Shift in Fusarium Head Blight Pathogen Populations is driving the Rapid Spread of More Toxigenic Fusarium graminearum in North America », publié dans la revue Fungal Genetics and Biology. Les renseignements qui suivent sont tirés de cet article.

En Amérique du Nord, le chimiotype 15-ADON du F. graminearum est celui qui a généralement causé la fusariose dans le passé. Ce chimiotype produit du désoxynivalénol (DON) ainsi qu’un composé analogue, le 15-acétyldésoxynivalénol (15 ADON). Un autre chimiotype, le chimiotype 3-ADON, produit du DON ainsi que du 3-ADON et est important à l’extérieur de l’Amérique du Nord. Dans le cadre d’un projet de collaboration, des isolats de F. graminearum prélevés par la Commission canadienne des grains de 1984 à 2004 dans des grains de blé fusariés ont été analysés par des chercheurs du département de l’Agriculture des États-Unis, à Peoria, au moyen d’une épreuve de génotypage multilocus permettant d’identifier les espèces du genre Fusarium et leurs chimiotypes. Le graphique suivant montre les changements chimiotypiques observés dans la population au cours de 6 années, dans l’Ouest canadien.

Changement dans la population du chimiotype 3-ADON

Changement dans la population du chimiotype 3-ADON

Étant donné ce changement inattendu et rapide dans la population, il a été décidé d’obtenir et d’analyser des isolats prélevés à l’Île-du-Prince-Édouard et au Québec. Cette analyse a révélé que le chimiotype 3-ADON est bien établi dans ces provinces et particulièrement à l’Île-du-Prince-Édouard, où il a été le seul détecté. Certaines différences phénotypiques telles que la capacité toxinogène ont été comparées chez 75 isolats, dont 25 isolats de 3-ADON de l’Ouest canadien, 25 isolats de 15-ADON de l’Ouest canadien et 25 isolats de 3-ADON de l’Île-du-Prince-Édouard. Ces isolats ont été inoculés à du riz autoclavé, puis analysés quant à leur teneurs en DON, en 3-ADON et en 15-ADON. Étonnamment, il y avait de grandes différences de teneur en DON entre les populations des chimiotypes 3-ADON et 15-ADON.

Production de DON in vitro

Production de DON in vitro

Les rapports 15-ADON/3-ADON des isolats prélevés dans les diverses provinces ont été comparés, et un fort gradient a été observé : la population de 3-ADON atteignait son maximum dans l’est et décroissait vers l’ouest.

Changements chimiotypiques dans la population canadienne de Fusarium graminearum, de 1998 à 2004

Changements chimiotypiques dans la population canadienne de Fusarium graminearum, de 1998 à 2004

Le changement rapide récemment observé dans la population canadienne de F. graminearum est sans doute attribuable à un avantage évolutif présent chez le chimiotype 3-ADON. Des travaux ont été entrepris avec des collègues de la Commission canadienne des grains, d’Agriculture et Agroalimentaire Canada et du département de l’Agriculture des États-Unis, à Peoria, avec une aide financière de la Fondation de recherches sur le grain de l’Ouest, afin de comprendre ce mécanisme ainsi que son effet sur la teneur des grains en mycotoxines. Fait intéressant, les changements chimiotypiques ainsi que les différences de capacité toxinogène observés dans la population canadienne ont également été observés aux États-Unis, dans le Midwest. Les résultats obtenus par Gale et al. (sous presse) étaient en effet semblables à ceux obtenus au Canada.