Quand le maïs a besoin d'un ver...
Les Pôles de recherche nationaux (PRN) sont interconnectés au niveau mondial. Les approches innovantes en matière de lutte contre les nuisibles au sein du PRN "Plant Survival – Survie des plantes en milieux naturels et agricoles" n'auraient pas été imaginables sans la collaboration entre la Suisse, l'Allemagne et les Etats-Unis.
Les plantes ne sont pas des organismes vivants sans défense. En partie grâce à des stratégies extrêmement ingénieuses, elles se défendent contre les coléoptères, chenilles et autres animaux qui veulent leur nuire. De tels mécanismes de défense naturels intéressent tout particulièrement les chercheurs du PRN "Plant Survival". Dans ce cadre, un groupe de chercheurs mené par Ted Turlings, de l'Université de Neuchâtel, a découvert que le maïs sécrète une substance odorante quand il est attaqué par les larves de la chrisomèle des racines du maïs (Diabrotica virgifera virgifera). La substance odorante attire de minuscules nématodes, qui détruisent les larves des nuisibles.
Quand les chercheurs ont analysé cette propriété des variétés de maïs modernes, ils ont profité de leurs contacts européens de l'institut de recherche "CABI Bioscience Switzerland" à Delsberg, qui participe au PRN "Plant Survival". Lors d'essais dans des champs fortement infestés par des larves de chrisomèle des racines du maïs en Hongrie, les chercheurs ont découvert que la plupart des variétés de maïs cultivées aux Etats-Unis n'étaient plus capables d'émettre de substance odorante en cas d'attaque de nuisibles.
Ivan Hiltpold a examiné plus en détail ce phénomène dans le cadre de sa thèse de doctorat, à l'Université de Neuchâtel. "Aux Etats-Unis et au Canada, le chrisomèle est le principal nuisible du maïs. On estime qu'il est à l'origine de dommages et de coûts en pesticide allant jusqu'à un milliard de dollars par an", explique Ivan Hiltpold. Le chrisomèle des racines du maïs est arrivé en Europe dans les années 90. Il s'est répandu tout d'abord en Europe de l'Est. "Il progresse lentement vers l'Europe de l'Ouest. Depuis plusieurs années, il fait des apparitions au Tessin", ajoute Ivan Hiltpold.
Ivan Hiltpold suppose que la perte de défense des maïs peut s'expliquer sur le plan génétique. De ce fait, lui, l'écologiste, a cherché à collaborer avec des généticiens de l'Institut Max-Planck pour l'écologie chimique à Jena, en Allemagne. Ivan Hiltpold est persuadé que la renommée du PRN "Plant Survival" a été déterminante dans la collaboration du jeune chercheur avec des partenaires étrangers. Il explique: "Quand on fait partie d'un tel réseau, on gagne plus vite la confiance des autres chercheurs."
Ensemble, les chercheurs ont découvert qu'en fait, les variétés de maïs américain possédaient toujours le gène leur permettant de fabriquer la fameuse substance odorante. Mais, ces gènes semblaient être comme désactivés – vraisemblablement un effet secondaire de l’obtention de plusieurs années. Les plantes avaient pour ainsi dire perdu leur capacité naturelle à appeler à l'aide les nématodes. Au moyen de méthodes de technique génétique, les chercheurs allemands sont parvenus dans un premier temps à réactiver cette capacité de défense des espèces de maïs américain.
Les chercheurs ont alors profité une nouvelle fois de leur réseau. Ivan Hiltpold a testé les variétés de maïs traitées sur le plan génétique dans son laboratoire, à Neuchâtel. Pour cela, il a pu bénéficier du soutien de ses collègues du CABI, qui ont élevé des larves de chrisomèle des racines du maïs. Et ses étroits contacts avec les chercheurs en agriculture de l'Université du Missouri (USA) ont permis un essai en plein champ avec les nouvelles variétés de maïs. Tant en laboratoire qu'en plein champ, on a pu constater que les nouvelles variétés étaient parées pour faire face aux attaques de chrisomèle: la substance odorante excrétée a attiré les nématodes qui à leur tour ont pu libérer les plants de maïs. "Sans ces coopérations, explique Ivan Hiltpold, mon projet n'aurait jamais pu être mené à bien." Après sa thèse, les réseaux noués ont subsisté.
La capacité naturelle à pouvoir se défendre contre les nuisibles ne semble pas être une caractéristique uniquement réservée au maïs. Les chercheurs ont seulement pris le maïs comme modèle. "De nombreuses autres plantes émettent très certainement des signaux chimiques au moyen de substances odorantes", suppose Ted Turlings. Cela ouvre donc des perspectives à long terme pour les réseaux de recherche qu'ont noués les chercheurs du PRN "Plant Survival" jusqu'à présent.