La rouille du soja : une menace pour la sécurité alimentaire aux États-Unis
Le soja est l'un des produits agricoles les plus importants des États-Unis. Sa valeur nutritionnelle contribue à garantir une alimentation de qualité aux ménages et à assurer leur sécurité alimentaire. Rupe et Sconyers (2008) indiquent que le soja est une culture majeure aux États-Unis et dans le monde. Riche en huile végétale et en protéines (environ 20 % et 40 % respectivement), il fournit 57 % de l'huile végétale consommée dans le monde et 68 % des protéines végétales. Selon l'American Soybean Association, les États-Unis ont produit 38 % de la récolte mondiale de soja en 2006, soit une valeur de plus de 19 milliards de dollars. Le Brésil et l'Argentine en ont produit respectivement 24 % et 19 %. Malheureusement, la rouille du soja est l'une des maladies les plus importantes du soja à l'échelle mondiale, en raison du manque de résistance des plantes, de la propagation rapide de la maladie et des pertes de rendement potentiellement élevées, pouvant atteindre 30 à 80 % (Rupe et Sconyers, 2008). Un autre auteur (Malvick, 2018) est également de cet avis, affirmant que dans des conditions favorables, le pathogène peut provoquer des pertes de rendement supérieures à 50 %.
La rouille du soja est potentiellement l'une des maladies les plus importantes du soja, et elle peut se propager rapidement, provoquer des taches sur les feuilles et la défoliation des plants de soja (Malvick, 2018). Selon Rupe et Sconyers (2008), la rouille du soja est une maladie grave causée par deux champignons étroitement apparentés : *Phakopsora pachyrhizi* , parfois appelé pathogène de la rouille asiatique ou australasienne du soja, et *Phakopsora meibomiae* , le pathogène dit de la rouille du soja du Nouveau Monde, que l’on trouve uniquement dans l’hémisphère occidental. À quelques détails près, les deux champignons sont morphologiquement identiques, mais *P. pachyrhizi* est beaucoup plus agressif sur le soja que *P. meibomiae* . À ce jour, *P. meibomiae* n’a pas été documenté comme cause de pertes de rendement significatives en Amérique centrale et du Sud. Les premiers symptômes de la rouille du soja causée par *Phakopsora pachyrhizi* se manifestent par de très petites taches brunes ou rouge brique sur les feuilles (figure 1, à gauche). Les lésions restent petites (2 à 5 mm de diamètre) mais leur nombre augmente à mesure que la maladie progresse. Des pustules (figure 1, à droite), appelées urédies, se forment dans ces lésions, principalement à l’intérieur des feuilles. sur la face inférieure des feuilles, et elles peuvent produire de nombreuses urédiniospores."³
Figure 1. Taches et pustules sur les feuilles (Crédit photo : Rupe et Sconyers, 2008)
À mesure que les lésions se multiplient sur une foliole, la zone affectée jaunit et finit par entraîner la chute de la foliole. Les symptômes causés par *P. meibomiae* sont similaires à ceux de *P. pachyrhizi* . Seules des analyses d'ADN permettent de distinguer ces deux espèces fongiques. Comme les autres rouilles, les agents pathogènes de la rouille du soja sont des parasites obligatoires qui nécessitent un hôte vivant pour se développer et se reproduire. Ils peuvent survivre quelques jours seulement, sous forme d'urédiniospores, loin de l'hôte dans des conditions naturelles.³ Des périodes prolongées de temps humide, des températures modérées (entre 15 et 29 °C) et une forte humidité (supérieure à 75 %) favorisent le développement de la maladie (Malvick, 2018).
Rupe et Sconyers (2008) indiquent que la rouille du soja a été initialement observée à Porto Rico au milieu des années 1970, mais des analyses ultérieures ont montré qu'elle était causée par *Physicotis meibomiae* et non par *Physicotis pachyrhizi *. Selon ces auteurs, la première introduction de la rouille asiatique du soja, causée par *Physicotis pachyrhizi*, aux États-Unis a eu lieu à Hawaï en 1994. Heureusement, cette introduction n'a pas affecté les principales zones de culture du soja aux États-Unis. D'après de nombreux auteurs, dont le Département de l'Agriculture du Minnesota (MDA) et Rupe et Sconyers (2008), une grave épidémie de rouille du soja causée par *Physicotis pachyrhizi* a été signalée en novembre 2004 en Louisiane, puis, peu de temps après, dans huit autres États du Sud (figure 2, à gauche).
« Cette rouille du soja est probablement arrivée aux États-Unis depuis la Colombie avec l’ouragan Ivan, qui a touché terre en septembre 2004. La figure 2 (à droite) illustre la charge de spores estimée transportée par l’ouragan Ivan et la répartition géographique des dépôts de spores. Depuis, *P. pachyrhizi* semble s’être implantée durablement sur le kudzu en Floride, et la zone où elle est présente pendant la saison de croissance s’est étendue. En 2005, la rouille du soja était principalement active dans le sud-est des États-Unis, mais quelques cas tardifs ont été observés sur le kudzu jusqu’au Kentucky et en Caroline du Nord. »³ Le MDA mentionne également qu’« en 2005, des chercheurs ont pu documenter la présence de spores de rouille du soja dans des échantillons d’eau de pluie prélevés au Minnesota, mais aucun cas de maladie n’a été signalé. »²
Figure 2. Répartition de la rouille du soja aux États-Unis en 2004 (Carte tirée de Rupe et Sconyers, 2008)
En 2007, la sécheresse dans le sud-est des États-Unis a limité le développement de la rouille du soja pendant la majeure partie de la saison, mais les fortes précipitations en Louisiane, au Texas, en Oklahoma et au Kansas ont favorisé son apparition dans ces régions. La rouille est apparue pour la première fois aussi au nord que l'Iowa en 2007. Dans des conditions favorables, la rouille du soja peut se propager rapidement et constitue une menace pour les principales zones de culture du soja aux États-Unis (Rupe et Sconyers, 2008).
Historiquement, la rouille du soja causée par *Physicos pachyrhizi* a été signalée pour la première fois au Japon en 1902 et est restée limitée à l'Asie et à l'Australie jusqu'en 1997, date à laquelle elle a été découverte en Ouganda (en Afrique). De là, elle s'est propagée au Zimbabwe (1998), puis à l'Afrique du Sud (2001). En 2001, la rouille du soja a été détectée au Paraguay. La majeure partie de la production mondiale de soja étant concentrée en Amérique du Nord et du Sud, l'introduction de la rouille au Paraguay a constitué une menace importante. La rouille du soja a été signalée au Brésil et dans le nord de l'Argentine en 2002. Dès 2003, elle était présente dans la plupart des zones de production de soja au Brésil, ainsi qu'en Bolivie. À l'été 2004, des cas ont été signalés en Colombie. C'est probablement de Colombie que la rouille du soja a atteint les États-Unis avec l'ouragan Ivan, qui a touché terre en septembre 2004 (Rupe et Sconyers, 2008).
Figure 3. Stade avancé de l'infection par la rouille du soja (Photo : MDA)
« La rouille du soja est depuis longtemps considérée comme une grave menace pour la production de soja en Amérique du Nord et du Sud. Phakopsora pachyrhizi a été inclus dans la liste des « agents pathogènes sélectionnés » de la loi américaine de 2002 sur le bioterrorisme, au même titre que d’autres agents biologiques comme ceux responsables de l’anthrax et de la fièvre hémorragique, en raison de son potentiel d’utilisation comme arme terroriste. »³
Pour la prise en charge de cette maladie, le dépistage précoce est le meilleur outil actuellement disponible. À l'heure actuelle, Rupe et Sconyers (2008) affirment que « la méthode de détection précoce la plus fiable est l'utilisation de parcelles sentinelles. Il s'agit de petites parcelles (principalement du soja, mais le kudzu ou une autre plante hôte sensible peuvent également être utilisés) semées plusieurs semaines avant la culture commerciale, souvent avec des variétés précoces. La précocité des semis et de la maturité des variétés permet aux parcelles sentinelles de fleurir une à trois semaines avant la culture commerciale. La rouille du soja se développant généralement après la floraison (Malvick, 2018 et Rupe et Sconyers, 2008), la maladie peut être observée dans ces parcelles sentinelles une à deux semaines avant d'être détectée dans les champs commerciaux adjacents. Cette alerte précoce donne aux agriculteurs de la région le temps d'appliquer un traitement fongicide préventif. Des parcelles sentinelles ont été mises en place dans toutes les zones de production de soja et de haricots secs des États-Unis. Les données issues de ces parcelles sont téléchargées chaque semaine sur un site web dédié de l'USDA, où des cartes illustrant l'activité de la rouille dans le pays sont générées. »³
Une autre méthode de détection précoce de la rouille du soja, décrite par Rupe et Sconyers (2008), est le piégeage des spores. Deux stratégies sont actuellement évaluées. La première consiste à piéger les spores transportées par le vent sur des lames de verre enduites de vaseline. Les spores sont ensuite examinées au microscope, et la présence et le nombre de spores ressemblant à celles de la rouille du soja sont notés. À l'heure actuelle, l'examen microscopique ne permet d'identifier que les spores ressemblant à l'agent pathogène de la rouille du soja, car il est impossible d'identifier *P. pachyrhizi* avec certitude par le seul examen des urédiniospores. Une identification plus concluante des urédiniospores de *P. pachyrhizi* est en cours de développement grâce à l'utilisation d'anticorps marqués et de la technique de réaction en chaîne par polymérase (PCR). La seconde méthode de piégeage des spores consiste à collecter et filtrer l'eau de pluie, puis à utiliser la PCR pour déterminer la présence de *P. pachyrhizi* sur les filtres. On pense que la dissémination des urédiniospores sur de longues distances se produit lorsque les orages les transportent et les déposent dans l'eau de pluie à des endroits éloignés. Cette technique, utilisant des marqueurs moléculaires spécifiques à l'espèce, confère une plus grande fiabilité aux résultats positifs. En 2005 et 2006, des prélèvements d'air et de pluie ont permis de détecter des spores de P. pachyrhizi ou apparentées sur une vaste zone, loin des régions où la rouille du soja était active. Bien qu'aucune de ces méthodes ne permette de déterminer si les spores sont arrivées vivantes, elles indiquent que ce pathogène a le potentiel de se propager rapidement et à grande échelle.
Rupe et Sconyers (2008) ont identifié trois stratégies de gestion fondamentales susceptibles de contribuer à la réduction des épidémies de rouille du soja : les fongicides, la résistance génétique et les pratiques culturales. À l’heure actuelle, les fongicides constituent la seule stratégie très efficace, et leur efficacité repose sur le choix du fongicide approprié et son application au moment opportun. Plusieurs fongicides sont homologués aux États-Unis pour lutter contre la rouille du soja ; la plupart peuvent être classés en trois groupes : les chloronitriles, les strobilurines et les triazoles.
Concernant la résistance génétique, Rupe et Sconyers (2008) expliquent que les plants de soja réagissent à l'infection par *P. pachyrhizi* en présentant des lésions beiges, brun-rouge ou aucune lésion. Ces réactions correspondent respectivement à une sensibilité, une résistance modérée ou une forte résistance. Quatre gènes dominants de résistance à la rouille du soja sont connus : Rpp1 à Rpp4. Bien que ces gènes confèrent une résistance élevée et soient relativement faciles à intégrer dans de nouvelles variétés de soja, ils ne sont pas efficaces contre toutes les races de *P. pachyrhizi* . La gestion à long terme reposera probablement davantage sur la résistance, combinée à l'utilisation de fongicides et à des modifications des pratiques culturales. Selon ces auteurs, dans la plupart des régions des États-Unis où la rouille doit être introduite chaque année pour qu'une épidémie se déclare, certaines pratiques culturales peuvent contribuer à la gestion de la rouille du soja. Ainsi, modifier les dates de semis et de récolte peut permettre de prévenir la maladie : semer tôt avec une variété précoce peut éviter la rouille jusqu'à la récolte ou jusqu'à un stade de développement suffisamment avancé pour que la maladie ait peu d'impact sur le rendement.
Références
Malvick, Dean. 2018. La rouille du soja. Université du Minnesota. Disponible à l'adresse :https://extension.umn.edu/pest-management/soybeanrust
Ministère de l'Agriculture du Minnesota (MDA). Rouille du soja du Dakota du Nord. Disponible sur : https://www.mda.state.mn.us/plants/plantdiseases/soybeanrust
Rupe, John et Sconyers, Layla. 1er janvier 2008. La rouille du soja. The Plant Health Instructor. Volume 8. The American Phytopathological Society (APS). Disponible sur : https://www.apsnet.org/edcenter/pdlessons/Pages/SoybeanRust.aspx et DOI : 10.1094/PHI-I-2008-0401-01
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