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Sauver la banane de l’extinction : un défi scientifique
Les bananes que vous consommez aujourd’hui ne sont pas les mêmes que celles appréciées par les générations précédentes. La variété que vous avez peut-être dégustée au petit-déjeuner est connue sous le nom de banane Cavendish. Avant les années 1950, la variété prédominante dans les épiceries était la Gros Michel, qui a été décimée par une maladie appelée la fusariose ou FWB.
La menace de la fusariose
La fusariose de la Gros Michel était causée par le champignon Fusarium oxysporum race 1, un pathogène fongique qui s’attaque aux bananes. Cette infection fongique entraîne la mort de la plante en occupant son système vasculaire, ce qui bloque le transport d’eau et de minéraux.
Pour remédier à cette situation, les biologistes des plantes ont développé la variété Cavendish, résistante à la fusariose. Cependant, depuis quelques décennies, un retour en force de la fusariose causé par une autre souche de ce même champignon, appelée race tropicale 4 (TR4), menace à nouveau la production mondiale de bananes.
Évolution de Fusarium oxysporum
Comment Fusarium oxysporum a-t-il acquis la capacité de surmonter la résistance et d’infecter tant de plantes différentes ? En tant que génomiste, j’ai étudié l’évolution génétique de Fusarium oxysporum pendant plus de dix ans. Ce complexe d’espèces peut provoquer des maladies de flétrissement et de pourriture racinaire dans plus de 120 espèces de plantes, certaines souches pouvant également infecter l’homme.
En 2010, notre laboratoire a découvert que chaque génome de Fusarium oxysporum peut être divisé en deux parties : un génome central, partagé entre toutes les souches, qui code pour des fonctions essentielles, et un génome accessoire, variant d’une souche à l’autre, qui code des fonctions spécialisées, comme la capacité d’infecter une plante hôte spécifique.
Les mécanismes de l’infection
Chaque espèce végétale possède une réponse immunitaire sophistiquée pour se défendre contre les invasions microbiennes. Ainsi, pour établir une infection, chaque souche de Fusarium oxysporum utilise son génome accessoire pour supprimer le système de défense unique de la plante. Cette compartimentation fonctionnelle permet à Fusarium oxysporum d’accroître considérablement son éventail d’hôtes.
Dans nos recherches récemment publiées, mon équipe et nos collègues en Chine et en Afrique du Sud ont découvert que la souche TR4 qui tue les bananes Cavendish a une origine évolutive différente et des séquences distinctes dans son génome accessoire par rapport à la souche qui a décimé les bananes Gros Michel.
Une nouvelle approche pour protéger les bananes
En analysant l’interface entre la souche TR4 et son hôte Cavendish, nous avons remarqué que certains de ses gènes accessoires activés libèrent du monoxyde d’azote, un gaz nocif pour la banane Cavendish. Cette libération soudaine de gaz toxiques facilite l’infection en réduisant les défenses de la plante. Parallèlement, le champignon se protège en augmentant la production de substances qui détoxifient le monoxyde d’azote.
Notre étude indique qu’une façon de protéger les bananes Cavendish serait de concevoir des pièges efficaces pour le monoxyde d’azote, afin de réduire la pression toxique exercée par ce gaz.
Encourager la diversité des bananes
En retraçant la propagation mondiale de cette nouvelle version de Fusarium oxysporum, nous avons pris conscience qu’une des principales causes de sa résurgence est la domination du secteur bananier international par un seul clone de banane. La culture de différentes variétés de bananes peut rendre l’agriculture plus durable et réduire la pression des maladies sur une seule culture.
Les producteurs et chercheurs peuvent mieux contrôler la fusariose des bananes en identifiant ou en développant des variétés de bananes tolérantes ou résistantes à la TR4. Vous, en tant que consommateur, pouvez également contribuer à la diversité des bananes dans votre supermarché en essayant une ou plusieurs des centaines d’autres variétés de bananes qui sont parfois proposées.
En achetant des variétés locales d’autres fruits et produits agricoles, vous aidez à préserver la diversité végétale et à soutenir les producteurs locaux. La collaboration entre scientifiques, agriculteurs, industriels et consommateurs à l’échelle mondiale peut aider à éviter de futures pénuries de bananes et d’autres cultures.
Li-Jun Ma, Professeur de biochimie et de biologie moléculaire, UMass Amherst