Une étude sur deux espèces de nématodes suggère que le changement climatique causera des dégâts plus importants aux cultures

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14185 (2023) Citer cet article

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La sécurité alimentaire est devenue l’un des plus grands défis du millénaire et elle devrait être exacerbée par le changement climatique en raison des effets néfastes de la température du sol sur la productivité des cultures. Bien que les nématodes phytoparasites soient l’un des facteurs limitants les plus importants de la production agricole, l’évolution de la température du sol dans leur biologie n’est pas entièrement comprise. Nous présentons ici les effets de la température du sol sur la survie, la reproduction, la virulence et la gravité de la maladie du point de vue de deux espèces de nématodes Rotylenchulus reniformis et Meloidogyne floridensis. Les deux espèces de nématodes ont été délibérément sélectionnées pour représenter une menace importante pour les cultures annuelles et pérennes. Nous avons utilisé de nouvelles approches d'exposition directe et indirecte à la chaleur pour évaluer la biologie des nématodes. Le test d'exposition directe à la chaleur impliquait l'exposition des nématodes à de l'eau chaude dans un bloc chauffant à 32, 33 et 34 °C pendant 7 h, puis l'évaluation de leur survie après 18 h. Le test d'exposition indirecte a utilisé un tapis chauffant commercial pour élever la température du sol à 32, 33 et 34 °C pendant 7 h pendant la journée, et une évaluation ultérieure de la reproduction, de la virulence et/ou de la gravité de la maladie des nématodes sur une période de 6 semaines après. inoculation. Lorsqu'il est directement exposé à l'eau chaude à 34 °C, la survie de R. reniformis a augmenté de 10 % tandis que la survie de M. floridensis a diminué de 12 % par rapport à celle à 32 °C. Lorsque la température du sol a augmenté de 32 à 34 °C, la reproduction de R. reniformis et M. floridensis a diminué respectivement de 49 % et 53 %. Une réduction significative de la reproduction de M. floridensis s'est produite lorsque la température du sol a augmenté de 33 à 34 °C, cependant, les mêmes conditions n'ont pas affecté de manière significative la reproduction de R. reniformis, ce qui suggère que cette dernière espèce a une plus grande capacité d'adaptation à l'augmentation de la température du sol. . De plus, la virulence de R. reniformis était plus élevée à 33 et 34 °C qu'à 30 °C, ce qui indique une agressivité accrue du nématode à des températures de sol plus élevées. La virulence de M. floridensis semble diminuer, comme en témoigne l'augmentation de la biomasse racinaire lorsque la température du sol est augmentée de 32 à 34 °C. Cependant, la plus grande biomasse racinaire peut résulter d'une augmentation des galles racinaires à des températures plus élevées. Les résultats de la présente étude suggèrent que même si la hausse des températures du sol due au changement climatique peut entraîner une réduction de la reproduction des nématodes, les pertes de récoltes augmenteront probablement en raison de la virulence accrue des nématodes. Grâce à la présente étude, nous rapportons des preuves pratiques de l’impact quantitatif du changement climatique sur la biologie des nématodes phytoparasites. D’autres études portant sur une plage plus large de températures et de durées d’exposition sont nécessaires pour mieux comprendre la biologie des nématodes dans le contexte du changement climatique.

Les nématodes phytoparasites (PPN) sont des vers pseudocoelomiques microscopiques non segmentés qui sont cosmopolites dans leur distribution et se nourrissent de plantes en tant qu'agents pathogènes obligatoires. Plus de 4 000 espèces de PPN ont été décrites et elles sont responsables d’environ 358 milliards de dollars de pertes de récoltes dans le monde chaque année1. Parmi plusieurs espèces de PPN, le nématode réniforme (Rotylenchulus reniformis) est l'une des espèces de nématodes les plus importantes économiquement, en particulier aux États-Unis, où environ 168 000 balles de coton et 2 millions de boisseaux de soja sont perdus chaque année à cause de ce nématode2,3. La présence d’à peine deux R. reniformis dans un centimètre cube de sol au début de la saison de croissance est suffisante pour entraîner une perte économique de récolte à la fin de la saison de croissance4. De même, un nouveau nématode à galles du pêcher (Meloidogyne floridensis) devient une menace croissante pour les industries arboricoles aux États-Unis, car les options de gestion disponibles pour d'autres espèces de Meloidogyne ne sont pas efficaces contre ce nématode5. La gestion de ces nématodes continuera à être un défi en raison de (i) le manque de résistance des plantes hôtes ou la préférence des producteurs pour les cultivars à haut rendement avec peu ou pas de considération pour le statut de résistance, (ii) l'existence d'une variabilité significative dans la reproduction et virulence parmi les isolats géographiques de nématodes entraînant une performance moindre des lignées résistantes6,7,8,9, (iii) l'incapacité des nématicides à fournir une protection tout au long de la saison contre les nématodes10, (iv) les effets néfastes des fumigants sur l'environnement et la santé humaine7, et (v) le manque d'efforts concertés parmi les chercheurs et les décideurs politiques pour lutter à l'avenir contre les pertes de récoltes dues aux nématodes avec des sols plus chauds.