Mining a tomato core collection for resistance to TSWV, ToMV and Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici

Les tomates sont l'un des aliments les plus appréciés au monde, cultivées dans presque tous les pays et échangées à travers les océans. Pourtant, malgré leur importance culinaire, les plantes sont sous un siège constant. Elles font face à un trio implacable d'ennemis capables d'anéantir des récoltes entières : des virus qui transforment les feuilles en motifs de mosaïque ou les brunissent par des taches nécrotiques, et un champignon tellurique qui étouffe les racines et fait flétrir la plante de l'intérieur. Les agriculteurs comptent depuis longtemps sur le croisement de tomates dotées de boucliers génétiques spécifiques, connus sous le nom de gènes de résistance, pour combattre ces envahisseurs. Cependant, ces agents pathogènes sont astucieux et évoluent rapidement ; ils mutent souvent pour percer une barrière génétique unique, laissant la culture vulnérable à nouveau. Pour garder une longueur d'avance, les chercheurs en phytotechnie doivent regarder au-delà des variétés commerciales standards et creuser dans l'histoire vaste et diversifiée de la tomate elle-même. Ils doivent trouver des sources de résistance rares et cachées dans les vieilles variétés locales, les cultivars oubliés et les lignées de sélection qui pourraient détenir les clés d'une protection durable.

Dans une étude récente, des chercheurs se sont donné pour mission d'explorer ce potentiel caché au sein d'une collection organisée de 204 accessions de tomates cultivées. Il ne s'agissait pas de parents sauvages des Andes, mais d'un mélange de variétés locales traditionnelles espagnoles et italiennes, de variétés commerciales obsolètes et de lignées de sélection modernes. L'équipe a soumis ces plantes à un essai rigoureux, les exposant aux trois menaces majeures mentionnées ci-dessus : le virus du flétrissement tacheté de la tomate, le virus de la mosaïque de la tomate et le champignon du flétrissement fusarien. L'objectif était simple mais critique : voir lesquelles de ces plantes diverses pourraient survivre à l'attaque sans présenter de symptômes sévères, et comprendre les mécanismes génétiques derrière leur survie.

Les résultats du dépistage ont été frappants. La grande majorité des tomates ont succombé aux maladies, confirmant la gravité de la menace. Seule une petite fraction de la collection s'est révélée véritablement résistante. Plus précisément, seulement 15 accessions, soit environ 7,35 %, ont résisté au virus du flétrissement tacheté de la tomate. Un groupe encore plus restreint, seulement 7 accessions (3,40 %), a résisté au virus de la mosaïque de la tomate. Pour le flétrissement fongique, 10 accessions (4,90 %) ont montré une résistance. Malgré ces chiffres faibles, la découverte de même une poignée de plantes résistantes est significative car elles proviennent de contextes déjà adaptés à l'agriculture, ce qui les rend beaucoup plus faciles à utiliser dans les programmes de sélection que les espèces sauvages.

Pour comprendre comment ces plantes ont survécu, les chercheurs ont examiné leur ADN. Ils ont vérifié la présence de « gènes de résistance » connus que les scientifiques avaient déjà identifiés par le passé. Pour le virus du flétrissement tacheté de la tomate, ils ont découvert que la plupart des plantes résistantes portaient un gène spécifique appelé Sw-5b. De même, pour le virus de la mosaïque de la tomate, la résistance dans la plupart des cas était expliquée par la présence du gène Tm-2². Ces découvertes ont confirmé que les boucliers génétiques connus fonctionnaient effectivement dans cette collection. Cependant, l'histoire ne s'arrêtait pas là. Les chercheurs ont découvert plusieurs plantes résistantes qui ne portaient pas ces gènes connus. Par exemple, une variété traditionnelle appelée « Platense » a résisté au virus sans posséder le marqueur génétique attendu, suggérant qu'elle possède une autre façon, peut-être plus subtile, de combattre l'infection.

L'enquête est allée plus loin en utilisant une technique d'étude d'association pangénomique. Cette méthode scanne l'intégralité du code génétique des plantes pour trouver de nouvelles régions qui pourraient être liées à la résistance, cherchant des modèles que les gènes connus seuls ne pouvaient expliquer. L'étude a trouvé des signaux forts sur les chromosomes 9 et 12 pour les virus, et sur le chromosome 11 pour le champignon. Ces signaux ont pointé vers de nouvelles zones du génome qui contiennent probablement des facteurs de résistance additionnels. Pour le flétrissement fusarien, la situation était particulièrement intrigante. Aucune des plantes résistantes ne portait le gène le plus courant utilisé pour combattre cette race spécifique de champignon, et les scans génétiques n'ont pas pointé vers une cause unique et évidente. Cela suggère que la résistance dans ces plantes pourrait être un trait quantitatif complexe, impliquant de nombreux petits effets génétiques travaillant ensemble plutôt qu'un bouclier unique et puissant.

Peut-être la découverte la plus précieuse est que certaines des plantes résistantes étaient des « polyvalentes ». Trois accessions spécifiques se sont révélées résistantes aux trois agents pathogènes simultanément. L'une d'entre elles, une lignée de sélection, portait plusieurs gènes de résistance connus, tandis que d'autres montraient une résistance sans les marqueurs génétiques attendus. Cette combinaison de traits est une mine d'or pour les sélectionneurs. Cela signifie qu'ils peuvent potentiellement accumuler ces résistances pour créer de nouvelles variétés de tomates robustes contre plusieurs maladies à la fois.

L'étude conclut que bien que les tomates résistantes soient rares dans les collections cultivées, elles existent et se cachent souvent à la vue de tous au sein des variétés locales traditionnelles et des lignées de sélection. La recherche confirme que si les gènes connus comme Sw-5b et Tm-2² sont les principaux défenseurs, ils ne sont pas toute l'histoire. Il existe d'autres mécanismes génétiques moins compris qui offrent une protection lorsque les défenses principales échouent. En identifiant ces plantes rares et résilientes ainsi que les outils génétiques uniques qu'elles portent, les scientifiques ont fourni une feuille de route pour le développement de futures variétés de tomates capables de résister aux pressions évolutives des maladies, garantissant que ce produit de base mondial reste productif et sûr.