Les dégâts causés aux plantes par la concurrence des adventices et par d'autres ravageurs, notamment les virus, les bactéries, les champignons et les insectes, réduisent considérablement leur productivité et peuvent, dans certains cas, anéantir une récolte. Aujourd'hui, des rendements agricoles fiables sont obtenus grâce à l'utilisation de variétés résistantes aux maladies, aux pratiques de lutte biologique et à l'application de pesticides pour contrôler les maladies des plantes, les insectes, les adventices et autres ravageurs. En 1983, 1,3 milliard de dollars ont été dépensés en pesticides (hors herbicides) pour protéger les cultures et limiter les dégâts causés par les maladies des plantes, les nématodes et les insectes. Les pertes potentielles de récoltes en l'absence de pesticides dépassent largement ce montant.
Depuis une centaine d'années, la sélection variétale pour la résistance aux maladies constitue un élément essentiel de la productivité agricole mondiale. Cependant, les succès obtenus grâce à la sélection végétale sont largement empiriques et peuvent être éphémères. En effet, faute de connaissances fondamentales sur la fonction des gènes de résistance, les études sont souvent aléatoires plutôt que ciblées. De plus, les résultats obtenus peuvent être de courte durée en raison de l'évolution des pathogènes et autres ravageurs, à mesure que de nouvelles informations génétiques sont introduites dans des systèmes agroécologiques complexes.
Un excellent exemple de l'effet des modifications génétiques est le caractère de stérilité du pollen, introduit dans la plupart des grandes variétés de maïs pour faciliter la production de semences hybrides. Les plantes possédant un cytoplasme Texas (T) transmettent ce caractère de stérilité mâle par l'intermédiaire du cytoplasme ; il est associé à un type particulier de mitochondrie. À l'insu des sélectionneurs, ces mitochondries étaient également vulnérables à une toxine produite par le champignon pathogène.HelminthosporiummaidisIl en résulta l'épidémie de brûlure des feuilles du maïs en Amérique du Nord durant l'été 1970.
Les méthodes utilisées pour la découverte des pesticides sont elles aussi largement empiriques. Faute d'informations préalables suffisantes sur leur mode d'action, les substances chimiques sont testées afin de sélectionner celles qui tuent l'insecte, le champignon ou la mauvaise herbe ciblés sans nuire à la plante cultivée ni à l'environnement.
Les approches empiriques ont permis d'obtenir d'énormes succès dans la lutte contre certains ravageurs, notamment les adventices, les maladies fongiques et les insectes. Cependant, ce combat est permanent, car des mutations génétiques chez ces ravageurs peuvent souvent restaurer leur virulence sur une variété de plante résistante ou les rendre résistants à un pesticide. Ce qui manque à ce cycle apparemment sans fin de sensibilité et de résistance, c'est une compréhension claire des organismes et des plantes qu'ils attaquent. À mesure que nos connaissances sur les ravageurs – leur génétique, leur biochimie et leur physiologie, leurs hôtes et les interactions entre eux – s'affinent, des mesures de lutte antiparasitaire plus ciblées et plus efficaces pourront être mises au point.
Ce chapitre présente plusieurs approches de recherche permettant de mieux comprendre les mécanismes biologiques fondamentaux susceptibles d'être exploités pour lutter contre les agents phytopathogènes et les insectes. La biologie moléculaire offre de nouvelles techniques pour isoler et étudier l'action des gènes. L'existence de plantes hôtes sensibles et résistantes, ainsi que d'agents pathogènes virulents et avirulents, peut être mise à profit pour identifier et isoler les gènes qui contrôlent les interactions entre l'hôte et le pathogène. L'étude de la structure fine de ces gènes peut apporter des informations précieuses sur les interactions biochimiques qui se produisent entre les deux organismes et sur la régulation de ces gènes chez le pathogène et dans les tissus de la plante. Il devrait être possible, à l'avenir, d'améliorer les méthodes et les possibilités de transfert de caractères de résistance souhaitables aux plantes cultivées et, inversement, de créer des agents pathogènes virulents contre certaines adventices ou certains ravageurs arthropodes. Une meilleure compréhension de la neurobiologie des insectes et de la chimie et de l'action des substances modulatrices, telles que les hormones endocrines qui régulent la métamorphose, la diapause et la reproduction, ouvrira de nouvelles perspectives pour la lutte contre les insectes nuisibles en perturbant leur physiologie et leur comportement à des stades critiques de leur cycle de vie.
Date de publication : 14 avril 2021