The annual ragweeds (Ambrosia artemisiifolia L. - Ambrosia trifida L.) : adaptive response to chemical weeding and population genetics in agricultural environments

Les ambroisies annuelles (Ambrosia artemisiifolia et Ambrosia trifida) : réponse adaptative au désherbage chimique et connectivité des populations dans les paysages agricole Ce travail a eu pour but premier d’étudier le risque d’évolution de la résistance aux herbicides inhibiteurs de l’acétolactate synthase (ALS) chez l’ambroisie à feuilles d’armoise (Ambrosia artemisiifolia L.) à travers quatre points : (i) la pression de sélection (étude de l’efficacité d’une gamme d'herbicides inhibiteurs de l’ALS), (ii) la capacité de réponse adaptative de l’adventice (détermination de la variation de la sensibilité aux inhibiteurs de l’ALS entre plantes et mise en place d’un programme de sélection récurrente), (iii) une étude de terrain (recherche de résistance aux inhibiteurs de l’ALS au champ en France), (iv) l’étude des mécanismes de résistance (liée à la cible – RLC – et non liée à la cible – RNLC – par une approche de transcriptomique). Le second objectif fut d’étudier la connectivité des populations d’A. artemisiifolia dans des paysages agricoles à l’aide de marqueurs microsatellites développés lors de ce travail afin de déterminer les facteurs qui pourraient faciliter la dispersion de cette espèce et de la résistance à l’échelle du paysage agricole.En ce qui concerne la résistance aux herbicides :-La réponse de d’A. artemisiifolia aux herbicides inhibiteurs de l’ALS est très variable entre substances.-Des plantes ayant survécu à la dose maximale autorisée et à des doses supérieures de metsulfuron ont été sélectionnées pour débuter un programme de sélection récurrente. Après deux cycles de sélection, on observe une intensification de la résistance au metsulfuron et une émergence de la résistance à l’imazamox et au tribénuron.-Trois cas de résistance à l’imazamox ont été identifiés au champ dont deux cas de pure RNLC et un cas de coexistence RLC – RNLC.-Un transcriptome d’A. artemisiifolia a été généré grâce à la technique de séquençage PacBio pour rechercher des gènes impliqués dans les mécanismes de RNLC (approche RNAseq). 62 gènes candidats ont été identifiés dont des transporteurs ABC, des cytochromes P450 ainsi que des glutathione-S-transférases connus pour être impliqués dans la dégradation des herbicides.Pour l’étude de la connectivité des populations agricoles :-26 marqueurs microsatellites ont été développés et ont révélé une forte variabilité génétique. La structuration génétique a été étudiée à grande échelle pour des populations d’A. artemisiifolia d’Europe (aire d’invasion) et d’Amérique du Nord (aire d’origine).-À une échelle plus fine (paysage agricole), la structure génétique des populations reste influencée par les événements de colonisation. Les événements de migration qui ont été identifiés entre zones de présence de l’ambroisie suggèrent des flux de gènes (pollen/semences) et une connectivité modérés à l’échelle d’un territoire agricole. Dans les environnements agricoles, la dispersion des allèles de résistance aux herbicides pourrait se faire facilement de proche en proche via les flux de pollen, et également à plus longue distance via des dispersions de graines. Les activités anthropiques jouent un rôle majeur dans la dispersion des semences (machineries agricoles, lots de semences contaminés…).-L’analyse du système de reproduction a confirmé que cette espèce est allogame ce qui entraîne des flux de gènes intra- et inter-populations importants.Les connaissances acquises au cours de ce travail pourront aider à développer des stratégies de contrôle mieux adaptées, pour lutter efficacement contre A. artemisiifolia afin de limiter son expansion, telles que :-Des stratégies de désherbage diversifiées : combinaison de lutte mécanique (dont faux semis) et chimique (diversification des modes d’action herbicides).-Un allongement et une diversification des rotations de cultures en favorisant des cultures d’hiver et/ou des cultures couvrantes et compétitrices.Ces connaissances pourront aussi être utilisées dans la lutte contre une autre espèce adventice du genre Ambrosia, Ambrosia trifida.Mots-clés (6) : Ambrosia artemisiifolia L., ambroisies, résistance aux herbicides,