Dans le sud-est des États-Unis, le riz adventice vole la résistance aux herbicides du riz cultivé

Le riz adventice est un proche parent du riz cultivé qui infeste les rizières du monde entier et réduit considérablement les rendements. Pour lutter contre ce ravageur agricole, les riziculteurs du sud-est des États-Unis ont planté des cultivars de riz modifiés pour leur permettre d’appliquer des herbicides ciblant le riz adventice sans nuire à la récolte.

Mais seulement quelques années après l’introduction du riz résistant aux herbicides au début des années 2000, les agriculteurs de l’Arkansas ont commencé à signaler que les mauvaises herbes de leurs champs devenaient également résistantes aux herbicides. L’analyse en laboratoire a vérifié ces récits : les scientifiques ont constaté que les mauvaises herbes se reproduisaient avec la culture du riz et que les générations suivantes de mauvaises herbes hybrides présentaient un certain niveau de résistance génétique aux herbicides.

Aujourd’hui, une nouvelle étude de l’Université de Washington à Saint-Louis montre que plus de la moitié du riz adventice échantillonné dans la région rizicole du sud-est des États-Unis est devenu résistant aux herbicides. La recherche est publiée dans la revue Écologie moléculaire.

Les scientifiques de WashU ont découvert que 57 % des 201 échantillons de riz adventice collectés dans des champs de neuf comtés ou paroisses du Missouri, de l’Arkansas et de la Louisiane en 2022 étaient résistants à la famille d’herbicides imidazolinone (IMI). De plus, 3,5 % des échantillons étaient résistants à une autre classe d’herbicides plus récente, utilisée uniquement dans les rizières du sud-est des États-Unis depuis 2018.

Marshall Wedger, chercheur postdoctoral en biologie en arts et sciences, documente depuis des années les tendances en matière de résistance aux herbicides du riz adventice. Dans des recherches antérieures, Wedger a découvert que 98 % du riz adventice qu’il avait échantillonné dans les rizières de l’Arkansas en 2018 présentait des marqueurs génétiques d’un certain niveau de résistance aux herbicides.

Pour la nouvelle étude, Wedger a élargi son enquête pour inclure le riz adventice échantillonné dans les États voisins et a également pris en compte les variations génétiques au sein de différentes populations de riz adventice dans sa zone d’étude.

“Clearfield (une semence de riz commerciale de marque) a fait des merveilles pour les riziculteurs qui étaient obligés de vivre avec du riz adventice. Cela a révolutionné l’industrie”, a déclaré Wedger, faisant référence au riz résistant aux herbicides que les producteurs ont commencé à planter au début des années 2000.

“Alors que la résistance à l’IMI devenait de plus en plus répandue chez les mauvaises herbes, les agriculteurs étaient impatients de découvrir le prochain cultivar résistant aux herbicides”, a-t-il déclaré. « Le riz Provisia et Max-Ace (autres semences de riz commerciales) sont résistants au QPE, qui appartient à une famille d’herbicides totalement différente, ce qui signifie qu’il y aurait très peu de résistance croisée. En tant que tel, il s’agit d’un autre outil dans l’arsenal d’un agriculteur.

“C’est similaire aux antibiotiques en médecine”, a poursuivi Wedger. “Lorsque la résistance se généralise, nous passons à un autre antibiotique. C’est moins que Clearfield a échoué et plus que sa durée de vie a suivi son cours.”

Le riz adventice est un fléau pour la production de riz cultivé dans le monde entier. Les mauvaises herbes agricoles qui sont de proches parents des cultures représentent un défi pour les agriculteurs en raison de leurs similitudes physiques avec les cultures, ce qui les rend difficiles à détecter et à éradiquer. En cours de route, les imitateurs rivalisent avec les cultures pour l’eau, les nutriments et l’espace, ce qui déprime souvent les rendements des cultures.

Jusqu’au début des années 2000, le riz adventice se croisait rarement avec les types de riz couramment cultivés aux États-Unis.

L’adoption généralisée du riz résistant aux herbicides a coïncidé avec un recours accru aux cultivars de riz hybrides, a déclaré Wedger. Le riz hybride a un rendement plus élevé que les variétés de riz traditionnelles, mais il a également tendance à disperser davantage de graines dans le champ.

Ces graines peuvent hiverner et réapparaître les années suivantes sous forme de « riz spontané ». Les volontaires fleurissent sur une fenêtre de temps plus large, ouvrant de nouvelles opportunités de croisement avec une mauvaise herbe étroitement apparentée au riz. C’est une façon pour les gènes de voyager de la culture au ravageur.

“Nous constatons que, du moins pour l’instant, les champs individuels ont leurs propres compositions de riz adventice en termes de composition des souches et de résistance aux herbicides, ce qui rend la gestion plus difficile”, a déclaré Wedger.

Les infestations de mauvaises herbes sur le riz sont importantes car elles ont un impact économique significatif. Le riz nuisible cause chaque année des pertes économiques estimées à 45 millions de dollars aux États-Unis, et des centaines de millions de dollars de pertes supplémentaires dans le monde.

“Ces résultats sont encore un autre indicateur de l’incroyable adaptabilité des mauvaises herbes du riz et d’autres mauvaises herbes agricoles – et de leur capacité à prospérer malgré tous nos efforts pour les contrôler”, a déclaré Kenneth Olsen, professeur George William et Irene Koechig Freiberg de biologie en arts et en arts. Sciences et auteur principal de la nouvelle étude. “Dans ce cas, ils ont choisi la meilleure défense que nous ayons contre eux – la résistance aux herbicides – directement auprès de nos propres cultivars de riz à haut rendement.”