RIZ TOLERANTES A LA PLANTE PARASITE Striga asiatica (L.) Kuntze

Biologie du riz

                  Le riz est une plante herbacée annuelle avec une tige ronde portant des feuilles sessiles plates en forme de lame et une panicule terminale (Figure 1). Les racines sont fasciculées avec des poils absorbants. La tige est constituée d’un certain nombre de nœuds et d’entrenœuds. Le talle primaire pousse à partir du nœud le plus bas et donne naissance aux talles secondaires. Ceux-ci donnent naissance, à leur tour, à des talles tertiaires (Figure 2). Les feuilles sont constituées de deux parties: la gaine foliaire et le limbe foliaire. La dernière feuille sous la panicule est appelée feuille paniculaire. La panicule est un groupe d’épillets qui prend naissance sur le dernier nœud de la tige. Le grain de riz est constitué de l’ovaire fécondé, des glumes et glumelles, du rachis et éventuellement de la barbe (LACHARME, 2001).

Cycle de développement du riz

Phase végétative La phase végétative (Photo 1) comprend : la germination, la levée et le tallage. La germination dure de 5 à 20 jours (5 jours en condition chaude et 20 jours sous basses températures), (LACHARME, 2001). La levée va de l’émergence jusqu’au stade de 4 feuilles, elle dure de 15 à 25 jours selon la température (la basse température prolonge la levée). Durant cette phase,le plant se nourrit des réserves de la graine, mais à partir du stade de 3 feuilles, il devient totalement indépendant. Le tallage commence à partir du stade de 5 feuilles, sa durée dépend de la condition climatique et de la variété, différencie les variétés de cycle court, moyen ou long (la variété à cycle long a un fort tallage par rapport à la variété à cycle court). 3 à 5 jours avant la fin du tallage s’observe l’initiation paniculaire à l’intérieur des tiges de différentes talles (http://3).
Phase reproductive La phase reproductive va de l’initiation paniculaire jusqu’à la fécondation, elle dure de 19 à 25 jours et comprend : l’initiation paniculaire, la montaison, l’épiaison, la floraison et la fécondation. Durant cette phase, le plant de riz est particulièrement sensible à des conditions défavorables (sécheresse, basses températures …) (ANGLADETTE, 1967). Tsaranirina, 2015
Phase de remplissage des graines et de maturation La phase de remplissage des graines et de maturation va de la fécondation jusqu’à la maturité des graines. Elle dure de 30 à 42 jours et dépend de l’humidité du milieu et de la température (LACHARME, 2001). Le remplissage des graines se fait grâce à la migration des éléments nutritifs de la plante vers les épis, les graines passent d’un aspect laiteux, pâteux à craquant (graines matures).

Effets de l’attaque de Striga asiatica sur la plante hôte

                    L’importance des dégâts causés par le Striga vient de son mode de vie parasitaire. La mauvaise herbe développe une structure originale, l’haustorium (qui va jouer le rôle d’un suçoir) qui s’attache à une racine de la plante hôte, la pénètre et établit une connexion entre les vaisseaux conducteurs de sève des deux plantes (SALLE, 2008). Cela permet au Striga de se nourrir aux dépens de son hôte en prélevant chez ce dernier les éléments nutritifs nécessaires à sa croissance et à son développement. Lorsqu’une plante de riz en culture pluviale est attaquée par le Striga asiatica, sa croissance et sa fertilité sont affectées causant ainsi, une faible production et une mauvaise qualité des graines (DIALLO et WADE, 1995). Les symptômes d’attaque de cette plante hémiparasite se traduisent par le nanisme, la sénescence des feuilles, la non fertilité de graines produites et la mort même de la plante hôte (ODHIAMBO, 1994). Les conséquences néfastes de Striga asiatica sur la productivité agricole se manifestent principalement dans les sols pauvres (carence en azote (N) et en phosphore (P)), et sans apport d’amendements et d’engrais (OSWALD, 2005).

Les avantages de la mutation induite sur l’amélioration des plantes

                    L’induction de mutation par des agents mutagènes physiques ou chimiques raccourcit le temps d’obtention d’une nouvelle lignée à caractère intéressant en quatre (4) ou cinq (5) ans, par rapport à la méthode conventionnelle qui nécessite dix (10) à douze (12) ans (IAEA, 1995). Les plantes améliorées par la technique de la mutation induite peuvent présenter des caractères nouveaux et intéressants par exemple la variété de riz précoce, la variété de maïs tolérante au froid, le soja, le blé, la rose… (MICKE et al., 1990). L’introduction de la mutation induite dans les programmes d’amélioration variétale, a contribué à la production des lignées de riz mutantes productives, précoces, résistantes à différentes maladies et aux facteurs abiotiques (MALUSZYNSKI et al., 1991).

Nombre de graines fertiles et stériles

                   Pour les lignées non irradiées (les témoins), l’attaque de la plante parasite Striga asiatica a conduit à la fanaison et entraînant même à la mort des individus, mais pour quelques plants qui ont pu finir leur cycle végétatif, le nombre moyen de graines fertiles produites par les deux variétés de riz pluvial étudiées B22 et F154 (Annexe 3) sont respectivement 2,01 et 3,33 soit 8,92 et 15,74%. Par contre, même dans une telle condition, les lignées irradiées arrivent à donner en moyenne de graines fertiles allant de 9,36 à 73,84% Pour les lignées issues de la dose d’irradiation 100Gy de la variété B22, le nombre moyen de graines fertiles produites par plante de chacune des lignées présente une différence significative entre elles (une valeur en pourcentage de nombre de graines fertiles allant de 29,67 à 50,12%) et par rapport au témoin (8,92%). Pour les lignées issues de la dose 200Gy de la même variété, toutes les lignées montrent une valeur hautement significative (23,21 à 72,27%) par rapport au témoin (8,92%) et entre elles. Pour les lignées issues de la dose d’irradiation 300Gy de la variété B22, le rendement moyen de graines fertiles par plant de riz est de 9,36 à 15,59%, valeurs montrant une différence faiblement significative entre elles et par rapport au témoin (8,92%).

Les lignées tolérantes

                Les lignées de riz issues de cette classe tolérante présentent un degré d’infection ou de flétrissement inférieur par rapport aux trois autres classes précédentes. Elles ont toutes produit un rendement important en graines fertiles de riz (>50%) malgré l’attaque de la mauvaise herbe Striga asiatica (Photo 21). Lors de l’étude cytologique, certaines lignées de riz tolérantes à la plante parasite Striga asiatica présentent une structure anatomique différente des autres lignées issues des trois classes antérieures ; c’est expliquée par le mode de pénétration de l’haustorium (ou suçoir) de Striga asiatica dans la cellule racinaire du riz : l’haustorium de Striga asiatica a pénétré dans la cellule de la plante hôte (F154 200Gy, plante P9 issue de la lignée L5), traversant le long du parenchyme corticale, mais arrivé au niveau de l’endoderme, il est bifurqué ou divergé vers l’extérieur (Planche 4, photo C). Une autre structure aussi est observée pour la plante P4 issue de la lignée LX de la variété B22 200Gy, qui a montré deux suçoirs pénétrant dans sa cellule, ce qui explique que cette plante est attaquée par deux plants de Striga asiatica mais elle arrive à produire de graines fertiles avec un rendement important, ce qui la classe parmi les lignées tolérantes, voire même résistante à l’attaque de Striga asiatica (Planche 4, Photo F). Pour les lignées tolérantes, la planche 4 ci-après présente les corrélations entre l’observation macroscopique durant le suivi en serre et l’observation microscopique des racinesde riz lors de l’étude anatomique. Les photos A, B et C présentent la lignée de riz issue de la variété de riz F154 et les photos D, E et F pour la lignée issue de la variété de riz B22.

Table des matières

REMERCIEMENTS
GLOSSAIRE
LISTE DES ABREVIATIONS
LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
LISTE DES PHOTOS
LISTE DES PLANCHES PHOTOGRAPHIQUES
LISTE DES ANNEXES
INTRODUCTION
PREMIERE PARTIE : GENERALITES
I. LE RIZ
I. 1. Biologie du riz
I. 2. Position systématique
I. 3. Cycle de développement du riz
I. 4. Anatomie de la racine du riz
II. LA PLANTE PARASITE : Striga asiatica
II. 1. Biologie de Striga asiatica
II. 2. Position systématique
II. 3. Cycle biologique de Striga asiatica
II. 4. Effets de l’attaque de Striga asiatica sur la plante hôte
III. LA MUTATION
III.1. Définition de la mutation
III.2. Les différents types de mutation
III.3. Les avantages de la mutation induite sur l’amélioration des plantes
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
I. ZONE D’EXPERIMENTATION
II. MATERIELS VEGETAUX UTILISES
II. 1. Semences de Striga asiatica : origine et préconditionnement
II. 2. Semences de riz
III. METHODES UTILISEES
III.1. Dispositif expérimental
III.2. Suivi et récolte
III.3. Etude cytologique des racines du riz
III.4. Méthode de sélection
III.5. Analyse statistique
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
I. COMPORTEMENT DES DEUX VARIETES DE RIZ TESTEES B22 et F154 FACE A L’ATTAQUE DU PARASITE ET EMERGENCE DE Striga asiatica
I. 1. Taux de germination de grains de riz
I. 2. Taux de survie des plants de riz
I. 3. Taux d’émergence de Striga asiatica
I. 4. Degré d’infection ou degré de flétrissement
I. 5. Hauteur maximale
I. 6. Nombre de talles
I. 7. Nombre de panicules
I. 8. Nombre de graines fertiles et stériles
II. ETUDE CYTOLOGIQUE
II. 1. Infection racinaire de Striga asiatica
II. 2. Taux d’infection racinaire
II. 3. Classification des lignées de riz sélectionnées par degré de tolérance à la plante parasite Striga asiatica
III. RESULTAT DE LA SELECTION
QUATRIEME PARTIE : DISCUSSIONS
I. Observations macroscopiques
I. 1. Taux de germination des plants de riz
I. 2. Taux de survie des plants de riz
I. 3. Taux d’émergence de Striga asiatica
I. 4. Les phénomènes morphologiques
II. Observations microscopiques
CINQUIEME PARTIE : CONCLUSION ET PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES

Télécharger le rapport complet