Unité sous contrat Caractérisation et suivi des phénomènes d’évolution des résistances (USC CASPER) du laboratoire de Lyon

L’Unité sous contrat « Caractérisation et suivi des phénomènes d’évolution des résistances » (USC CASPER) étudie la résistance des bio-agresseurs des cultures aux produits de protection des plantes, communément appelés pesticides. C’est également une plateforme commune à l’Anses et Inrae (Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement) pour l’analyse et la recherche sur les résistances aux produits de protection des plantes. Cette thématique est abordée aussi bien d’un point de vue pratique, dans le cadre du plan de surveillance national des résistances aux produits de protection des plantes, que d’un point de vue plus fondamental, à travers des projets de recherche.

Neuf agents Anses travaillent dans l’USC CASPER : cinq chargés de projets scientifiques, trois techniciens et un agent administratif. Elle accueille en moyenne deux stagiaires (master 2, IUT…) par an et participe au co-encadrement d’étudiants en thèse.

Une des collaborations centrales de l’unité se fait avec les membres du réseau R4P (réseau de réflexion et de recherches sur les résistances aux pesticides)

Activités de recherche

Les questions de recherche de l'unité peuvent être regroupées en trois grand thèmes :

• la caractérisation des mécanismes de résistances des bio-agresseurs ;
• l’étude des coûts associés à l’évolution d’une résistance ;
• l’exploration des répartitions spatiales et temporelles de ces résistances dans les paysages agronomiques.

Mécanisme de la résistance des bio-aggresseurs

L’unité s’intéresse à caractériser les modifications génétiques impliquées dans les phénotypes résistants mis en évidence dans les tests biologiques. Ces phénotypes résistants peuvent être la conséquence de mutations de l’ADN ou des variations dans l’expression des gènes. Ces études apportent des informations qui peuvent avoir un impact sur la stratégie de gestion de la résistance tel que le caractère dominant ou récessif de la résistance, le caractère mono- ou polygénique… Connaitre les bases génétiques de la résistance permet également de développer des outils d’analyse par biologie moléculaire qui facilitent la réalisation des surveillances à plus grande échelle, de manière plus rapide et plus flexible par rapport aux tests biologiques.

Coût évolutif de la résistance

L’unité s’intéresse aussi à des questions de recherche autour du coût évolutif de la résistance aux produits phytosanitaires. Un coût de la résistance existe lorsque les individus résistants ont une valeur sélective inférieure à celle des individus sensibles en absence de pression de sélection, c’est-à-dire en l’absence de produits phytosanitaires. Autrement dit, cette situation existe lorsque, sans traitement, les individus résistants sont moins performants que les individus sensibles : une longévité plus faible, une croissance plus lente, un nombre de descendants moindre. L’existence d’un coût peut avoir de fortes retombées sur la gestion de la résistance dans les parcelles agricoles. En effet, lorsqu’un coût existe on s’assure d’une diminution de la proportion d’individus résistants en utilisant temporairement d’autres techniques qui diversifient la pression de sélection (autres produits, bio-contrôle, leviers agronomiques…). Cependant, l’existence d’un coût de la résistance n’est pas systématique. Il existe des cas où la résistance n’a aucune influence, voire a un effet positif sur la performance des individus résistants.

Réponse évolutive à un paysage agronomique

Dans un contexte de réduction de l’utilisation des produits phytopharmaceutiques pour une agriculture durable, il est essentiel de mieux comprendre les facteurs qui favorisent l’émergence, la dispersion et l’accroissement des résistances à ces produits . La majorité des expérimentations menées au sein de l’USC CASPER est réalisée en laboratoire. Travailler en milieu contrôlé permet d’évaluer et de quantifier précisément les niveaux de résistances des bio-agresseurs des cultures vis-à-vis des substances actives ou des produits phytopharmaceutiques étudiés. Une des limites de ce type d’approche est que leur résultat est la plupart du temps difficilement traduisible en termes d’efficacité dans les champs. Les pratiques réelles sur le terrain sont diverses et souvent complexes : alternance de produits, conditions climatiques, organisation spatiale des cultures... Cela peut entrainer des dynamiques d’évolution des fréquences et des répartitions des résistances complexes. Notre objectif est d’essayer de lier l’évolution et la variation des résistances dans le temps et dans l’espace aux pratiques culturales, et en particulier à la fréquence, à la quantité et à la diversité des produits phytopharmaceutiques utilisés.

Projet de recherche phares de ces cinq dernières années et en cours

Projets DRAGON (2018-2021), thèse HERACLES (2018-2021), QUANTALL (2020-2022)

Financement : plan phytopharmacovigilance, Inrae et Anses

L’avènement des outils de séquençage à haut-débit a entrainé une révolution dans de nombreux domaines de la recherche biologique. L’étude des résistances aux produits de protection des plantes ne fait pas exception. Ces projets visent à tirer parti de la démocratisation de ces outils pour l’étude des bases génétiques de la résistance et pour le développement d’outils de surveillance moléculaire à haut-débit. Ils sont en cours de valorisation, que ça soit par le développement de nouvelles méthodes ou par la préparation de publications dans des revues internationales à comité de lecture.

Projet VIGILANCE (2016-2020) 

Financement : dans le cadre de la phytopharmacovigilance

Dans un contexte où les résistances des bio-agresseurs aux produits phytosanitaires  sont en accroissement permanent (nouveaux cas, extension géographique), où le développement de nouvelles substances avec des modes d’actions nouveaux est devenu extrêmement rare (voire inexistant), tandis que les nouvelles méthodes alternatives mises en œuvre ne permettent pas encore de s’affranchir de la lutte chimique, il est urgent de mettre en place un suivi plus rigoureux de l’émergence et de la fréquence de ces résistances dans les cultures en France et en Europe. Il est également primordial de développer nos connaissances sur les différents mécanismes de résistances chez les bio-agresseurs. Ces connaissances conditionnent les choix de stratégie afin d’optimiser l’utilisation des produits existants : mieux les utiliser pour moins les utiliser. Ce projet avait pour but à la fois de réaliser un état des lieux du système national de surveillance des résistances des bio-agresseurs aux produits de protection des plantes et d’être une preuve de concept du fonctionnement d’une plateforme nationale d’étude de la résistance à ces produits. Il a déjà été valorisé à travers plusieurs publication dans des revues internationales à comité de lecture (R4P Network 2021 ; Blouquy et al 2021 ; Fontaine et al 2019).