Distribution and genetic diversity of mycosphaerella SPP. of bananas in Nigeria

Abstract

Les maladies des raies des bananiers sont causées par des champignons du genre Mycosphaerella (M. fijiensis, M. musicola et M. eumusae). Ces trois espèces sont responsables des plus sérieuses menaces au développement durable de la production des bananes au Nigeria. Cependant, les informations font défaut quant à la répartition relative et la diversité génétique de l'agent pathogène de la maladie. Des prospections périodiques de terrain ont été effectuées, de 2004 à 2006, à travers des visites de 100 exploitations situées dans quatre zones géographiques : Sud-sud, sud-ouest, sud-est et centre-nord, ces zones étant elles-mêmes situées dans trois régions agro écologiques que sont la Savane arborée (SA), la forêt humide (FH) et la zone soudano guinéenne (SG), lesquelles sont connues pour être des zones de production par excellence de la banane au Nigeria. L’ADN ribosomal est ensuite séquencé et comparé dans 96 isolats d’espèces de Mycosphaerella collectées lors des enquêtes et la présence de simple mutation (SNP) est utilisée pour identifier les espèces et déterminer la structure génétique des populations de l'échantillon. La différenciation de la population a été étudiée par l’usage de logiciel nommé Arlequin et a permis d’estimer l’index de différenciation Fst, et conduire l'analyse moléculaire de variance (AMOVA). Puis, la phylogénie est réalisée à l’aide des méthodes UPGMA de NTSYS. L’étude de la variabilité pathologique a été conduite à partir de trois variétés de bananes inoculées avec différents isolats de Mycosphaerella. L'agressivité des isolats est déterminée et les données ont été analysées grâce à ANOVA et le test de corrélation. Les analyses du principal composant et du cluster ont permis de regrouper les isolats en pathotypes. Les données des trois enquêtes montrent que les maladies des raies sont présentes au Nigeria et que le nombre de champs infectés diffère chaque année de manière significative (χ 2 = 34∙2, df = 2, and P < 0∙05) entre la SA et la FH. L’incidence des champs infectés était significativement différente entre les zones géographiques (P < 0∙0001) et la sévérité de la maladie était la même aussi bien en FH (27%) qu’en SA (25∙4%). En utilisant les accessions de référence de la Banque de gènes, avec des distributions intercontinentales comme isolats de référence, 84 (88·4%) des isolats regroupés en 14 haplotypes ont été identifiés comme étant M. fijiensis, 11 (11∙6%) isolats, représenté par 7 haplotypes ont été caractérisés comme M. eumusae. Aucune espèce M. musicola n’a été identifiée dans la collection du Nigeria. L'analyse se fondant sur des sondes spécifiques conçues sur les gènes de l'actine et la β- tubuline a confirmé l'identification des deux espèces. Une comparaison par paires des distances génétiques de la population, par rapport aux quatre zones géographiques a montré qu’une différenciation génétique significative existe entre la plupart des populations (P < 0∙001) avec un indice de différentiation moyenne Fst de 0∙126, et une structure de la population correspondant aux quatre échantillons des zones géographiques. La différenciation intra spécifique de M. eumusae était plus élevée (4.6%) comparée à celle de M. fijiensis (2%). En comparant toutes les souches isolées avec celles du GenBank, trois variations de séquence uniques à certains haplotypes nigérian de M. fijiensis ont été identifiées. Les vingt et un haplotypes identifiés, ont été géographiquement cartographiés et enregistrés dans la Banque de gènes. Le test de pathogénicité a montré que tous les isolats collectés induisent des symptômes sur les variétés testées et il existe une différence significative entre isolats (P < 0∙05), cultivars, et entre l’interaction isolats X cultivar (P < 0∙0001). Des analyses multi variantes combinées avec la méthode de Rank-sum laissent voir la présence de variations de l'agressivité dans les 96 isolats. L'analyse par groupe de pathogénicité a reparti les 85 M. fijiensis en neuf pathotypes, tandis que les 11 M. eumusae ont été regroupés en sept pathotypes. Les souches les plus aggressives étant Iso45, 25, 72, 78, 58, 23, 32 and M. eumusae Iso 12 and 21. L'index de la diversité (Shannon index) a confirmé de considérables variations entre les zones agroécologiques avec des valeurs de H’ = 1∙80 pour la SA et H’ = 1∙50 pour la FH. Le remplacement de M. eumusae par de plus fréquentes apparitions de M. fijiensis et de M. eumusae et la présence de différents pathotypes et haplotypes indiquent que des mesures de contrôle de la maladie doivent être prises pour l’amélioration de la plante et des efforts de sélection variétale doivent désormais considérer les espèces M. eumusae.