Impacts du changement climatique sur les pathogènes des plantes, la sécurité alimentaire et les voies à suivre

Nature Reviews Microbiology (2023)Citer cet article

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Les épidémies de maladies végétales présentent des risques importants pour la sécurité alimentaire mondiale et la durabilité environnementale à l’échelle mondiale, et entraînent une perte de productivité primaire et de biodiversité qui a un impact négatif sur les conditions environnementales et socio-économiques des régions touchées. Le changement climatique augmente encore les risques d’épidémie en modifiant l’évolution des agents pathogènes et les interactions hôte-pathogène et en facilitant l’émergence de nouvelles souches pathogènes. La gamme d’agents pathogènes peut changer, augmentant ainsi la propagation des maladies des plantes dans de nouvelles zones. Dans cette revue, nous examinons comment les pressions liées aux maladies des plantes sont susceptibles d'évoluer selon les futurs scénarios climatiques et comment ces changements seront liés à la productivité des plantes dans les écosystèmes naturels et agricoles. Nous explorons les impacts actuels et futurs du changement climatique sur la biogéographie des agents pathogènes, l'incidence et la gravité des maladies, ainsi que leurs effets sur les écosystèmes naturels, l'agriculture et la production alimentaire. Nous proposons que la modification du cadre conceptuel actuel et l'incorporation de théories éco-évolutives dans la recherche pourraient améliorer notre compréhension mécaniste et notre prévision de la propagation des agents pathogènes dans les climats futurs, afin d'atténuer le risque futur d'épidémies de maladies. Nous soulignons la nécessité d'une interface science-politique qui travaille en étroite collaboration avec les organisations intergouvernementales compétentes pour assurer une surveillance et une gestion efficaces des maladies des plantes dans les futurs scénarios climatiques, afin de garantir la sécurité alimentaire et nutritionnelle à long terme et la durabilité des écosystèmes naturels.

L’incidence et la gravité croissantes des épidémies de maladies des plantes posent des risques importants et croissants pour la productivité primaire, la sécurité alimentaire mondiale et la perte de biodiversité dans de nombreuses régions vulnérables du monde1,2,3,4,5,6,7. Ces épidémies entraînent des pertes de rendement et des pertes écologiques. Par exemple, la perte annuelle de rendement des cultures causée par les agents pathogènes (micro-organismes qui causent des maladies et limitent la santé et la productivité des hôtes) et les ravageurs est estimée à elle seule à 220 milliards de dollars3,4,5,6, ce qui a un impact direct sur la sécurité alimentaire, les économies régionales et d'autres facteurs socio-économiques liés. -aspects économiques. Cette situation est encore exacerbée par les pertes après récolte causées par des micro-organismes pathogènes tels que Penicillium spp. et Xanthomonas euvesicatoria1. En outre, le changement climatique présente un risque accru d'intensification des maladies des plantes, mettant en danger l'approvisionnement alimentaire mondial et la biodiversité végétale naturelle7,8,9. Il est postulé que tout gain de rendement potentiel au cours des cinq prochaines décennies sera compensé par une modification de la pression des maladies provoquée par le changement climatique et provoquée par des agents pathogènes connus et émergents10. De même, la propagation d’agents pathogènes liée au changement climatique est considérée comme l’une des principales menaces pour la santé des forêts à l’échelle mondiale11. Par conséquent, une meilleure connaissance des impacts du changement climatique sur les interactions moléculaires, épidémiologiques et écologiques entre les agents pathogènes, les plantes et les communautés microbiennes associées est nécessaire pour développer des écosystèmes agricoles et naturels résilients au climat4,6.

Les plantes sont infectées par un large éventail d'agents pathogènes, notamment des bactéries, des champignons, des oomycètes, des virus et des nématodes, qui diffèrent par leur mode de vie (biotrophes, tirant leurs nutriments de cellules vivantes, à nécrotrophes, tirant leurs nutriments de cellules mortes), leurs stratégies d'infection (intracellulaires ou extracellulaire) et les tissus végétaux cibles (par exemple, xylème, phloème, racines ou feuilles) (tableau supplémentaire 1). Un défi majeur pour prédire les maladies des plantes dans l’espace et dans le temps est de comprendre comment ces différents agents pathogènes interagissent avec de multiples facteurs de maladie et y réagissent (par exemple, d’autres agents pathogènes, hôtes/vecteurs, micro-organismes commensaux et environnement), et comment ils agissent ensemble. répondre au changement climatique. Théoriquement, le changement climatique peut faciliter l’infection des plantes de plusieurs manières, notamment en modifiant l’évolution des agents pathogènes, en modifiant les interactions hôte-pathogène et la physiologie des vecteurs, et en facilitant l’émergence de nouvelles souches d’agents pathogènes, qui à leur tour peuvent briser la résistance de la plante hôte7,12,13. . Le changement climatique peut également entraîner des déplacements des agents pathogènes et des hôtes, ce qui augmenterait la propagation des maladies des plantes dans de nouvelles zones8,10,14,15. Pourtant, nous disposons d’une connaissance limitée de l’impact des différentes composantes du changement climatique (par exemple, les fluctuations de la température et des précipitations) et de leur interaction avec les activités anthropiques sur les pathogènes des plantes dans les écosystèmes agricoles et naturels. Par exemple, l’abondance des agents pathogènes fongiques des plantes présents dans le sol est susceptible d’augmenter dans la plupart des écosystèmes naturels selon les scénarios de changement climatique projetés, avec des conséquences importantes mais non quantifiées sur la productivité primaire à l’échelle mondiale14. De même, la variation de l’humidité relative affecte l’abondance et le pouvoir infectieux des agents pathogènes16.