Transcript SeminaireReignault

STIMULER LES DEFENSES DES PLANTES
&
CARACTERISER LES POPULATIONS DE PARASITES
Deux moyens de lutte alternatifs
contre les champignons phytopathogènes
pour un impact limité sur l’environnement
Séminaire LISIC du 03/III/2011
L’impact des épiphyties
Riz/pyriculariose : alimentation de 60 M personnes
Vigne/pourriture grise : 20% des récoltes mondiales
Blé/oïdium : - 10 qx/ha sur variétés sensibles
Blé/septoriose : 40% de perte de rendements
+ impacts qualitatifs : mycotoxines, qualités nutritives et organoleptiques
Les moyens de lutte conventionnels :
des solutions & des problèmes
La lutte génétique (1905) :
A
- des résistances totales (gènes Pm) mais peu durables
- des résistances durables mais partielles (gènes Stb)
La lutte chimique (1885) :
B
- une efficacité contournée par les parasites
- des problèmes environnementaux :
santé, eau, sol, air …
C
1. Les Stimulateurs des Défenses des Plantes
Une alternative à la lutte chimique
Le concept :
Des oligosaccharides pariétaux possèdent des activités régulatrices des défenses des plantes
(Peter Albersheim & Alan Darvill, 1983, Complex Carbohydrate Research Center, Athens, USA)
PAROI
PAROI
Pectine (PGA)
Polygalacturonases
Oligogalacturonates (OGAs)
DAMPs
Cellule
fongique
Oligochitines
PAMPs
Stimulation
des défenses
Chitinases
Chitine
Cellule
végétale
Du laboratoire au champ
Des SDP sont conçus, développés et/ou commercialiés
Molécules pures caractérisées :
harpine (Messenger®)
chitosan (Elexa®)
-1,3-glucane (Iodus40® puis Iodus2®)
OGAs
tréhalose
acide salicylique & HSA
Extraits naturels (mélanges actifs) :
PNPPs
graines de fenugrec (Stifenia®)
renouée sakhaline(Milsana®)
Au laboratoire de l’UCEIV,
les activités des SDP sont étudiées sur le blé
Biotrophie
Blumeria graminis (DC.) Speer, Erysiphales
Parasitisme obligatoire, f.sp. tritici + pathotypes
PULVERISATION
48h
T
Protection
Activités
Expression génique
Inoculation
T
48 h
Cytologie & activités
biologiques
Inoculation
INFILTRATION
MICROSCOPIE
SPECTROPHOTOMETRIE
Cytologie
de l’interaction
BIOCHIMIE ANALYTIQUE
(GC)
Apposition pariétales
Formation d’haustoria
- accumulation d’ H202
- catalase (CAT)
Métabolisme des
FAOs
- oxalate oxydase (OXO)
- superoxyde dismutase (SOD)
- peroxydase (PO)
Voie des
octadécanoïdes
Métabolisme
lipidique
Lipoxygénase Peroxydation
lipidique
(LOX)
Profils des acides gras
Acide
jasmonique
Les activités biologiques des SDP
120
Infection level (%)
100
80
60
40
*
*
*
1 St-S
1 Lg-S
2 St-S
*
20
0
Water
control
2 Lg-S
Treatment type
30 % Ethanol control
HSA
ni
i
ni
i
C AT
LO X
(nkat.mg
prot-1)
(nkat.mg
prot-1)
0.89
0.79
0.68*
0.67
1.15
0.7
1.72*
2.22*
L’activité anti-fongique directe de Milsana®
PGT
C
AGT
AGT
C
Contrôle : 3.5 %
Milsana®: 14 %
Contrôle
Milsana®
La diversité des activités biologiques
Protection
(1pulv.
Protection
(2pulv.)
H2 O2
Fluorescence
&
haustorium
60 %
+
Pas d’effet
100 %
+
- fluo
- haustoria
38 %
60 %
+
SA
50 %
60 %
HS
95 %
100 %
Iodus 40 ®
Milsana ®
Tréhalose
50 %
95 %
OXO
péroxidation
des lipides
Effet
direct
PO
CAT
LOX
SOD
?
Pas
d’effet
Pas
d’effet
Pas
Pas
d’effet d’effet
-
Non
Pas
Pas
d’effet d’effet
-
Oui
Non
Pas
Pas
d’effet d’effet
+
Pas
d’effet
Pas
d’effet
Pas
Pas
d’effet d’effet
Pas
d’effet
?
Pas
d’effet
Pas
d’effet
Pas
Pas
d’effet d’effet
+
Non
?
-
+
Non
Pas d’effet
+
Cell.
entière
+ fluo
- haustoria
Cell.
entière
+ fluo
- haustoria
+
Pas
Pas
d’effet d’effet
La diversité
des activités
biologiques :en
suite
Les
modifications
de la composition
A.G.
C 12:0
C 18:1
C 18:2
C 20:2
quantitative qualitative quantitative qualitative quantitative qualitative quantitative
Trehalose
Tréhalose
Iodus 40
Iodus40®
Milsana
Milsana®
HSA
qualitative
ni
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
i
+298%
+142%
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
-22%
ni
Æ
Æ
+28%
+118%
Æ
Æ
-31%
-25%
i
+194%
+52%
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
ni
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
-50%
Æ
i
+382%
+52%
Æ
Æ
Æ
Æ
-38%
-51%
ni
Æ
Æ
Æ
Æ
Æ
+15%
Æ
Æ
i
Æ
Æ
Æ
Æ
+56%
+15%
Æ
Æ
HSA
Une évolution du concept de SDP
« Bonne efficacité » ne signifie pas « large gamme d’activités biologiques »
« Activité biologique » ne signifie pas uniquement « activité inductrice »
« Inducteur de résistance » ne signifie pas forcément « inducteur de défenses »
« Inducteur de résistance » est compatible avec « fongistatique »
Perspectives à court terme:
Expression génique par RTq-PCR
Induire des résistance à la septoriose (M. graminicola)
INTERREG IV PhytoBio 2010-2013
BQR UCEIV (myco & toxico) - LPCA - CCM
Aide à la recherche « Béatrice-Isabelle »
1. Les Stimulateurs des Défenses des Plantes
Une alternative à la lutte chimique
2. La caractérisation de populations de parasites
Pour une meilleure gestion de la lutte chimique
Le champ de blé : un laboratoire du darwinisme …
Nécrotrophie
Mycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schröt in Cohn
Dothidéales
Parasitisme facultatif, spécificité parasitaire : Triticum ssp.
Source : Arvalis-Institut du Végétal
Fongicides systématiques
Adaptation (= résistance) ?
Pression de sélection
Diversité
Adaptation (= résistance) ?
Reproduction sexuée
La constitution d’une mycothèque de M.graminicola
510 souches monospores de M.graminicola
(365 souches 2005, 145 souches 2006)
2005 (14 sites)
2005+2006 (3 sites)
2006 (4 sites)
Rose
foncé
Brun
noir
Rose
clair
Rose
très
clair
Culture des isolats
Microsatellites
SSCP
Extraction ADN
ST1A4
ST1E3
ST1E7
ST1D7
Amplification
Actine
tubuline
Electrophorèse
M
Gel polyacrylamide Coloration au Nitrate d’argent Gel non- denaturant
à 6% d’urée
Analyse statistique
Traitement statistique des données moléculaires
a
c
126
75
M
b
e
Allèles
fréquence
Allèle a
0,08
Allèle b
0,10
Allèle c
0,76
Allèle d
0,04
Allèle e
0,02
Profils obtenus pour le marqueur ST1E7
 XLSTAT : Diversité génétique (fraction clonale & nombre d’haplotypes distincts)
POPGENE : - Diversité génique (indice de Nei)
- Différentiation de populations (GST),
- Flux de gènes (Nm)
- Reproduction sexuée (déséquilibre gamétique).
STRUCTURE : - Nombre et répartition des groupes génétiques
Bilan
Haut niveaux de diversité & importance de la reproduction sexuée
Potentiel adaptatif de M. graminicola, surtout au Nord de la France:
- émergence de souches résistantes aux fongicides ?
- contournement des gènes de résistances spécifiques ?
Perspectives à court terme:
ARCir Nord-Pas-de-Calais
PRAD France-Maroc (INRA de Meknes)
Bilan (2)
Flux de gènes modéré & structuration de la population
Mise en évidence de groupes génétiques distincts
Perspectives à court terme:
Populations fondatrices ?
Structuration liée à l’environnement ?
Impact sur les stratégies de lutte chimique ?
C.E.T.A.C.
Centre d'Etudes Techniques pour
l'Amélioration des Céréales
MERCI