LE PATHOSYSTEME DIPLADENIA-FUSARIUM OXYSPORUM
Le pathosystรจme Dipladenia-Fusarium oxysporum
Lโhรดte : le Dipladenia
Physiologie du Dipladenia
Le Dipladenia, aussi appelรฉ Mandevilla, fait partie de lโordre des Gentianales, appartient ร la famille des Apocynaceae et ร la sous-famille des Apocynoideae (Lannes, 2010). Dโaprรจs plusieurs publications, les genres Dipladenia et Mandevilla sont synonymes, de ce fait il existe de nombreuses confusions botaniques et taxonomiques (Lannes, 2010). Pour diffรฉrencier au mieux ces plantes, les horticulteurs ont donnรฉ aux plantes grimpantes, le nom de Dipladenia et aux plantes en touffes, le nom de Mandevilla. Le Dipladenia (Figure 2A) est une plante vivace conduite en touffe suite aux pincements effectuรฉs (1 ร 2 fois) lors de la culture. Cette plante tropicale est une liane ร latex avec un feuillage persistant (Figure 2B, 2C et 2D). Le Dipladenia produit de nombreuses hampes florales qui prennent naissance ร lโaisselle des feuilles (Lannes, 2010). Les racines du Dipladenia sont hypertrophiรฉes et partiellement tubรฉrisรฉes (Figure 2E) ce qui permet leurs transformations en organes de rรฉserve. Ces organes de rรฉserve renferment des รฉlรฉments nutritifs (glucose, acides aminรฉs, amidon ou inuline) accumulรฉs en pรฉriode de vรฉgรฉtation et sont consommรฉs suivant les besoins de la plante ou quand cette derniรจre est dans une situation de stress (manque dโeau, manque de nutrimentโฆ) (Lannes, 2014). Des analyses biochimiques ont montrรฉ que les racines tubรฉrisรฉes avaient un stockage รฉlevรฉ en amidon. Ces rรฉserves confรจrent souvent ร la plante une grande capacitรฉ d’adaptation ร des conditions difficiles (Boutebtoub et al., 2009). Du fait dโune grande diversitรฉ variรฉtale, ce genre permet dโoffrir aux consommateurs une large palette de coloris et de formes de fleur (Darles, 2013).
Culture
La culture de Dipladenia est trรจs exigeante et deux facteurs importants de lโitinรฉraire cultural sont ร surveiller : la tempรฉrature et la lumiรจre. Les Dipladenia doivent รชtre cultivรฉs avec une tempรฉrature au dessus de 16ยฐC (Fiche Ratho, 2006) et avec une forte luminositรฉ. Un manque de lumiรจre provoque un รฉtiolement (apparition de longues pousses volubiles (Figure 2D) et des chloroses (Fiche Ratho, 2006). Les producteurs de Dipladenia multiplient et cultivent des boutures provenant de pieds mรจres de Dipladenia. Ainsi, lors du bouturage et de la taille, les plants sont exposรฉs ร un risque de contamination par des agents pathogรจnes. Depuis 2006, il a รฉtรฉ observรฉ un dรฉpรฉrissement des plants de Dipladenia dans le Sud-Ouest de la France (Darles, 2013). En outre, une variรฉtรฉ sโest avรฉrรฉe trรจs touchรฉe par Fusarium oxysporum, Mandevilla (Dipladenia) hybrida var. diamantinaยฎ, gamme โOpaleโ, couleur โGrenatโ (Figure 3), aussi cette variรฉtรฉ a รฉtรฉ choisie pour cette รฉtude.
Le pathogรจne : Fusarium oxysporum
Gรฉnรฉralitรฉs
En 1809, le genre Fusarium a รฉtรฉ dรฉcrit pour la premiรจre fois par Link (Jeunot, 2005). Ce dernier se compose de plusieurs espรจces phytopathogรจnes responsables de maladies appelรฉes ยซ fusariose ยป sur un grand nombre de plantes. Lโorigine du nom Fusarium provient du latin Fusus, car ses spores sont en formes de fuseau (Jeunot, 2005). Le genre Fusarium est caractรฉrisรฉ par de nombreuses espรจces trรจs variables au niveau morphologique. Chacune dโelle รฉtant reprรฉsentรฉe dans la nature par une majoritรฉ de souches saprophytes ou parasites de faiblesse au sein desquelles peuvent se diffรฉrencier des formes plus ou moins spรฉcialisรฉes douรฉes dโune vรฉritable pathogรฉnicitรฉ (Fernon, 1970). Parmi le genre Fusarium, Fusarium oxysporum est certainement lโespรจce de champignon tellurique la plus rรฉpandue dans la nature et dans tous les types de sols (Champion, 1997, Fravel et al., 2002). Diffรฉrentes souches de ce pathogรจne existent, celles qui envahissent le systรจme vasculaire par les racines profondes induisant une maladie de type systรฉmique et celles qui peuvent pรฉnรฉtrer les racines sans envahir les vaisseaux et causer la maladie (Fravel et al., 2002). En outre, il possรจde de nombreuses formes spรฉcialisรฉes ce qui lui permet de sโattaquer ร une multitude de cultures, telles que les lรฉgumineuses (F. oxysporum f. sp. pisi sur pois) (Champion, 1997), les plantes maraรฎchรจres (F. oxysporum f. sp. lycopersici) (Messiaen et al., 1991), le melon (F. oxysporum f. sp. melonis) (Oumouloud et al., 2001), les plantes ornementales (F. oxysporum f. sp. dianthi sur ลillets) (Ardila et al., 2014) et tropicales (F. oxysporum f. sp. cubenses sur bananiers) (Nel et al., 2006). Dโaprรจs tous ces auteurs, lโimpact รฉconomique est trรจs important. En effet, sur ลillets, la prรฉsence de F. oxysporum f. sp. dianthi a entrainรฉ des pertes รฉconomiques et une diminution significative de la production (Ardila et al., 2014).
Taxonomie
Le nom Fusarium est donnรฉ aux champignons dits ยซ imparfaits ยป (Deutรฉromycรจtes). Dans le genre Fusarium, les formes asexuรฉes (anamorphes) sont les plus connues. Cependant, il existe quelques souches de Fusarium qui possรจdent une forme parfaite (tรฉlรฉomorphe). Ces formes appartiennent ร la classe des Ascomycรจtes, ร lโordre des Hypocreales, ร la famille des Nectriaceae et aux genres Gibberella, Nectria et Plectosphaerella (Rakotonirainy, 2014). En outre, il est important de savoir que pour beaucoup dโespรจces de Fusarium, la forme sexuรฉe reste encore inconnue. La forme asexuรฉe, Fusarium oxysporum, appartient aux Deutรฉromycรจtes, aux groupes des Hyphomycรจtes et des Hyphales (Blancard, 1998). Cependant, cette ยซ classification ยป est plutรดt un ensemble artificiel regroupant les formes asexuรฉes des Eumycรจtes et il nโy a donc pas de lien phylogรฉnรฉtique. Afin dโรชtre rigoureux, il serait judicieux dโassocier une forme spรฉcialisรฉe au pathogรจne Fusarium oxysporum sur Dipladenia. En effet, seules les formes spรฉcialisรฉes de Fusarium oxysporum sont pathogรจnes (Blancard, Communication personnelle). Par consรฉquent, ce pathogรจne pourrait avoir pour forme spรฉcialisรฉe mandevilla. Pour confirmer la pathogรฉnicitรฉ de F. oxysporum f. sp. mandevilla, il est nรฉcessaire dโeffectuer un essai comprenant une gamme dโhรดte de la famille desย Apocynaceae ainsi que dโautres espรจces.
Cycle de reproduction
Description des formes de reproduction vรฉgรฉtative du pathogรจne La forme asexuรฉe de F.oxysporum est la seule observรฉe ร ce jour. La multiplication vรฉgรฉtative de ce champignon produit deux types de conidies : les macro et microconidies. Les microconidies (Figure 4A) sont ellipsoรฏdales, non cloisonnรฉes et produites ร partir de conidiophores oรน elles sont disposรฉes au dessus de ces derniers en fausse-tรชte (Iida, 2006). Les macroconidies sont falciformes et cloisonnรฉes (trois ou quatre cloisons), produites par un regroupement de conidiophores (Figure 4B). Ces amas de conidiophores, sporodochia, ressemblent ร des petits amas gรฉlatineux (LNPV, 2008). Ce pathogรจne produit aussi des chlamydospores (Figure 4C), structures permettant sa conservation pendant lโhiver et dans le sol. Ces chlamydospores sont constituรฉes de portions dโhyphes oรน le cytoplasme sโest condensรฉ et sont entourรฉes dโune paroi รฉpaisse et mรฉlanisรฉe (LNPV, 2008).
Cycle biologique F. oxysporum possรจde un cycle a deux phases : une phase parasitaire et une phase saprophytique (Figure 5). 1. Pรฉnรฉtration du pathogรจne dans la racine Le plus souvent, le pathogรจne pรฉnรจtre par les blessures naturelles, comme celles prรฉsentes au niveau du point dโรฉmission des racines secondaires (Blancard, 1998). Cependant sโil y a une blessure, il sโavรจre selon Fernon (1970), que la position de la blessure sur la racine peut avoir une importance sur la pรฉnรฉtration de lโagent pathogรจne et que lโinvasion racinaire sโeffectue par รฉtapes successives suite ร la compรฉtition entre le champignon et le systรจme de dรฉfense de la plante. Dโaprรจs un travail rรฉalisรฉ sur F. oxysporum f. sp. melonis sur melon, il est possible dโextrapoler le comportement de F. oxysporum sur Dipladenia. Ainsi, aprรจs 24 heures, des hyphes mycรฉliennes se dรฉveloppent sur lโรฉpiderme des racines pour commencer sa phase parasitaire. Le pathogรจne fixe son mycรฉlium ร la paroi vรฉgรฉtale, et par formation dโappressoria, un filament mycรฉlien plus fin va pouvoir percer la paroi vรฉgรฉtale (Fernon, 1970).
2. Propagation du pathogรจne ร lโintรฉrieur de la racine Suite ร la pรฉnรฉtration dans la paroi cellulaire, le mycรฉlium se ramifie et colonise les cellules รฉpidermiques voisines de faรงon intercellulaire. Une fois cette action rรฉalisรฉe, il y a colonisation du parenchyme cortical et de tout le cortex au niveau inter et intracellulaire. La colonisation du cortex provoque des brunissements sur les cellules non touchรฉes par lโagent pathogรจne, ce qui suggรจre la production de toxines par lโagent pathogรจne (Fernon, 1970). En effet, deux toxines ont รฉtรฉ identifiรฉes, la lycomarasmine et lโacide fusarique (Darles, 2013). Lโexpansion mycรฉlienne atteint ensuite les tissus du cylindre central, cโest ainsi que les vaisseaux sont colonisรฉs. A partir des vaisseaux, lโagent pathogรจne progresse rapidement vers la tige.
3. Propagation du pathogรจne dans la tige Dans les vaisseaux de la tige, le champignon produit des microconidies. Ces derniรจres sont transportรฉes vers le haut et lorsquโune paroi transversale empรชche la progression, les microconidies germent. Le tube germinatif produit permet de passer dans la paroi et la formation de microconidies se rรฉitรจre de lโautre cรดtรฉ de la paroi. Le champignon continue alors sa colonisation jusquโ ร atteindre lโapex (CABI/OEPP). Parfois, ce champignon produit des sporodochies qui contiennent des macroconidies (HYPP Pathologie). Aprรจs la mort de la plante, le mycรฉlium se dรฉveloppe en dehors et dรฉmarre ainsi sa phase saprophyte. La production de micro et macroconidies ร la surface de lโhรดte constitue lโinoculum secondaire qui de dissรฉmine par lโintermรฉdiaire du vent, des eaux dโarrosages et lโutilisation dโoutils (Iida, 2006 ; Darles, 2013). En outre, ce dรฉveloppement amorce la production de formes de conservation, les chlamydospores, pouvant persister plusieurs annรฉes dans le sol et รชtre lโinoculum primaire lorsque les plantes hรดtes appropriรฉes sont plantรฉes dans le sol (Iida, 2006).
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Table des matiรจres
TABLE DES MATIERES
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I. INTRODUCTION
1.1. Contexte et enjeux de lโรฉtude
1.1.1. Prรฉsentation de lโรฉtablissement
1.1.2. Situation รฉconomique
1.1.3. Problรฉmatique gรฉnรฉrale et objectifs du stage
II. LE PATHOSYSTEME DIPLADENIA-FUSARIUM OXYSPORUM
2.1. Lโhรดte : le Dipladenia
2.1.1. Physiologie du Dipladenia
2.1.2. Culture
2.2. Le pathogรจne : Fusarium oxysporum
2.2.1. Gรฉnรฉralitรฉs
2.2.2. Taxonomie
2.2.3. Cycle de reproduction
2.2.4. Symptomatologie
III. LES AGENTS/PRODUITS DE BIOCONTROLE
3.1. Le biocontrรดle
3.2. Lโagent de biocontrรดle : Pythium oligandrum
3.2.1. Taxonomie
3.2.2. Biologie / Cycle de reproduction
3.3. Lโagent de biocontrรดle : Trichoderma asperellum
3.3.1. Taxonomie
3.3.2. Biologie / Cycle de reproduction
3.4. Actions des agents de biocontrรดle
IV. LA DETECTION DES AGENTS DE BIOCONTROLE DANS LA RHIZOSPHERE
4.1. Lโapproche biologique
4.2. Lโapproche molรฉculaire
MATERIEL ET METHODES
I. MATERIEL BIOLOGIQUE
1.1. Matรฉriel vรฉgรฉtal
1.2. Matรฉriel fongique
1.2.1. Fusarium oxysporum
1.2.2. Pythium oligandrum
1.2.3. Trichoderma asperellum
II. DISPOSITIF EXPERIMENTAL
2.1. Mise en place de lโessai
2.2. ยซ Biotisation ยป des plants avec les agents de biocontrรดle
2.3. Identification de la souche Fusarium oxysporum
2.3.1. Postulat de Koch
2.3.2. Identification de lโagent pathogรจne
2.3.3. Inoculation de lโagent pathogรจne sur plants sains
2.4. Suivi de la colonisation racinaire par les agents de biocontrรดle testรฉs
2.4.1. Analyses microbiologiques
a) Prรฉlรจvements racinaires
b) Dรฉpรดt sur boites de Petri
c) Lecture et comptage
2.4.2. Analyses molรฉculaires
a) Extraction dโADN
b) Amplification par Polymerase Chain Reaction
c) Quantification de la colonisation de Pythium oligandrum dans la rhizosphรจre des Dipladenia, par PCR quantitative17 2.5. Observations et mesures au cours de lโessai
2.5.1. Observation de la croissance des plants de Dipladenia โ Etude quantitative
2.5.2. Observation du dรฉveloppement racinaire des plants de Dipladenia โ Etude qualitative
2.5.3. Observation des symptรดmes sur les plants de Dipladenia โ Etude qualitative
2.5.4. Analyses statistiques
RESULTATS
I. CARACTERISATION DE LA SOUCHE DE FUSARIUM UTILISEE
1.1. Identification microbiologique de lโagent pathogรจne
1.2. Confirmation du Postulat de Koch
II. DETECTION DES AGENTS DE BIOCONTROLE DANS LA RHIZOSPHERE DES DIPLADENIA
2.1. Analyse microbiologique de la colonisation racinaire des plants de Dipladenia par P. oligandrum
2.2. Analyse microbiologique de la colonisation racinaire des plants de Dipladenia par T. asperellum
2.3. Analyses molรฉculaires de la colonisation racinaire des plants de Dipladenia par P. oligandrum
2.4. Rรฉsultats de lโeffet des agents de biocontrรดle sur le dรฉveloppement aรฉrien et racinaire des plants de Dipladenia
2.4.1. Dรฉveloppement aรฉrien
2.4.2. Dรฉveloppement racinaire
III. ETAT SANITAIRE DES PLANTS DE LโESSAI
IV. EFFETS DES MICROORGANISMES DANS LA LUTTE CONTRE FUSARIUM OXYSPORUM
DISCUSSION
CONCLUSION & PERSPECTIVES
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