Le pathosystème lavande / Phytophthora nicotianae 

Le pathosystème lavande / Phytophthora nicotianae 

L’hôte : la lavande

Culture et utilisation
La lavande est un arbrisseau buissonnant de la famille des Lamiacées, native de la région méditerranéenne. Cette plante pérenne aux petites feuilles linéaires gris-vert peut atteindre une cinquantaine de centimètres de haut en culture de plein champ (Alvarez et al., 2007). Ses fleurs mauves en épis parfumées fleurissent aux mois de juillet-août. La majorité de la production se situe en plein champ, en Provence, pour la confection d’huiles essentielles. Une autre part se situe dans le Sud-Ouest de la France, en tant que plantes ornementales. La culture est conduite en conteneurs (en extérieur ou sous abri) pour la vente aux particuliers (France Agrimer, 2013).Les jeunes plants peuvent provenir de semis (lavande de population), de multiplication in vitro ou de bouturage (lavande clonale). La première option apporte de l’hétérogénéité et de l’instabilité génétique, la deuxième est utilisée pour assurer des clones sains pouvant servir de pieds mères et la dernière est donc la plus couramment utilisée par les lavandiculteurs (RATHO, 2008).
L’agriculture biologique est un mode de production en expansion dans le domaine de la culture de lavande. Elle représente environ 52% des surfaces totales des plantes à parfums aromatiques et médicinales bio françaises. Cela peut s’expliquer par une demande croissante des consommateurs concernant les huiles essentielles bio, dans les secteurs de la cosmétique et de l’aromathérapie (CRIEPPAM, 2015).
Problèmes sanitaires
Parmi les maladies rencontrées par les lavandiculteurs, le dépérissement causé par le phytoplasme du stolbur (Candidatus Phytoplasma solani) est considéré comme celle entraînant le plus de pertes économiques (Chaisse et al., 2012). La lavande fine y est très sensible et la production d’huile essentielle est passée de 80 tonnes en 2005 à 33 tonnes en 2010. Le vecteur de ce phytoplasme est une cicadelle, Hyalesthes obsoletus. Aucune méthode de lutte curative n’est efficace à ce jour.
Au niveau des pathogènes fongiques ou pseudofongiques, Phoma lavandulae, agent du dépérissement aérien, Septoria lavandula, agent de la septoriose et également Pythium aphanidermatum et Phytophthora nicotianae, deux agents responsables de la pourriture racinaire et du collet sont fréquemment observés.
Les producteurs sont de plus en plus confrontés à la pourriture phytophthoréenne dans le cas des lavandes ornementales en pots (RATHO, 2008). La qualité sanitaire des pieds mères est très importante car la majorité des dépérissements ont lieu l’année suivant le rempotage des boutures.

L’agent pathogène : Phytophthora nicotianae

Le mot Phytophthora tire son origine du grec ‘phyton’, la plante et ‘phthora’, destructeur. En effet, la totalité du genre Phytophthora est phytopathogène. Ce genre a été décrit pour la première fois par Anton de Barry en 1876. Ces organismes sont responsables de nombreuses maladies sur plantes cultivées, dont la plus historiquement connue est le mildiou de la pomme de terre (Phytophthora infestans), qui a conduit à la grande famine irlandaise de 1845. P. cinnamomi et P. nicotianae (anciennement appelé P. parasitica) causent des pourritures racinaires et du collet sur une large gamme d’hôtes, le premier sur les arbres fruitiers ou forestiers et le second sur tabac, lavande ou tomate principalement (Erwin, 1996). Ce genre compte également certains agents pathogènes de quarantaine réglementés tel que P. ramorum.
Méthodes de lutte
Le contrôle de P. nicotianae en serre reste difficile car les conditions climatiques sont favorables à son développement (protection contre les basses températures et irrigation limitant les stress hydriques, Hwang et al., 2005). Sa croissance rapide et ses symptômes primaires non visibles extérieurement sur la plante font qu’il est souvent trop tard pour intervenir une fois que l’agent pathogène a été identifié. De plus, P. nicotianae est capable de produire des structures de résistance dans le sol. Même si l’on réussit à le détruire par une lutte curative, la destruction des vaisseaux conducteurs est souvent irréversible et la plante peut continuer à dépérir en absence de l’organisme. La lutte la plus efficace à ce jour reste donc la lutte préventive, à l’aide de méthodes prophylactiques.
Prophylaxie
Avant la mise en place des plantes, le contrôle visuel de la qualité sanitaire des végétaux à leur réception, le choix de cultivars résistants et l’utilisation de pots neufs et d’un substrat désinfecté permet de limiter la source d’inoculum primaire.
Afin de prévenir la dispersion de la maladie au cours de la culture, il est conseillé de retirer les plants présentant des symptômes et de désinfecter le matériel de taille. La gestion de l’irrigation reste la principale recommandation contre P. nicotianae (Irwin, 1995), en évitant la présence d’eau stagnante sur les tables de culture et en répondant au plus près aux besoins de la plante sans saturer son substrat.
Lutte chimique conventionnelle
Très peu de solutions sont disponibles en lutte conventionnelle pour l’usage «cultures ornementales / traitement de sol / organismes de type pythiacées». Il existe à ce jour trois substances chimiques homologuées en Europe : le Métalaxyl-M (ou Mefenoxam), le Fosétyl-Aluminium et le Dimétomorphe, retrouvées dans la formulation de 10 produits commerciaux listés sur la base de données ephy de l’ANSES.

Définition générale et marché du biocontrôle

Le biocontrôle peut être défini de manière très générale comme « toute méthode, produit ou organisme fondé sur la gestion des équilibres des populations de bioagresseurs et limitant leur éradication systémique » (IBMA, 2014). Il sert donc à contrôler les populations de nuisibles (ravageurs et agents pathogènes), afin de maintenir les dégâts causés sur une espèce végétale cultivée en dessous du seuil de nuisibilité économique supportable par le producteur.
Cette définition comprend quatre catégories d’approche :
des macro-organismes (insectes, nématodes, acariens)
des micro-organismes (champignons, bactéries, virus)
des médiateurs chimiques (phéromones sexuelles, kairomones)
des substances naturelles d’origine végétale, minérale ou animale.
Seuls les macro-organismes et les barrières physiques ne sont pas considérés comme des produits phytopharmaceutiques (PPP). Les autres sont par conséquent soumis à une évaluation pour obtenir une Autorisation de Mise sur le Marché.
Actuellement, 70 produits phytopharmaceutiques de biocontrôle à base de micro-organismes possèdent cette autorisation en France (Annexe I), dont 80% concernent la lutte contre des maladies telluriques. Les genres utilisés sont peu nombreux et appartiennent surtout aux genres Trichoderma pour les champignons et Bacillus pour les bactéries. Les produits à base de spores et protéines de Bacillus thuringiensis  sont les plus vendus dans le monde et sont distribués depuis les années 70 en France.

Pythium oligandrum

Oomycète appartenant à la même famille que P. nicotianae, P. oligandrum est une espèce tellurique considérée comme non phytopathogène. La grande majorité du genre Pythium est pourtant connue pour être responsable de graves dégâts, notamment de la fonte de semis. L’espèce est aisément reconnaissable par ses oogones échinulées.
P. oligandrum est étudié depuis une dizaine d’années pour ses potentielles qualités d’agent de biocontrôle sur différentes cultures telles que la vigne (Yacoub et al., 2015), la tomate (Picard et al., 2000b), le blé et la betterave (Takenaka et al., 2003). Ce Pythium aurait un effet bénéfique dans la lutte contre un grand nombre de micro-organismes pathogènes : Ascomycètes, Basidiomycètes, Oomycètes et même contre des structures de résistances comme les sclérotes. Une étude de Picard et al. (2000) a démontré la grande vulnérabilité de P. nicotianae à l’attaque de cet agent de biocontrôle.
En 2015, le premier produit à base de la souche M1 de P. oligandrum a été homologué sous l’appellation ‘Polyversum®’ de De Sangosse, dans le but de lutter contre les sclérotinioses et les fusarioses sur crucifères oléagineuses, blé et orge (Brozova, 2002).
Cet Oomycète est capable d’adapter sa stratégie d’attaque selon le micro-organisme avec lequel il entre en interaction (Gerbore et al., 2014). Parmi les stratégies utilisées, les plus fréquemment observées et exploitables en biocontrôle sont le mycoparasitisme et l’induction de résistance chez la plante hôte.

Le thé de compost

Le thé de compost est un produit commercialisé en tant que matière fertilisante, mais qui pourrait aussi être un outil de biocontrôle grâce à ses propriétés suppressives (Pane et al., 2014). Il consiste en une infusion à froid de compost dans de l’eau, qui permet de recueillir un liquide concentré en micro-organismes et en éléments nutritifs.
Le thé de compost à aération active (TCAA), est issu d’une infusion avec l’ajout d’un bulleur dans la cuve. Ce système permet d’extraire les micro-organismes bénéfiques et de stimuler leur multiplication rapide. Il est possible de choisir entre des thés à dominance fongique, bactérienne ou de composition équilibrée en jouant sur le rapport C/N du compost d’origine. En effet, un compost plus riche en carbone (issu de la dégradation de matériel végétal) va favoriser le développement de champignons tandis qu’un compost plus riche en azote (d’origine animale, comme les purins et les fumiers) va favoriser le développement des bactéries. Les essais réalisés mettent en évidence une action biostimulante en se basant sur la production d’hormones par les bactéries PGPR et sur l’amélioration de la nutrition de la plante qui pourraient permettre une meilleure résistance aux stress abiotiques et un meilleur rendement.

Table des matières

ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1. Introduction
1.1. Contexte et enjeux de l’étude
1.1.1. Présentation de l’établissement d’accueil
1.1.2. Problématiques générales et objectifs du stage
2. Le pathosystème lavande / Phytophthora nicotianae 
2.1. L’hôte : la lavande
2.1.1. Culture et utilisation
2.1.2. Problèmes sanitaires
2.2. L’agent pathogène : Phytophthora nicotianae
2.2.1. Généralités
2.2.2. Taxonomie
2.2.3. Cycle de reproduction
a) Phase asexuée
b) Phase sexuée
2.2.4. Facteurs abiotiques favorables au développement
2.2.5. Symptomatologie
2.2.6. Méthodes de lutte
a) Prophylaxie
b) Lutte chimique conventionnelle
3. Le biocontrôle contre les agents phytopathogènes telluriques 
3.1. Définition générale et marché du biocontrôle
3.2. Mode d’action des micro-organismes de biocontrôle
3.2.1. Lutte directe
a) Antibiose
b) Compétition spatiale et nutritive
c) Parasitisme
3.2.2. Lutte indirecte
a) Biostimulants
b) Stimulateurs de Défenses des Plantes (SDP)
3.3. Exemples d’agents antagonistes des organismes phytopathogènes telluriques
3.3.1. Pythium oligandrum
3.3.2. Pseudomonas fluorescens
3.3.3. Bacillus amyloliquefaciens et Bacillus pumilus
3.3.4. Rhizophagus irregularis
3.3.5. Gliocladium catenulatum
3.3.6. Le thé de compost
MATERIELS ET METHODES 
1. Matériel biologique et chimique
1.1. Matériel végétal
1.2. Produits phytosanitaires conventionnels
1.3. Produits de biocontrôle
2. Mise en place générale de l’essai
3. Plan d’expérience 
4. Inoculation du pathogène Phytophthora nicotianae 
5. Suivi du taux de colonisation racinaire des micro-organismes de biocontrôle
5.1. Prélèvements racinaires
5.2. Analyses microbiologiques
5.2.1. Pythium oligandrum
a) Dépôts des racines sur boîtes de Pétri
b) Lecture des boîtes au microscope
5.2.2. Rhizophagus irregularis
5.3. Analyses moléculaires pour quantifier l’installation de P. oligandrum dans la rhizosphère
5.3.1. Extraction ADN
5.3.2. Quantification de l’ADN par qPCR
5.4. Mise en évidence de l’antagonisme direct par des tests de confrontation in vitro
5.5. Analyse comparée du développement des plants
5.5.1. Etude quantitative de la croissance en hauteur
5.5.2. Etude qualitative du développement racinaire
5.5.3. Etude de la sensibilité des plants à P. nicotianae
5.5.4. Analyses statistiques
RESULTATS
1. Evaluation in vitro de l’effet antagoniste des produits de biocontrôle contre P. nicotianae
2. Evaluation in planta de l’efficacité des produits de biocontrôle
2.1. Analyse de la stimulation de croissance aérienne des produits
2.2. Analyse de la stimulation de développement racinaire des produits
2.3. Analyse de la sensibilité des plantes à la pourriture phytophthoréenne
3. Détection des agents de biocontrôle dans la rhizosphère
3.1. Quantification microbiologique de P. oligandrum sur racines
3.2. Quantification moléculaire de P. oligandrum sur racines
3.3. Détection de l’endomycorhize R. irregularis
DISCUSSION
CONCLUSION ET PERSPECTIVES

Télécharger le rapport complet