Les mycotoxines produites par F.graminearum

Les mycotoxines produites par F.graminearum

Les perspectives agricoles

Les productions agricoles sont essentielles à l’élévation économique des pays en complément de l’agriculture vivrière qui participent au confort de vie des populations. Ces productions sont soumises à des contraintes socio-économiques et agro-environnementales limitant les quantités produites chaque année.Les céréales sont la base alimentaire de la majorité des populations à travers le monde. En 2013, la production mondiale de céréales représente moins de 2000 millions de tonnes dont 703 millions de tonnes de blé. La demande mondiale en céréales ne cesse d’augmenter d’année en année, d’une part, à cause de la croissance linéaire de la population mondiale depuis les années 1970, avec les prévisions des Nations Unies évoquant une augmentation de près de 2 milliards d’habitants d’ici à 2050, et d’autre part, par un changement des comportements alimentaires de certaines populations adoptant un cadre de vie occidental.
Cette demande mondiale, toujours plus forte, remet en cause les capacités des pays producteurs à fournir les ressources agricoles nécessaires pour nourrir la population mondiale dans un contexte où le changement climatique impacte de plus en plus les cultures.
Les brusques variations climatiques des cinq dernières années, avec des hivers doux, des canicules répétées, des années gélives, etc. ont une influence négative sur le développement des plantes qui limite les rendements agricoles. On note que la réduction des précipitations de plus de 50% amène à un abaissement des rendements en blé dans 90% des cas (Schaller, 2014). Ces variations climatiques masquent la progression génétique observée depuis 15 ans au sein des nouvelles variétés. L’INRA (Savini, 2009) estime le gain génétique de 1 qx/ha/an, indépendamment des facteurs environnementaux, mais les mauvaises conditions climatiques font stagner les rendements en blé aux alentours de 73 qx/ha depuis 1996 en France (Renaud,2010). Ce changement climatique est accéléré par les activités humaines dont l’agriculture a une grande part de responsabilité. Les pouvoirs publics ont pris conscience de l’impact des activités agricoles sur l’environnement et mettent, aujourd’hui l’accent sur la préservation des écosystèmes. Un des axes de la PAC, mais également le plan EcoPhyto2018 s’inscrivent dans cette politique de réduire les intrants dans les parcelles, sans altérer les rendements. Pour cela, l’optimisation des composantes du rendement telles que l’efficacité de l’utilisation de l’azote par les plantes, la tolérance à la sécheresse, les résistances aux maladies et surtout l’amélioration génétique variétale sont nécessaires pour produire autant en limitant l’usage des ressources extérieures.

Production d’inoculum de la souche F. graminearum

Description de la souche Fusarium T10008

La souche F. graminearum T10008 est fournie par le laboratoire pathologie d’Arvalis Institut du Végétal à Grignon. C’est une souche qui a été choisie pour son efficacité d’infection importante et qui a été utilisée dans les essais officiels du CTPS. Ce microorganisme fongique appartient au genre Fusarium, et a été cultivé sur un milieu synthétique (PDA) dans les conditions de multiplication in vitro. Le développement mycélien de ce dernier est abondant et rapide, il se caractérise par une couleur blanc-rosé en début de culture puis rouge carmin avec des reflets jaunes sur les cultures plus âgées (Figure 2). Cette pigmentation est due aux anthocyanes produites par le champignon et la couleur peut varier selon le pH du milieu ainsi que les conditions de culture. L’observation directe du mycélium sous une loupe binoculaire permet de distinguer des structures fongiques appelées sporodochies, apparaissant sous forme d’agglomérats translucides gélatineux (Figure 3). Ces structures renferment les macroconidies, encore appelés spores (Figure 4), qui sont de forme allongée, arquée et comportant 3 à 6 cloisons. Elles peuvent aller d’une taille de 25 à 60µm.

Protocole de multiplication

Le protocole de multiplication suivi lors de cette étude est issu d’un protocole de laboratoire réalisé en routine à l’institut technique Arvalis. L’intérêt de ce protocole est de multiplier à grande échelle la souche F. graminearum T10008 et de favoriser sa sporulation afin d’obtenir une solution d’inoculum concentrée. La multiplication de micro-organismes fongiques nécessite des conditions de travail strictes et exemptes de tout autre microorganisme que celui que nous cherchons à cultiver. Ainsi, le matériel et les milieux de culture utilisés sont stérilisés, et toutes les manipulations sont effectuées sous bec bunsen. En outre, le genre Fusarium ne requiert pas de conditions de cultures particulières et se multiplie aisément sur milieu PDA à pH neutre en chambre d’incubation. La chambre d’incubation est paramétrée avec une humidité relative de 70%, une température de 20°C et une alternance d’éclairement jour/nuit de 12h. Sur les conseils de l’institut Arvalis, le type de néons d’éclairage sont des OsramL 58w/640 white et OsramL 58w/76 Natural. Le protocole est conçu en cinq étapes, à partir d’une culture isolée de Fusarium sur milieu gélosé

Table des matières

I. Introduction
1. Les perspectives agricoles
2. Contexte de l’étude
3. Étude bibliographique
3.1 La fusariose de l’épi de blé
3.2 Les mycotoxines produites par F.graminearum
3.3 Les études de cartographie QTL sur la résistance à la fusariose
3.4 Les études de génétique d’association pour le caractère FHB
4. Problématique de l’étude
II. Matériels et méthodes
1. Production d’inoculum de la souche F. graminearum
1.1 Description de la souche Fusarium T10008
1.2 Protocole de multiplication
2. Essai expérimental
2.1 Matériel végétal (220 variétés)
2.2 Dispositif Expérimental
2.3 Itinéraire technique
3. Inoculation Parcellaire
4. Notations
4.1 Épiaison/Floraison
4.2 Symptômes et méthodologie de notation de la maladie FHB
5. Analyses statistiques des données phénotypiques
6. Démarche de la génétique d’association (GWAS)
6.1 Principe général et Concepts de base
6.2 Données de Génotypages
6.3 Déséquilibre de liaison
6.4 Structuration de la population d’étude
6.5 Modèles statistiques d’association
III. Résultats
1. Analyse des données de phénotypages
1.1 Vérification de l’effet terrain
1.2 Validité des témoins
1.3 Cotation et classification variétale
2. Structuration de la population.
3. Déséquilibre de liaison des chromosomes 3B et 4B
4. Résultats d’association génétique sur le chromosome 3B
5. Résultat d’association génétique sur le chromosome 4B
6. Effet allélique des marqueurs associés
IV. Discussion
1. Variabilité du caractère étudié
2. Stratification de la population d’étude
3. Résolution du déséquilibre de liaison
4. Associations génétiques établies sur les chromosomes 3B et 4B
Conclusion
Références Bibliographiques
Annexes

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