Soutenance mémoire
LA PLANTE HÔTE : LA CANNE À SUCRE
Le lieu : l’île de La Réunion
Le lieu d’investigation de ces travaux de thèse était l’île de La Réunion : département français d’outre-mer, localisé dans l’océan Indien au large de Madagascar (Figure 1). 1.1. Géographie Situé dans l’hémisphère Sud, à près de 9200 km de Paris, l’île de La Réunion fait partie de l’archipel des Mascareignes (avec les îles Maurice et Rodrigues). Elle émerge dans la partie sud ou est de l’océan Indien par SS029′ de longitude Est et 21 °S’ de latitude Sud. Sa superficie est de 2S12 km2 pour 207 km de côte (Bertile, 1987). C’est une île d’origine volcanique constituée de deux massifs accolés : • le piton de la Fournaise, qui est un volcan en activité culminant à 2631 rn d’altitude. li est entouré d’une longue falaise en fer à cheval qui s’ouvre sur la mer, • le piton des Neiges, haut de 3069 rn, qui est un massif plus ancien profondément éventré par trois excavations résultant de l’effondrement et de l’érosion du cratère initial: les cirques de Cilaos, de Mafate et de Salazie. Les deux pitons sont séparés par deux hautes plaines : la plaine des Cafres (1600 rn) et la plaine des Palmistes (964 rn). Les pentes générales sont faibles au sommet de l’île, s’accentuent aux altitudes moyennes (1S à 20%) et s’affaiblissent à nouveau vers les côtes. Le relief de l’île est donc très tourmenté : plus de 70% de sa superficie est située à une altitude supérieure à 800 m. 1.2. Climat La Réunion bénéficie d’un climat tropical. Celui-ci dépend essentiellement de l’anticyclone semi-permanent de l’océan Indien qui se situe au sud-est de l’île et qui détermine ainsi une saison chaude et humide de novembre à avril, et une saison fraîche de mai à octobre (Bertile, 1987). L’île est ainsi soumise à un fort courant d’alizés qui déterminent trois régions: 1/ la région au vent au sud-est, 2/ les régions intermédiaires au nord et au sud, et 3/ la région sous le vent qui ne reçoit pas les alizés à l’ouest. L’île est régulièrement dans la trajectoire de cyclones dévastateurs qui naissent entre les se et 1Se parallèles Sud pour suivre grossièrement une trajectoire parabolique vers le sud-ouest. La température est 1/ tropicale jusqu’à SOO rn (avec une moyenne annuelle supérieure à 22°C), 2/ tropicale atténuée (16 à 21 °C) dans une zone intermédiaire comprise entre soo et 1200 rn, et 3/ tempérée (inférieure à 1S0C) avec parfois du givre et du gel en hiver dans les zones d’altitude au-dessus de 1200 m. Les mois les plus chauds sont ceux de janvier à mars, et les plus froids sont juillet et août. Cette douceur de climat par rapport à sa position géographique s’explique par: 1/ la présence de l’océan qui a un effet tampon, 2/ l’influence des alizés qui soufflent la plus grande partie de l’année, et 3/ l’importance du relief et de l’altitude qui crée une opposition climatique entre le littoral et les Hauts d’une part, et entre le versant au vent et le versant sous le vent d’autre part. Le YLS à La Réunion Il Le régime des pluies varie énormément entre la façade est et la façade ouest, à cause des alizés qui amènent l’humidité de la mer par le sud-est, et à cause du passage de cyclones qui provoquent des pluies torrentielles. La pluviométrie moyenne annuelle varie de 1 à 9 m. L’île détient des records mondiaux des hauteurs de pluie avec plus de 6000 mm en 15 jours (Bertile, 1987). 1.3. Sols D’origine volcanique à dominante basaltique, les sols de La Réunion ont subi une pédogenèse intense du fait du climat tropical (Bertile, 1987). lis présentent des pH neutres à acides et sont généralement d’épaisseur réduite. Ce sont principalement des andosols (80% des surfaces cultivables) qui se sont formés à partir des matériaux volcaniques originels. Ces sols restent humides tout au long de l’année de part leur grand pouvoir de rétention en eau. Il existe aussi des sols ferralitiques présents dans les massifs les plus anciens de l’île, des sols bruns qui se sont formés à basse altitude sur la côte sous le vent, et des verts sols, riches en montmorillonite, qui sont présents entre 0 et 150 rn d’altitude sur la côte ouest. 1.4. Végétation La végétation de La Réunion est très variée à l’image du relief et du climat. Les extrêmes sont, d’une part la savane semi-aride du littoral ouest et d’autre part, la lande éricoïde à plus de 1800 rn d’altitude (Bertille, 1987). L’activité humaine a profondément bouleversé la végétation naturelle, principalement avec la ceinture sucrière qui s’étend jusqu’à 600, voire 1000 rn d’altitude. 1.5. Population lie vierge au moment de sa découverte en 1507, La Réunion comptait en 1999, 715 900 habitants dont plus de 40% ont moins de 20 ans (Anonyme, 2000). Le taux de natalité de 1,9% et l’indice de fécondité de 2,28 assurent sans problème le renouvellement des générations. Il y a eu 3832 décès en 1999, chiffre très faible qui peut expliquer la jeunesse de la population. L’espérance de vie est estimée à 78,6 ans pour les femmes et 70,4 ans pour les hommes. La population affiche une augmentation annuelle depuis 1990 de 1,9% qui comprend le mouvement naturel et l’excédent migratoire (Anonyme, 2000). Le mouvement naturel, représentant la différence entre la natalité et la mortalité, correspond à 85% de l’accroissement, tandis que l’excédent migratoire constitue le solde. Dans l’hypothèse où ces chiffres se maintiendraient, La Réunion verrait sa population atteindre 821 000 habitants en 2010. La densité de population s’élève à 282 habitants au km2 L’île est principalement habitée sur saange littorale dans les principales villes que sont Saint-Denis (122 000 habitants et cheflieu de La Réunion), Saint-Paul (72 000 habitants), Saint-Pierre (59 500 habitants), Le Tampon (48 500 habitants) et Saint-Louis (38 000 habitants). La population est multiraciale: on distingue des métis de toutes origines (les « créoles »), des métropolitains (les « zoreils »), des noirs (les « cafres »), des asiatiques (les « chinois »), des indiens tamouls (les « malabars ») ou des indiens musulmans (les « zarabes »). Les religions sont aussi très diversifiées pour une aussi petite surface : on distingue le christianisme, l’hindouisme, l’islamisme et le bouddhisme (Bertile, 1987). La langue officielle est le français mais les gens parlent surtout le créole entre eux. De nombreuses autres langues sont parlées tel que le chinois, le malgache, le comorien..
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Table des matières
I. INTRODUCTION GÉNÉRALE
1. LE LIEU : L’ÎLE DE LA RÉUNION
1.1. Géographie
1.2. Climat
1.3. Sois
1.4. Végétation
1.5. Population
1.6. Indicateurs économiques
2. LA PLANTE HÔTE : LA CANNE À SUCRE
2.1. Taxonomie
2.1.1. Les espèces non-sucrières.
2.1.2. Les espèces sucrières
2.2. Description botanique et physiologique
2.2.1. La tige
2.2.2. Les feuille
2.2.3. Les racines
2.2.4. L’inflorescence
2.3. Cyclé végétatif
2.3.1. La canne vierge
2.3.2. Les repousse
2.4. Ripartitiongéographique
2.5. Importance économique
3. LA MALADIE: LE SYNDROME DE LA FEUILLE JAUNE
3.1. Distribution géographique et importance de la maladie
3.2. Symptomatologie
3.3. Agent(s) causal(s)
3.3.1. Un virus
3.3.2. Des phytoplasmes
3.4. Méthodes de détection
3.4.1. Détection du SCYLV
3.4.2. Détection du SCYP
3.5. Dissémination
3.5.1. Dissémination du SCYL V
3.5.2. Dissémination du SCYP
3.6. Méthodes de lutte
4. ORIENTATION DES RECHERCHES
Il. CHAPITRE 1 : IMPACT DU SCYL V SUR LA PLANTE HÔTE
1. INTRODUCTION
2. LES LUIEOVIRIDAE ET LEUR IMPACT SUR LE RENDEMENT
3. MATÉRIEL ET MÉTHODES
3.1. Matériel
3.2. Méthodes
3.2.1. Dispositif expérimental
3.2.2. Détection du SCYL V par immuno-empreintes (IE)
3.2.3. Symptomatologie
3.2.4. Nombre de tiges par touffe de canne à sucre
3.2.5. Hauteur et diamètre des tiges
L’YLS à La Réunion
3.2.6. Poids des tiges
3.2. 7. Richesse en sucres
3.2.8. Analyses statistiques
3.2.9. Coïnfections SCMV /SCYL
4. RÉSULTATS
4.1. Prospection
4.2. Pourcentage de germination et état sanitaire
4.3. Rendement
4.4. Symptomatologie
4.5. Co-itifection SCMV / SCTI
5. DISCUSSION ET CONCLUSION
III. CHAPITRE 2: DYNAMIQUE VIRALE
1. INTRODUCTION
2. DYNAMIQUE DES VIRUS DANS LES PLANTES
2.1. Mouvement courte distance
2.2. Mouvement longue distance
2.3. Résistance d’une plante au mouvement des particules virales
3. MATÉRIEL ET MÉTHODES
3.1. Matériel
3.2. Méthodes .
3.2.1. Culture des plantes en serre
3.2.2. Détection du SCYL V
3.2.3. Détection du SCYLV par RT-PCR
3.2.4. Analyse statistique
4. RÉSULTATS
4.1. 5 uivi des taux d’infection de trois cultivars de canne à sucre au champ
4.2. Dynamique virale au cours de la croissance de la canne à sucre
4.2.1. Etude de la dynamique virale avec destruction des plantes aux dates de Prélèvement
4.2.2. Etude de la dynamique virale sans destruction des plantes aux dates de Prélèvement
5. DISCUSSION ET CONCLUSION
IV. CHAPITRE 3: TRANSMISSION PAR LES INSECTES VECTEURS
1. INTRODUCTION
2. TRANSMISSION DES VIRUS PAR INSECTES VECTEURS
2.1. Cas des phytovirus
2.2. Cas des Luteoviridae
2.3. Epidémiologie des Luteoviridae
3. MATÉRIEL ET MÉTHODES
3.1. Matériel
3.2. Méthodes
3.2.1. Culture de méristèmes
3.2.2. Sevrage des vitro plants
3.2.3. Détection du SCYL V dans les vitro plants
3.2.4. Dispositif expérimental
3.2.5. Piégeage des insectes vecteurs
3.2.6. Extraction de l’ARN des pucerons
3.2.7. RT-PCR sur puceron
3.2.8. Visualisation de l’ADN
4. RÉSULTATS
L’YLS à La Réunion
4.1. Essai transmission au champ
4.2. Détection de SCYLV dans des pucerons
5. DISCUSSION ET CONCLUSION
V. CHAPITRE 4: DIVERSITE GENETIQUE DU SCYLV
1. INTRODUCTION
2. DIVERSITÉ GÉNÉTIQUE DES LUTEOVIRIDAE
3. LA CONSTRUCTION D’ARBRES PHYLOGÉNÉTIQUES À PARTIR DE DONNÉES MOLECULAIRES
3.1. Méthodes fondées sur les distances
3.1.1. UPGMA (Un weighted Pair Group Method with Arithmetic mean
3.1.2. NJ (Neighbor-Joining)
3.1.3. Méthodes dérivées des méthodes basées sur les distances
3.1.4. Les corrections des distances entre séquences de nucléotides
3.2. Méthodes fondées sur les caractères
3.2.1. Méthode de Parcimonie
3.2.2. Méthode de Maximum de vraisemblance
3.3. Fiabilité des arbres phylogénétiques
3.3.1. Le bootstrap
3.3.2. Permutation
3.4. Enracinement d’un arbre
3.5. Conclusion
4. MATÉRIEL ET MÉTHODES
4.1. Matériel
4.2. Méthodes
4.2.1. Extraction d’ARN
4.2.2. RT-PCR
4.2.3. Visualisation de l’ADN par électrophorèse
4.2.4. Clonage et séquençage
4.2.5. Analyse phylogénétique S. RÉSULTATS
5.1. Amplifications partielles du génome de divers isolats de SCYLV
5.2. Localisation des mutations
5.3. Diversité des séquences nucléotidiques
5.4. Diversité des séquences protéiques
5.5. Variabilité de l’ensemble du génome
6. DISCUSSION ET CONCLUSION
VI. CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
ANNEXES
RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES
LISTE DES PUBLICATIONS ABSTRACT
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