LE PATHOSYSTEME DIPLADENIA-FUSARIUM OXYSPORUM

LE PATHOSYSTEME DIPLADENIA-FUSARIUM OXYSPORUM

Le pathosystème Dipladenia-Fusarium oxysporum
L’hôte : le Dipladenia
Physiologie du Dipladenia

Le Dipladenia, aussi appelé Mandevilla, fait partie de l’ordre des Gentianales, appartient à la famille des Apocynaceae et à la sous-famille des Apocynoideae (Lannes, 2010). D’après plusieurs publications, les genres Dipladenia et Mandevilla sont synonymes, de ce fait il existe de nombreuses confusions botaniques et taxonomiques (Lannes, 2010). Pour différencier au mieux ces plantes, les horticulteurs ont donné 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 effectués (1 à 2 fois) lors de la culture. Cette plante tropicale est une liane à latex avec un feuillage persistant (Figure 2B, 2C et 2D). Le Dipladenia produit de nombreuses hampes florales qui prennent naissance à l’aisselle des feuilles (Lannes, 2010). Les racines du Dipladenia sont hypertrophiées et partiellement tubérisées (Figure 2E) ce qui permet leurs transformations en organes de réserve. Ces organes de réserve renferment des éléments nutritifs (glucose, acides aminés, amidon ou inuline) accumulés en période de végétation et sont consommés suivant les besoins de la plante ou quand cette dernière est dans une situation de stress (manque d’eau, manque de nutriment…) (Lannes, 2014). Des analyses biochimiques ont montré que les racines tubérisées avaient un stockage élevé en amidon. Ces réserves confèrent souvent à la plante une grande capacité d’adaptation à des conditions difficiles (Boutebtoub et al., 2009). Du fait d’une grande diversité variétale, ce genre permet d’offrir aux consommateurs une large palette de coloris et de formes de fleur (Darles, 2013).

Culture

La culture de Dipladenia est très exigeante et deux facteurs importants de l’itinéraire cultural sont à surveiller : la température et la lumière. Les Dipladenia doivent être cultivés avec une température au dessus de 16°C (Fiche Ratho, 2006) et avec une forte luminosité. Un manque de lumière provoque un étiolement (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 mères de Dipladenia. Ainsi, lors du bouturage et de la taille, les plants sont exposés à un risque de contamination par des agents pathogènes. Depuis 2006, il a été observé un dépérissement des plants de Dipladenia dans le Sud-Ouest de la France (Darles, 2013). En outre, une variété s’est avérée très touchée par Fusarium oxysporum, Mandevilla (Dipladenia) hybrida var. diamantina®, gamme ‘Opale’, couleur ‘Grenat’ (Figure 3), aussi cette variété a été choisie pour cette étude.

Le pathogène : Fusarium oxysporum
Généralités

En 1809, le genre Fusarium a été décrit pour la première fois par Link (Jeunot, 2005). Ce dernier se compose de plusieurs espèces phytopathogènes responsables de maladies appelées « fusariose » sur un grand nombre de plantes. L’origine du nom Fusarium provient du latin Fusus, car ses spores sont en formes de fuseau (Jeunot, 2005). Le genre Fusarium est caractérisé par de nombreuses espèces très variables au niveau morphologique. Chacune d’elle étant représentée dans la nature par une majorité de souches saprophytes ou parasites de faiblesse au sein desquelles peuvent se différencier des formes plus ou moins spécialisées douées d’une véritable pathogénicité (Fernon, 1970). Parmi le genre Fusarium, Fusarium oxysporum est certainement l’espèce de champignon tellurique la plus répandue dans la nature et dans tous les types de sols (Champion, 1997, Fravel et al., 2002). Différentes souches de ce pathogène existent, celles qui envahissent le système vasculaire par les racines profondes induisant une maladie de type systémique et celles qui peuvent pénétrer les racines sans envahir les vaisseaux et causer la maladie (Fravel et al., 2002). En outre, il possède de nombreuses formes spécialisées ce qui lui permet de s’attaquer à une multitude de cultures, telles que les légumineuses (F. oxysporum f. sp. pisi sur pois) (Champion, 1997), les plantes maraîchères (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 œillets) (Ardila et al., 2014) et tropicales (F. oxysporum f. sp. cubenses sur bananiers) (Nel et al., 2006). D’après tous ces auteurs, l’impact économique est très important. En effet, sur œillets, la présence de F. oxysporum f. sp. dianthi a entrainé des pertes économiques et une diminution significative de la production (Ardila et al., 2014).

Taxonomie

Le nom Fusarium est donné aux champignons dits « imparfaits » (Deutéromycètes). Dans le genre Fusarium, les formes asexuées (anamorphes) sont les plus connues. Cependant, il existe quelques souches de Fusarium qui possèdent une forme parfaite (téléomorphe). Ces formes appartiennent à la classe des Ascomycètes, à l’ordre des Hypocreales, à la famille des Nectriaceae et aux genres Gibberella, Nectria et Plectosphaerella (Rakotonirainy, 2014). En outre, il est important de savoir que pour beaucoup d’espèces de Fusarium, la forme sexuée reste encore inconnue. La forme asexuée, Fusarium oxysporum, appartient aux Deutéromycètes, aux groupes des Hyphomycètes et des Hyphales (Blancard, 1998). Cependant, cette « classification » est plutôt un ensemble artificiel regroupant les formes asexuées des Eumycètes et il n’y a donc pas de lien phylogénétique. Afin d’être rigoureux, il serait judicieux d’associer une forme spécialisée au pathogène Fusarium oxysporum sur Dipladenia. En effet, seules les formes spécialisées de Fusarium oxysporum sont pathogènes (Blancard, Communication personnelle). Par conséquent, ce pathogène pourrait avoir pour forme spécialisée mandevilla. Pour confirmer la pathogénicité de F. oxysporum f. sp. mandevilla, il est nécessaire d’effectuer un essai comprenant une gamme d’hôte de la famille des  Apocynaceae ainsi que d’autres espèces.

Cycle de reproduction

Description des formes de reproduction végétative du pathogène La forme asexuée de F.oxysporum est la seule observée à ce jour. La multiplication végétative de ce champignon produit deux types de conidies : les macro et microconidies. Les microconidies (Figure 4A) sont ellipsoïdales, non cloisonnées et produites à partir de conidiophores où elles sont disposées au dessus de ces derniers en fausse-tête (Iida, 2006). Les macroconidies sont falciformes et cloisonnées (trois ou quatre cloisons), produites par un regroupement de conidiophores (Figure 4B). Ces amas de conidiophores, sporodochia, ressemblent à des petits amas gélatineux (LNPV, 2008). Ce pathogène produit aussi des chlamydospores (Figure 4C), structures permettant sa conservation pendant l’hiver et dans le sol. Ces chlamydospores sont constituées de portions d’hyphes où le cytoplasme s’est condensé et sont entourées d’une paroi épaisse et mélanisée (LNPV, 2008).

Cycle biologique F. oxysporum possède un cycle a deux phases : une phase parasitaire et une phase saprophytique (Figure 5). 1. Pénétration du pathogène dans la racine Le plus souvent, le pathogène pénètre par les blessures naturelles, comme celles présentes au niveau du point d’émission des racines secondaires (Blancard, 1998). Cependant s’il y a une blessure, il s’avère selon Fernon (1970), que la position de la blessure sur la racine peut avoir une importance sur la pénétration de l’agent pathogène et que l’invasion racinaire s’effectue par étapes successives suite à la compétition entre le champignon et le système de défense de la plante. D’après un travail réalisé sur F. oxysporum f. sp. melonis sur melon, il est possible d’extrapoler le comportement de F. oxysporum sur Dipladenia. Ainsi, après 24 heures, des hyphes mycéliennes se développent sur l’épiderme des racines pour commencer sa phase parasitaire. Le pathogène fixe son mycélium à la paroi végétale, et par formation d’appressoria, un filament mycélien plus fin va pouvoir percer la paroi végétale (Fernon, 1970).
2. Propagation du pathogène à l’intérieur de la racine Suite à la pénétration dans la paroi cellulaire, le mycélium se ramifie et colonise les cellules épidermiques voisines de façon intercellulaire. Une fois cette action réalisée, 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 touchées par l’agent pathogène, ce qui suggère la production de toxines par l’agent pathogène (Fernon, 1970). En effet, deux toxines ont été identifiées, la lycomarasmine et l’acide fusarique (Darles, 2013). L’expansion mycélienne atteint ensuite les tissus du cylindre central, c’est ainsi que les vaisseaux sont colonisés. A partir des vaisseaux, l’agent pathogène progresse rapidement vers la tige.
3. Propagation du pathogène dans la tige Dans les vaisseaux de la tige, le champignon produit des microconidies. Ces dernières sont transportées vers le haut et lorsqu’une paroi transversale empêche la progression, les microconidies germent. Le tube germinatif produit permet de passer dans la paroi et la formation de microconidies se réitère de l’autre côté de la paroi. Le champignon continue alors sa colonisation jusqu’ à atteindre l’apex (CABI/OEPP). Parfois, ce champignon produit des sporodochies qui contiennent des macroconidies (HYPP Pathologie). Après la mort de la plante, le mycélium se développe en dehors et démarre ainsi sa phase saprophyte. La production de micro et macroconidies à la surface de l’hôte constitue l’inoculum secondaire qui de dissémine par l’intermédiaire du vent, des eaux d’arrosages et l’utilisation d’outils (Iida, 2006 ; Darles, 2013). En outre, ce développement amorce la production de formes de conservation, les chlamydospores, pouvant persister plusieurs années dans le sol et être l’inoculum primaire lorsque les plantes hôtes appropriées sont plantées dans le sol (Iida, 2006).

Table des matières

TABLE DES MATIERES
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
I. INTRODUCTION
1.1. Contexte et enjeux de l’étude
1.1.1. Présentation de l’établissement
1.1.2. Situation économique
1.1.3. Problématique générale et objectifs du stage
II. LE PATHOSYSTEME DIPLADENIA-FUSARIUM OXYSPORUM
2.1. L’hôte : le Dipladenia
2.1.1. Physiologie du Dipladenia
2.1.2. Culture
2.2. Le pathogène : Fusarium oxysporum
2.2.1. Généralités
2.2.2. Taxonomie
2.2.3. Cycle de reproduction
2.2.4. Symptomatologie
III. LES AGENTS/PRODUITS DE BIOCONTROLE
3.1. Le biocontrôle
3.2. L’agent de biocontrôle : Pythium oligandrum
3.2.1. Taxonomie
3.2.2. Biologie / Cycle de reproduction
3.3. L’agent de biocontrôle : Trichoderma asperellum
3.3.1. Taxonomie
3.3.2. Biologie / Cycle de reproduction
3.4. Actions des agents de biocontrôle
IV. LA DETECTION DES AGENTS DE BIOCONTROLE DANS LA RHIZOSPHERE
4.1. L’approche biologique
4.2. L’approche moléculaire
MATERIEL ET METHODES
I. MATERIEL BIOLOGIQUE
1.1. Matériel végétal
1.2. Matériel 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 l’essai
2.2. « Biotisation » des plants avec les agents de biocontrôle
2.3. Identification de la souche Fusarium oxysporum
2.3.1. Postulat de Koch
2.3.2. Identification de l’agent pathogène
2.3.3. Inoculation de l’agent pathogène sur plants sains
2.4. Suivi de la colonisation racinaire par les agents de biocontrôle testés
2.4.1. Analyses microbiologiques
a) Prélèvements racinaires
b) Dépôt sur boites de Petri
c) Lecture et comptage
2.4.2. Analyses moléculaires
a) Extraction d’ADN
b) Amplification par Polymerase Chain Reaction
c) Quantification de la colonisation de Pythium oligandrum dans la rhizosphère des Dipladenia, par PCR quantitative17 2.5. Observations et mesures au cours de l’essai
2.5.1. Observation de la croissance des plants de Dipladenia – Etude quantitative
2.5.2. Observation du développement racinaire des plants de Dipladenia – Etude qualitative
2.5.3. Observation des symptômes sur les plants de Dipladenia – Etude qualitative
2.5.4. Analyses statistiques
RESULTATS
I. CARACTERISATION DE LA SOUCHE DE FUSARIUM UTILISEE
1.1. Identification microbiologique de l’agent pathogène
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 moléculaires de la colonisation racinaire des plants de Dipladenia par P. oligandrum
2.4. Résultats de l’effet des agents de biocontrôle sur le développement aérien et racinaire des plants de Dipladenia
2.4.1. Développement aérien
2.4.2. Développement racinaire
III. ETAT SANITAIRE DES PLANTS DE L’ESSAI
IV. EFFETS DES MICROORGANISMES DANS LA LUTTE CONTRE FUSARIUM OXYSPORUM
DISCUSSION
CONCLUSION & PERSPECTIVES

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