STIMULER LES DEFENSES DES PLANTES & CARACTERISER LES POPULATIONS DE PARASITES Deux moyens de lutte alternatifs contre les champignons phytopathogènes pour un impact limité sur l’environnement Séminaire LISIC du 03/III/2011

L’impact des épiphyties Riz/pyriculariose : alimentation de 60 M personnes Vigne/pourriture grise : 20% des récoltes mondiales Blé/oïdium : - 10 qx/ha sur variétés sensibles Blé/septoriose : 40% de perte de rendements + impacts qualitatifs : mycotoxines, qualités nutritives et organoleptiques

Les moyens de lutte conventionnels : des solutions & des problèmes La lutte génétique (1905) : - des résistances totales (gènes Pm) mais peu durables - des résistances durables mais partielles (gènes Stb) La lutte chimique (1885) : - une efficacité contournée par les parasites - des problèmes environnementaux : santé, eau, sol, air …

Les Stimulateurs des Défenses des Plantes Une alternative à la lutte chimique

Oligogalacturonates (OGAs) Le concept : Des oligosaccharides pariétaux possèdent des activités régulatrices des défenses des plantes (Peter Albersheim & Alan Darvill, 1983, Complex Carbohydrate Research Center, Athens, USA) Cellule fongique PAROI Chitine Cellule végétale PAROI Pectine (PGA) Polygalacturonases Oligogalacturonates (OGAs) DAMPs Stimulation des défenses Oligochitines PAMPs Chitinases

Du laboratoire au champ Des SDP sont conçus, développés et/ou commercialiés Molécules pures caractérisées : harpine (Messenger®) chitosan (Elexa®) -1,3-glucane (Iodus40® puis Iodus2®) OGAs tréhalose acide salicylique & HSA Extraits naturels (mélanges actifs) : PNPPs graines de fenugrec (Stifenia®) renouée sakhaline(Milsana®)

Au laboratoire de l’UCEIV, les activités des SDP sont étudiées sur le blé Blumeria graminis (DC.) Speer, Erysiphales Parasitisme obligatoire, f.sp. tritici + pathotypes Biotrophie PULVERISATION 48h Inoculation Protection Activités Expression génique T INFILTRATION 48 h Inoculation T Cytologie & activités biologiques

Voie des octadécanoïdes MICROSCOPIE SPECTROPHOTOMETRIE BIOCHIMIE ANALYTIQUE (GC) Apposition pariétales Formation d’haustoria Cytologie de l’interaction - accumulation d’ H202 - catalase (CAT) oxalate oxydase (OXO) superoxyde dismutase (SOD) peroxydase (PO) Métabolisme des FAOs Voie des octadécanoïdes Peroxydation lipidique Lipoxygénase (LOX) Acide jasmonique Métabolisme lipidique Profils des acides gras

Les activités biologiques des SDP *

L’activité anti-fongique directe de Milsana® AGT PGT C C AGT Contrôle : 3.5 % Milsana®: 14 % Contrôle Milsana®

La diversité des activités biologiques Fluorescence & haustorium Protection (1pulv. Protection (2pulv.) péroxidation des lipides Effet direct H2O2 PO CAT LOX SOD OXO Pas d’effet ? Iodus 40 ® + Pas d’effet - Non 50 % 95 % 38 % 60 % 100 % Milsana ® - fluo - haustoria + Oui Pas d’effet Tréhalose Cell. entière SA + fluo - haustoria + HS -

Les modifications de la composition en A.G. La diversité des activités biologiques : suite Tréhalose Iodus40® Milsana® HSA

Une évolution du concept de SDP « Bonne efficacité » ne signifie pas « large gamme d’activités biologiques » « Activité biologique  » ne signifie pas uniquement « activité inductrice » « Inducteur de résistance » ne signifie pas forcément « inducteur de défenses » « Inducteur de résistance » est compatible avec « fongistatique » Perspectives à court terme: Expression génique par RTq-PCR Induire des résistance à la septoriose (M. graminicola) INTERREG IV PhytoBio 2010-2013 BQR UCEIV (myco & toxico) - LPCA - CCM Aide à la recherche « Béatrice-Isabelle »

Les Stimulateurs des Défenses des Plantes Une alternative à la lutte chimique

2. La caractérisation de populations de parasites Pour une meilleure gestion de la lutte chimique

Le champ de blé : un laboratoire du darwinisme … Nécrotrophie Mycosphaerella graminicola (Fuckel) J. Schröt in Cohn Dothidéales Parasitisme facultatif, spécificité parasitaire : Triticum ssp. Source : Arvalis-Institut du Végétal Fongicides systématiques Pression de sélection Adaptation (= résistance) ? Adaptation (= résistance) ? Diversité Reproduction sexuée

La constitution d’une mycothèque de M.graminicola 2005 (14 sites) 2005+2006 (3 sites) 2006 (4 sites) 510 souches monospores de M.graminicola (365 souches 2005, 145 souches 2006) Rose foncé Brun noir Rose clair Rose très clair

Coloration au Nitrate d’argent Electrophorèse Amplification Culture des isolats Extraction ADN ST1A4 ST1E3 ST1E7 ST1D7 Microsatellites Actine tubuline SSCP Coloration au Nitrate d’argent Electrophorèse M Gel polyacrylamide à 6% d’urée Gel non- denaturant Amplification                                                                                                                                                                                                                                                                                         Analyse statistique

Traitement statistique des données moléculaires 126 75 e a c b Profils obtenus pour le marqueur ST1E7 Allèles fréquence Allèle a 0,08 Allèle b 0,10 Allèle c 0,76 Allèle d 0,04 Allèle e 0,02 XLSTAT : Diversité génétique (fraction clonale & nombre d’haplotypes distincts) POPGENE : - Diversité génique (indice de Nei) - Différentiation de populations (GST), - Flux de gènes (Nm) - Reproduction sexuée (déséquilibre gamétique). STRUCTURE : - Nombre et répartition des groupes génétiques

ARCir Nord-Pas-de-Calais PRAD France-Maroc (INRA de Meknes) Bilan Haut niveaux de diversité & importance de la reproduction sexuée Potentiel adaptatif de M. graminicola, surtout au Nord de la France: - émergence de souches résistantes aux fongicides ? - contournement des gènes de résistances spécifiques ? Perspectives à court terme: ARCir Nord-Pas-de-Calais PRAD France-Maroc (INRA de Meknes)

Bilan (2) Flux de gènes modéré & structuration de la population Mise en évidence de groupes génétiques distincts Perspectives à court terme: Populations fondatrices ? Structuration liée à l’environnement ? Impact sur les stratégies de lutte chimique ?

MERCI C.E.T.A.C. Centre d'Etudes Techniques pour l'Amélioration des Céréales MERCI