Les stratégies alternatives de lutte contre les maladies de la vigne : Où en est-on ? APBG 25 Septembre 2012 Pr Christophe CLÉMENT Université de Reims Champagne Ardenne Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne Tél: + 333 26 91 33 39 E-mail: christophe.clement@univ-reims.fr

Vignobles et maladies Vignoble français Vignoble champenois Maladies - 917 000 ha (second en Europe après l’Espagne) - 57 millions d’hectolitres de vins (20 % de la production mondiale) - 2 millions de quintaux de raisin de table - 14 % de la valeur agricole nationale Vignoble champenois - 3 cépages : 26 % Chardonnay 37 % Pinot noir 37 % Pinot Meunier - 30 000 hectares - 400 millions de bouteilles dont 240 vendues en France et 160 à l ’étranger Maladies - Pourriture grise (Botrytis), oïdium, mildiou, maladies du bois… - Récolte affectée (quantité et qualité) - Restitution des réserves (donc vigueur l’année suivante) affectée Solutions apportées FONGICIDES !!!

Viticulture et environnement Pesticides France - 100 000 tonnes de produits phytosanitaires - 1er pays consommateur en Europe Bilan pour la viticulture - 2 à 3 % des surfaces cultivées en France - 50 % des pesticides utilisés Pesticides utilisés en viticulture - 50 % fongicides - 35 % herbicides - 10 % insecticides - 5 % anti-limaces, raticides… 1 000 euros par ha par an, 15 à 16 traitements Viticulture et environnement

Contraintes et problématiques Qualité des eaux - Pesticides utilisés il y a 30 ans arrivent dans les nappes phréatiques - Qualité de l’eau du robinet - Inertie du système (30 ans) Santé des Viticulteurs Directives nationales et européennes - Suppression de molécules à utilisation phytosanitaires - Décrets Septembre 2006 - Grenelle de l’environnement (Ecophytovigne 2018) Technologies non acceptées - Organismes génétiquement modifiés non acceptés - Perte de la confiance en la science (sang contaminé, hormone de croissance, …) Suppression de certains traitements - Arsénite de soude interdit (Novembre 2001) : maladies du bois

Vigne et Vins de Champagne Unité de Recherche EA 4707 Vigne et Vins de Champagne Label Ministère 2012-2017 URVVC EA 4707 : 50 personnes • 22 enseignants chercheurs • 7 personnels techniques • 7 post-doctorants • 10 doctorants • 3 ingénieurs contractuels • 1 secrétaire URVVC EA 4707 : 2 laboratoires • Œnologie et Chimie Appliquée (P Jeandet) • Stress Défenses et Reproduction des Plantes (C Clément - F Baillieul)

Traitement phytosanitaire Qualité du raisin et du vin Stress biotiques (attaques pathogènes) VIGNE Traitement phytosanitaire Défenses des Plantes Mécanismes et élicitation VINS Qualité du raisin et du vin Mousse et effervescence

Stratégies alternatives de lutte contre les maladies des plantes Stimulation des défenses des plantes SDP Pesticides Pathogène Plante cultivée

Modèles d’étude Suspensions cellulaires Baies en survie Boutures Inoculation de feuilles de vitroplants Plantes en pots Grappes naturellement infectées

Stratégies alternatives de lutte contre les maladies des plantes ELICITATION (utilisation de substances SDP) LUTTE BIOLOGIQUE (utilisation de micro-organismes) Substances SDP sans effet délétère vis-à-vis de l’environnement ELICIATION (utilisation de substances SDP) STIMULATION DES DEFENSES DES PLANTES Pathogènes Outils pour mesurer l’état de défense CARACTERISATION DES MECANISMES DE DEFENSE 9

Stimulation des défenses : ELICITATION Pathogène Fragments de parois issus de la dégradation, … Molécules provenant du pathogène (enzymes de dégradation des parois, …) Plante Récepteurs Eliciteurs Reconnaissance Plante RESPONSES de DEFENSE Epaississements pariétaux Phytoalexines (resvératrol, viniférines) Protéines PR (chitinases, glucanases) Signalisation 10

Exemple d’élicitation par des molécules d’origine bactérienne Eliciteur gènes 10 20 30 40 50 60 70 lox hsr pal pr6 pr2 pr3 sts 17.3 Facteur d’induction/contrôle 0.1 mg/ml 1 mg/ml 24hpt 102 Rhamnolipides à partir de Pseudomonas aeruginosa additif alimentaire, nettoyage des fruits et légumes, surfactant en cosmétique, dépollution des sols, ... Protection contre Botrytis 3jpi 0.1 mg/ml 0 mg/ml 4jpi spores mycélium 0 g/L 7 jpi 0,1 g/L 7 jpi

du laboratoire au terrain : encore du travail... Transfert laboratoire terrain - différences d’efficacité - état physiologique de la plante (fluctuations environnementales, étape dans le cycle annuel, ...) - protocole d’application (préventif et non curatif, doses, fréquences, ...) - pénétration des molécules (formulation) - spécificité du pathogène (efficacité différentielle suivant les maladies, ...) Effets sur la plante potentiellement indésirables - débauche d’énergie : détournement vers les défenses - qualité du produit fini (moûts et vins) Elicitation ≠ Protection - beaucoup de molécules élicitent les défenses - peu d’entre elles protègent - améliorer le screening des molécules efficaces - recherche de marqueurs de protection

Stratégies alternatives de lutte contre les maladies des plantes Micro-organismes associés à la vigne et lui conférant un niveau de résistance/tolérance aux maladies LUTTE BIOLOGIQUE (utilisation de micro-organismes) ELICITATION (utilisation de substances SDP) LUTTE BIOLOGIQUE (utilisation de micro-organismes) STIMULATION DES DEFENSES DES PLANTES Pathogènes Outils pour mesurer l’état de défense CARACTERISATION DES MECANISMES DE DEFENSE

Lutte biologique : utilisation de micro-organismes Pathogènes Maladie Antibiotiques - - - Protection + Micro-organismes bénéfiques Sécrétion de molécules qui stimulent les mécanismes de défense : éliciteurs Pénétration dans la plante et stimulation des défenses de la plante

Lutte biologique : utilisation de micro-organismes Burkholderia phytofirmans strain PsJN trouvée dans les racines d’oignon au Canada. La présence de la bactérie permet de cultiver les oignons sans pesticide. La bactérie n’est pas dangereuse pour la santé et n’affecte pas la qualité gustative des oignons. Botrytis cinerea et autres pathogènes Burkholderia phytofirmans souche PsJN

Lutte biologique : utilisation de micro-organismes Protection ? Stimulation des défenses ? Mg glucose hydrolysé /min/gMF - Activité β 1,3 glucanase Racines Tiges Feuilles Témoin Bactérisé * 5 10 15 20 25 - Activité chitinase 1 2 3 4 6 7 8 Mg produit/min/gMF Témoins Plants bactérisés - Association de la vigne et de la bactérie - stimule la croissance - protège la vigne contre Botrytis + + + - +

Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Botrytis affecte principalement fleurs et baies B. phytofirmans colonise toute la plantule en 4 jours quand inoculée prés des racines 96 h Bacteria sont présetnes dans tous les organes de la bouture Boutures fructifères Propagation des bactéries dans les vaisseaux de xylème Gfp transformed bacteria

Inoculation de B. cinerea : 4 à 6 jours post-traitement Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Mécanismes Migration racines inflorescence : 5 à 6 semaines Mesures des défenses dans les inflorescences 50 100 24 48 72 Temps (hpi Botrytis cinerea) % inflorescences mortes témoin bactérisé Boutures Bactérisation racinaire Inoculation de B. cinerea : 4 à 6 jours post-traitement

du laboratoire au terrain : encore du travail... Transfert laboratoire terrain - difficile d’inoculer les racines (profondeur) - acclimater des vitro-plants bactérisés - bactériser des jeunes plants (pépiniéristes) - longévité et efficacité dans les conditions de terrain - effet cépage Effets potentiellement indésirables sur la plante - épuisement (croissance accélérée) ??? - interactions avec les micro-organismes fermentaires - qualité des vins Interactions avec la microflore locale du sol - compétition - colonisation

Merci de votre attention !