Journées Plantes et Peuplements Virtuels, ENS Lyon, 27-28 janvier 2008 Représentation de la plante dans une optique de couplage de la dynamique de développement de la plante et de la dynamique de l’ascochytose du pois Journées Plantes et Peuplements Virtuels, ENS Lyon, 27-28 janvier 2008 Y. Monnet (SPE, Rennes, UMR BiO3P), B. Tivoli (SPE, Rennes, UMR BiO3P), M.-H. Jeuffroy (EA Grignon), R. Faivre (BIA Toulouse)

L'ascochytose du pois protéagineux Des éléments importants L’état du pathogène La « montée » de la maladie Necrotic lesion Pycnidia nodes Le May (2002) Pycnospores Splash dispersal Short distance Air dispersal Long distance Ascospores Senescent leaves Pseudothecia Disease epidemic 2 types de spores Gradient d’intensité de maladie Maladie polycyclique Accélération de la sénescence

Pourquoi prendre en compte certains paramètres de l’architecture? Absence de résistance totale, inefficacité au champ des résistances partielles Structure stratifiée Croissance indéterminée Hauteur Ramifications Taille entre nœuds Surface foliaire Une large gamme de types architecturaux (biomasse aérienne, hauteur, taille des entrenoeuds, capacité de ramification...) Modification du microclimat Modification des facteurs de dispersion des spores Effet du couvert sur la progression de la maladie Travaux de C. LeMay L’architecture : un élément clé dans l’explication de la progression de l’épidémie

Objectifs Etude des interactions entre la plante, le couvert végétal et le pathogène Couvert végétal (Architecture) Pathogène Plante hôte Proposer une structure de base pour modéliser le développement d’une épidémie au sein d’un couvert végétal en connectant les divers modèles existants Nos attentes du modèle: Connaître les effets directs et indirects du couvert végétal sur le développement de la maladie Hiérarchisation des éléments qui ont un effet sur le développement de la maladie Avoir des éléments permettant de définir des variétés et des pratiques culturales (densité semis, date, cultures associées…) à l’origine de conditions défavorables au développement de l’épidémie

Modélisation de la dynamique de développement de la plante Structure du modèle 2 modules Module « phénologie » Module « croissance »  Initiation des phytomères  Apparition des organes reproducteurs  Durée de développement  Ramification  Taille des entres nœuds  Taille des gousses  Surface foliaire  Cinétique de croissance

Modélisation de la dynamique de développement de la plante Module phénologie (J. Lecoeur, Agrophysiologie du pois protéagineux) NPI=nombre de phytomères initiés NLE=nombre de phytomères déployés NLE≤6  Plastochrone 1=37.28°Cj Phyllochrone 1=64.8°Cj NLE>6 Plastochrone 2=47.2 °Cj Phyllochrone 2=47.2°Cj D= durée de déploiement °Cj base 3 Semis +156 °CJ levée +42.7 °CJ 10 phytomères initiés 0 déployé R2-1 2ième phytomère déployé 10ième phytomère déployé Phyllochrone 2 Plastochrone 1 Initiation 11ième phytomère Plastochrone 2 Phyllochrone 1 11ième phytomère déployé nième phytomère déployé 1iere ramification R1 1 phytomère déployé O. foliaire 1 mort Sénescence Mise en place des organes végétatifs

Modélisation de la dynamique de développement de la plante Module phénologie Floraison levée N1F RF Mise en place des organes reproducteurs ~588°Cj 270°Cj Début remplissage grains Maturité RS RP Date de floraison et N1F fixés Arrêt de production des phytomères fonction du décalage entre la floraison et la fin de déploiement Nombre d’étages florifères calculés (Roche et al,1998) Durée de développement des gousses fixée RF= 0.0238 RS= 0.0241 RP=0.046 (Solara ; Ney et Turc, 1993)

Modélisation de la dynamique de développement de la plante Module croissance Taille maximale Taille maximale potentielle cinétique de croissance Fonction de réduction Prise en compte de la compétition entre organes végétatifs et reproducteurs Tmax(etage) = Tmaxpot( (etage) - R(etage) cinétique de croissance Croissance sigmoïdale

Modélisation de la dynamique de développement de la plante Sorties du modèle Nombre de fleurs Nombre d’étages florifères Hauteur Nombre d’étages Surface/Taille Taux de développement Nombre d’étages reproducteurs 4 variables quantitatives 4 variables qualitatives Pas de temps journalier

Ramifications : capacité à ramifier Modélisation de la dynamique de développement de la plante et perspectives Sorties du modèle J60 J70 J75 J80 J90 J100 J110 Perspectives: Ramifications : capacité à ramifier Sénescence : durée de vie des feuilles Couvert : modélisation d’un ensemble de plantes

Perspectives: modélisation de la dynamique de l’ascochytose du pois Le(s) mécanismes de montée de la maladie : Notre hypothèse: Spores non limitantes On ne prend pas en compte la dissémination Contamination au sein du couvert Contamination du bourgeon terminal Âge physiologique des feuilles La maladie pourrait se développer plus rapidement sur feuilles sénescentes Infection Extension Microclimat Gradient de température et d’humidité -el Extension Gradient de spores

Concentration d’ascospores Concentration de pycniospores Perspectives: modélisation de la dynamique de l’ascochytose du pois Relation entre maladie et paramètres architecturaux Sénescence Dépend du niveau d’éclairement Concentration d’ascospores Humidité Age physiologique Concentration de pycniospores L’humidité Dépend du degré d’ouverture du couvert Disponibilité des spores …des pistes complémentaires à explorer

L'ascochytose du pois protéagineux Disease initiation Secondary inoculum Pycnospores Splash dispersal Short distance Ascospores Necrotic lesion Pycnidia Necrotic lesion Pycnidia Pycnospores Air dispersal Long distance Primary inoculum Soil Volunteers Ascospores Senescent leaves Pseudothecia Disease epidemic Fungal survival