Un problème de reconnaissance entre la plante et le pathogène
La lutte contre les maladies des plantes est une préoccupation majeure de l’agriculteur. On estime que dans le monde 30% des récoltes sont détruites au champ ou lors du stockage par des agents phytopathogènes. L’application de fongicides constitue actuellement le principal moyen de protection des plantes. Cette stratégie est certes efficace mais les problèmes de pollution diffuse et de santé des applicateurs qui y sont liés sont de moins en moins tolérés par la société.
Cependant dans les systèmes naturels, la maladie est plus l’exception que la règle du fait que les plantes possèdent des mécanismes de défense contre les bioagresseurs. En premier lieu la cuticule et la paroi cellulaire forment des barrières physiques, constitutives, qui s’oppose à la pénétration de la plupart des microbes. Ensuite si certains pathogènes parviennent à franchir ces premières lignes de défense, l’issue de la confrontation entre cet «intrus» et la plante dépend de la capacité de la plante à percevoir ce dernier, puis à déclencher des réactions de défense propres à empêcher le développement de la maladie. Cette reconnaissance se fait grâce à certains composés, appelés éliciteurs, issus du pathogène ou de la plante (par ex. des produits de la dégradation de la paroi végétale soumise à l’action d’enzymes d’attaque d’un champignon). La fixation d’un éliciteur sur un récepteur de la cellule végétale (élicitation) déclenche une cascade d’évènements qui aboutit à la synthèse de composés de défense. Les plus connus sont des composés anti-microbiens comme les protéines PR ou les phytoalexines.
L’UMR Plante-Microbe-Environnement s’est spécialisée entre autres dans l’étude des événements de signalisation qui suivent l’élicitation. Il contribue activement au décryptage de ces mécanismes complexes, en utilisant en particulier un système modèle : tabac-cryptogéine (un éliciteur produit par un champignon).
Une stratégie phytosanitaire en émergence
De nombreux travaux ont montré que l’application d’éliciteurs sur une plante, en activant préventivement ses réactions de défense, conduisait à l’augmentation de sa résistance aux pathogènes. Ainsi, l’utilisation judicieuse d’éliciteurs pourrait permettre de diminuer la quantité de fongicide nécessaire pour protéger une culture. Cette stratégie, fréquemment dénommée «stimulation des défenses naturelles» (SDN) suscite de plus en plus d’intérêt dans le domaine phytosanitaire mais est encore peu exploitée au champ.
Application à la vigne
Dans un souci d’application de nos recherches fondamentales, le laboratoire a entrepris de développer la stratégie SDN sur la vigne, plante d’intérêt économique régional et national.
Vitis vinifera, l’espèce cultivée dans nos vignobles est très sensible à plusieurs maladies cryptogamiques, comme le mildiou et l’oïdium, les viticulteurs sont obligés de recourir massivement aux traitements fongicides. La SDN revêt donc un intérêt particulier sur cette culture.
En s'appuyant sur les acquis de la recherche fondamentale, nous avons d’abord montré que les mécanismes de défense chez la vigne sont similaires à ceux des systèmes modèles. Ensuite nous avons mis au point différents tests qui permettent d’évaluer le pouvoir éliciteur d’une substance chez la vigne Les tests sur suspensions cellulaires constituent le premier crible. Ils permettent de mesurer aisément des réactions de défense comme l’alcalinisation du milieu extracellulaire ou la production d’eau oxygénée et de phytoalexines. Les pathotests permettent ensuite d’évaluer sur plante entière le taux de résistance induit par un éliciteur contre une maladie, et donc le potentiel phytosanitaire du composé.
Schéma : induction de résistance contre le mildiou sur de jeunes plants de vigne par un éliciteur
Ces travaux sont menés pour bonne part en collaboration avec des industriels désireux de mettre au point des traitement éliciteurs. C’est ainsi que nous étudions particulièrement des éliciteurs oligosaccharidiques (glucides) qui procurent des taux d’efficacité de 50 à 80% contre le mildiou dans nos essais sous serre. Ces polymères biologiques sont particulièrement intéressants car ils sont naturellement dégradables, dépourvus de toxicité et conviennent à une production industrielle.
Ces produits ont pour l’instant une efficacité partielle et il convient de les associer au mieux avec des fongicides à doses réduites pour compléter leur action. Toutefois, nous pensons que les progrès à venir dans la connaissance des réactions de défense des plantes permettront d’améliorer leur efficacité.
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