SIA 2014 Rencontre Gérer la santé des cultures

Gérer la santé des cultures : des variétés
au paysage
Mercredi 26 février 2014
3
9
Programme
10h
Introduction : complémentarité des leviers utilisables pour gérer la
santé des plantes : génétique, agronomie, surveillance, actions
collectives
Xavier Reboud, Directeur du MétaProgramme SMaCH, Inra
II - Limiter les épidémies grâce aux pratiques agricoles
11h
Importance des pratiques agronomiques et de l’organisation du
paysage comme leviers de prévention de la diffusion des maladies
Marie-Hèlene Jeuffroy, Inra
I - Résister grâce à de nouvelles variétés
III - Surveiller les maladies, les diagnostiquer
10h10
Les résistances génétiques, leur découverte, leur caractérisation,
leur déploiement, exemple du colza résistant au phoma
Martine Leflon, CETIOM
10h25
Caractérisation et exploitation de résistances génétiques au mildiou
et à l’oïdium chez la vigne pour une viticulture à faibles intrants
phytosanitaires
Christophe Schneider, Inra
10h40
Discussion avec la salle
11h15
Du diagnostic au champ à la surveillance du territoire européen
Présentation de plusieurs outils innovants pour l’identification des
bioagresseurs des plantes cultivées
Jean-Yves Rasplus, Inra
11h30
Discussion avec la salle
11h50
Conclusion : l’intérêt du MétaProgramme SMaCH pour répondre à
l’enjeu finalisé de la santé des cultures
Hervé Guyomard, Directeur scientifique Agriculture de l’Inra
SIA2014
147 rue de l’Université
75338 Paris Cedex 07 - France
Retrouvez les résumés, les présentations
et les vidéos en ligne sur :
www.inra.fr/rencontresia
Membre fondateur de
Gérer la santé des cultures : des variétés
au paysage
Le séminaire « Gérer la santé des cultures : des variétés au paysage » exposera une
vision de la complémentarité des leviers utilisables pour gérer la santé des plantes.
On abordera aussi bien les résistances variétales que les pratiques agronomiques qui
accompagnent leur déploiement. On fera également le point sur le renouvellement
des méthodes de surveillance des bioagresseurs pouvant être mises en œuvre
collectivement pour un gain notable d’efficacité.
La première session sera consacrée à deux exemples de mise au point de nouvelles
variétés porteuses de résistances génétiques, de leur découverte à leur caractérisation
et à leur déploiement sur le territoire. Deux histoires mêlant déceptions et réussites :
le colza résistant au phoma et la vigne résistante au mildiou et à l’oïdium. Pour mieux
éclairer les stratégies de déploiement des variétés, on insistera sur l’importance des
pratiques agronomiques et de l’organisation du paysage dans la prévention de la
diffusion des maladies. En complément de ces pratiques, la prévention devra
s’appuyer sur des capacités accrues de surveillance des maladies et de diagnostic
pour anticiper les risques, mettre en place des dispositifs d’alerte et d’actions
collectives. Aussi plusieurs outils innovants de surveillance, prévision, diagnostic
seront présentés.
A l’INRA, au sein du métaprogramme SMaCH, une communauté de 200 chercheurs
travaille actuellement sur cet enjeu finalisé de protection de la santé des plantes
cultivées et tente d’inscrire cette démarche dans une moindre dépendance aux
produits phytosanitaires.
rencontres
SIA 2014
Les résistances génétiques, leur découverte, leur
caractérisation, leur déploiement, exemple du
colza résistant au phoma
Martine leflon
• CETIOM
Le phoma est une des principales maladies du colza et peut générer des dégâts très
importants. Depuis une dizaine d’années pourtant, aucun dégât majeur n’a été
observé sur les cultures de colza classique, du fait sans doute de conditions
météorologiques peu favorables à la maladie, mais aussi du déploiement de variétés
résistantes à cette maladie.
Les premiers travaux d’identification de résistance génétique au phoma chez le colza
datent de la fin des années 1980, où des interactions spécifiques de résistance ou de
sensibilité ont été observées au stade cotylédon entre certaines variétés de colza et
différentes populations de Leptosphaeria maculans, le champignon responsable du
phoma. Ces travaux ont abouti à l’identification d’un gène de résistance spécifique,
Rlm1, très efficace en France. Ce gène a très vite été sélectionné dans les variétés et
déployé sur le territoire : utilisé pour la première fois dans des variétés en 1992, il était
utilisé sur 20% des surfaces de colza françaises en 1995-96 et sur 44% de ces surfaces
en 1999. Cette résistance a ainsi exercé une pression très forte sur le phoma, ce qui a
conduit à une évolution des populations du pathogène. En 2000, un échantillonnage
réalisé à l’échelle nationale révélait que Rlm1 ne contrôlait plus que 15% des souches
de phoma.
Depuis les années 1990, d’autres sources de résistance, spécifiques ou non, ont été
identifiées et sélectionnées dans les variétés. A ce jour, une dizaine d’interactions
spécifiques entre gènes de résistance du colza (ou d’espèces apparentées) et souches
de phoma ont été identifiées. Les résistances non spécifiques (dites quantitatives)
sont quant à elles utilisées depuis la fin des années 1970, mais les travaux pour les
caractériser n’ont débuté qu’au milieu des années 1990. Cette caractérisation est
complexe, car elle est réalisée au champ et n’est possible que sur des colzas n’ayant
pas de résistance spécifique efficace contre les populations locales de phoma. Par
ailleurs, les effets de ces résistances sont partiels et souvent difficiles à mettre en
évidence. Ces travaux de recherche, fortement suivi par les semenciers, ont facilité le
développement de variétés peu sensibles au phoma, grâce au cumul de plusieurs
facteurs de résistance. En parallèle des travaux d’identification de facteurs de
résistance, le suivi des populations de phoma réalisé depuis les années 2000 permet
de surveiller le maintien ou la dégradation de l’efficacité des gènes utilisés dans les
variétés.
Ainsi, en 2004, une classification des variétés a été établie sur la base de la présence
ou non de 3 gènes de résistance, à efficacité partielle (Rlm1, Rlm4) ou totale (Rlm7),
mais aussi selon le niveau de résistance générale de la variété. Cette classification,
réactualisée en 2008 puis en 2012, sert de support au conseil en choix variétal, dans
un but de gestion durable des résistances.
Aujourd’hui, seul le gène de résistance spécifique Rlm7, utilisé depuis 2004, conserve
une certaine efficacité. Toutefois, depuis 3 ans des phénomènes d’érosion de cette
résistance sont observés. Il est vraisemblable qu’à court ou moyen terme, le contrôle
du phoma reposera essentiellement sur le niveau de résistance non spécifique
(quantitatif) des variétés.
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Caractérisation et exploitation de résistances
génétiques au mildiou et à l’oïdium chez la vigne
pour une viticulture à faibles intrants phytosanitaires
Christophe
schneider
• Inra
Les cépages européens de l’espèce Vitis vinifera sont très sensibles aux maladies
cryptogamiques venues d’Amérique, comme l’oïdium (Erysiphe necator), le mildiou
(Plasmopara viticola) et le black rot (Guignardia bidwellii). Au cours du 20e siècle, le
recours aux fongicides pour protéger feuilles et grappes s’est largement imposé
comme méthode de lutte. Plus récemment, les coûts directs et indirects de cette
méthode ont cependant conduit l’Inra à rechercher et les pouvoirs publics à
promouvoir des techniques alternatives afin de diminuer la dépendance aux produits
phytosanitaires de la filière viticole (plan Ecophyto).
Des résistances génétiques aux maladies mentionnées existent chez des vignes
sauvages, d’origine américaine ou asiatique. L’exploitation de ces résistances au
travers de nouvelles variétés constituerait un puissant levier pour atteindre les
objectifs du plan et ainsi répondre aux attentes de la filière et de la société.
Les vignes sauvages et cultivées étant inter-fertiles, il est possible d’utiliser l’hybridation
classique pour incorporer les résistances dans le fonds génétique cultivé. L’exploitation
des résistances présente toutefois des difficultés, dont la première tient aux défauts
culturaux et œnologiques présents chez les vignes sources de résistances. La
durabilité des résistances, particulièrement importante chez une plante pérenne
comme la vigne, constitue une autre préoccupation centrale. Enfin, l’appropriation de
nouvelles variétés résistantes et leur intégration dans des systèmes viticoles innovants
suppose de bien évaluer les freins et les leviers susceptibles d’influencer les choix
d’encépagement.
L’Inra conduit depuis 2000 un programme d’innovation variétale, utilisant les
connaissances les plus récentes sur les facteurs de résistance aux maladies
cryptogamiques et les outils de sélection, afin de proposer des variétés qualitatives et
durablement résistantes à la viticulture française.
Partant des connaissances en matière de déterminisme génétique des résistances et
des choix stratégiques privilégiés par l’Institut, nous présenterons le plan de
croisements et le schéma de sélection utilisés. Nous verrons dans quelle mesure de
nouveaux outils, tels la sélection assistée par marqueurs (SAM), sont indispensables et
permettent d’accélérer le processus d’évaluation des descendances et de sélection.
Plusieurs milliers de plantules ont été obtenues à partir de parents d’origine
complémentaire, et triées en fonction des facteurs de résistance au mildiou et à
l’oïdium qu’elles portent. Leur sélection se poursuit avec deux réseaux d’essais multi
locaux, que nous illustrerons par quelques données majeures relatives aux caractères
culturaux et à la qualité du vin. L’étape finale, dite de Valeur Agronomique,
Technologique et Environnementale (VATE) repose sur un partenariat original,
associant l’INRA aux organismes de recherche et développement avals. Cela permet
de rapprocher la filière des innovations variétales, dont les premières seront présentées
à l’inscription en 2016.
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SIA 2014
Afin de préparer le déploiement des nouvelles variétés, des essais systèmes à bas intrants sont installés dans le
cadre du réseau DEPHY-EXPE. Ils visent à caler les itinéraires techniques les mieux adaptés, en particulier pour
une gestion durable des résistances. Les questions d’appropriation et de valorisation de ces systèmes face aux
contraintes socio-économiques seront traitées dans le projet PANORAMIX du métaprogramme SMaCH.
* Avec les contributions de Emilce Prado, Lionel Ley, Dominique Forget, Gérard Barbeau, Hernan Ojeda, Laurent Delière, Didier Merdinoglu
(Inra) et Laurent Audeguin (IFV), Géraldine Uriel (CIVC), Alexandra Lusson (CA33), Jean-Michel Desperrier (Sicarex Beaujolais), Olivier
Jacquet (CA84).
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Importance des pratiques agronomiques et de
l’organisation du paysage comme leviers de
prévention de la diffusion des maladies
marie-hélène
jeuffroy
• Inra
Jean-Noël Aubertot
• UMR AGIR Inra Toulouse
La réduction de l’usage des produits phytosanitaires, tout en maintenant aussi élevée
que possible la production et en maximisant le revenu des agriculteurs est devenue
un enjeu prioritaire pour l’agriculture. Cet objectif ambitieux ne peut être atteint
qu’en ayant recours à une combinaison de moyens, dont les effets sont partiels et
complémentaires, pour réduire le développement des bioagresseurs : agents
pathogènes, plantes adventices, ravageurs des cultures. De nombreuses solutions
existent déjà et ont montré leur efficacité : lutte biologique, lutte physique, contrôle
génétique, contrôle cultural et le contrôle chimique si besoin. Il est également avéré
que l’organisation spatiale des systèmes de culture et des autres éléments du paysage
influence fortement l’évolution démographique et génétique des populations de
bioagresseurs. La composition des mosaïques paysagères constitue ainsi un moyen
d’action supplémentaire pour limiter les populations à risque pour la santé des
cultures, et les pertes de récolte induites. Cela nécessite une organisation collective
qu’il est nécessaire d’organiser et de gérer.
Préserver la santé des cultures tout en réduisant le recours aux produits phytosanitaires
nécessite de réduire les risques de développement, de propagation, et d’évolution
génétique des divers bioagresseurs, et de favoriser conjointement le développement
et l’activité des organismes auxiliaires. Le choix et l’organisation spatiale des pratiques
agricoles et des éléments semi-naturels qui composent le paysage constituent des
leviers majeurs pour favoriser les régulations biologiques naturelles des bioagresseurs.
Mais leur mobilisation est un processus complexe et localement sensible à la présence
de complexes de bioagresseurs, et à la variabilité du temps de réponse des moyens
mis en œuvre. L’ensemble est régi par des interactions positives ou négatives entre
les différentes pratiques, les conditions climatiques et les inocula des organismes, ces
deux derniers éléments étant peu maîtrisables et peu prévisibles.
Sur ces aspects, les connaissances sur les processus biologiques ont progressé et ont
permis de construire et de tester des combinaisons de pratiques pour différents
systèmes de production : grande culture, arboriculture, production légumière,
production fruitière. Ainsi, par exemple, l’association de variétés ou d’espèces
différentes au sein d’une parcelle constitue un moyen efficace de réduire le
développement des bioagresseurs, et d’accroître l’efficience d’utilisation des
ressources, conduisant à une productivité généralement supérieure, plus stable, de
meilleure qualité, tout en réduisant le recours aux intrants de synthèse.
La complexité des processus, la diversité des moyens d’action mobilisables, et le
grand nombre d’interactions en jeu ont conduit à un développement important des
travaux de modélisation, à différentes échelles, pour représenter ces processus et les
techniques qui les influencent. Ainsi, à l’échelle d’une petite région, l’évolution de la
taille et de la structure génétique des populations de l’agent pathogène du phoma du
colza dépend de l’organisation spatiale des parcelles de colza et des itinéraires
techniques qui leur sont appliqués. Mais les travaux visant la gestion concomitante
d’un cortège de bioagresseurs sont encore rares et nécessitent des efforts d’intégration
particuliers.
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SIA 2014
Enfin, de nombreux travaux se sont attachés à mettre au point des démarches de conception et d’évaluation de
systèmes complexes favorisant la maîtrise des bioagresseurs et permettant l’atteinte de performances
satisfaisantes pour les acteurs concernés. Par exemple, l’utilisation combinée d’une démarche collective de
conception participative de scénarios d’organisation spatiale des systèmes de culture et d’évaluation quantitative
de ces scénarios à l’aide d’un modèle spatialement explicite, a permis d’identifier des stratégies de gestion
spatiale des parcelles de colza pour la maîtrise collective du phoma.
La phase actuelle vise à tirer partie des expériences réussies sur le terrain pour identifier les solutions techniques
susceptibles d’être généralisées.
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Du diagnostic au champ à la surveillance du
territoire européen. Présentation de plusieurs outils
innovants pour l’identification des bioagresseurs
des plantes cultivées
jean-yves rasplus
• Inra
Dans un contexte de changements environnementaux mondiaux (climatique et
autres) et d’augmentation des échanges commerciaux, nous assistons à une
augmentation du nombre de nouveaux bioagresseurs des cultures et des forêts
(maladies et ravageurs). Parallèlement, la redéfinition des pratiques agricoles et la
diminution de l’usage des pesticides favorisent la réémergence de bioagresseurs bien
maîtrisés jusqu’alors. Face à ces dangers pour l’agriculture européenne, l’Inra et ses
partenaires se sont engagés dans une modernisation et un développement fort des
outils de diagnostic des bioagresseurs des plantes cultivées. Ils souhaitent ainsi
améliorer la surveillance des territoires français et européens et la diffusion du
diagnostic vers les professionnels de l’agriculture (agriculteurs, conseillers techniques
etc.).
Des applications nomades ont été développées (Di@gnoplant®), elles assurent le
diagnostic et le conseil à l’utilisateur au champ. Elles contribuent à une meilleure
identification des maladies des plantes, diffusent des informations biologiques, des
conseils et forment l’utilisateur à la santé des végétaux. D’autres outils se développent
– tel que Vigipl@nt® - une application mobile dédiée à l’épidémio-surveillance et à la
biovigilance qui sera aussi utilisable pour d’autres domaines d’intérêt (diagnostic
végétal par l’image, science participative).
Des bases de données permettant l’identification des ravageurs et des maladies ont
été développées (Q-Bank pour les organismes de quarantaine, PhyloSearch pour la
détection des Pseudomonas et des Xanthomonas, Arthemis pour les insectes ravageurs
et auxiliaires). Ces bases de données permettent aux professionnels de l’agriculture
de comparer des séquences ADN d’organismes collectés ou interceptés aux frontières
à des séquences de référence réalisées par des scientifiques de l’Inra sur des
organismes préalablement identifiés par des spécialistes. Elles englobent les
bioagresseurs présents ou encore absents de l’espace agricole européen (organismes
de quarantaine, bioagresseurs exogènes) et des organismes de lutte biologique afin
de faciliter leur suivi et de mieux caractériser leurs effets non-intentionnels. Ces outils
de haute précision contribuent à la surveillance du territoire européen. Ils permettent
d’intervenir rapidement et diffusent des informations bio-écologiques, de distribution,
des photographies facilitant l’identification ainsi que des prévisions sur les risques
encourus.
Enfin et sachant que 50% des maladies émergentes des plantes sont causées par des
virus, un plateau de service réalisant des indexages viraux par séquençage a été
ouvert à Bordeaux. Il permet l’extraction et le séquençage viral pour une meilleure
identification des virus présents dans la plante. Ses domaines d’application vont de la
recherche d’agent causal à la certification et à l’inscription de variétés au Catalogue
Officiel.
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Cette volonté de moderniser et de diffuser le diagnostic en santé des végétaux pour améliorer la qualité sanitaire
des systèmes de production des végétaux s’est traduite par la création du réseau mixte technologique RMT
Vegdiag «Diagnostic en santé végétale» associant l’ensemble des partenaires français impliqués dans le domaine.
Vegdiag veut améliorer la réactivité des structures existantes afin de mieux s’adapter à l’émergence de nouvelles
problématiques; identifier les synergies entre équipes de recherche publique, instituts techniques et recherche
privée; construire des projets multi-partenariaux et favoriser le transfert des connaissances vers l’enseignement
technique et supérieur agricole.
* Avec les contributions de Dominique Blancard, Thierry Candresse, Ariane Chabert, Astrid Cruaud, Jean-Claude Streito (Inra) ; C. Manceau
(ANSES).
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