Lutte contre les maladies de la vigne Nouvelles stratégies
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Lutte contre les maladies de la vigne Nouvelles stratégies C Clément 10 Juin 2008 Pr Christophe CLEMENT Université de Reims Champagne Ardenne UFR Sciences Exactes et Naturelles Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne – EA 2069 Laboratoire de Stress Défense et Reproduction des Plantes BP 1039 51687 REIMS Cedex 2 – France Tel/Fax : + 33 3 26 91 33 39 e-mail : [email protected] Vignobles et maladies Vignoble français - 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 - 300 millions de bouteilles dont 180 vendues en France et 120 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 !!! Œnologues de France 10 Juin 2008 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 - 30 à 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 20 traitements Viticulture et environnement Œnologues de France 10 Juin 2008 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 - Charte de la qualité des eaux en 2015, puis 2027 - 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 Œnologues de France 10 Juin 2008 VIGNE Stress biotiques (attaques pathogènes) Mécanismes de pathogénicité Stress abiotiques (froid, sécheresse) Défenses des plantes Mécanismes et élicitation Qualité du raisin et du vin Traitement phytosanitaire Stress abiotiques (pesticides) Ruissellement Infiltration Stress abiotiques (pesticides) Stress et végétaux Photosynthèse Stress et animaux Réactions physiologiques ENVIRONNEMENT Œnologues de France 10 Juin 2008 Stratégies alternatives à la lutte chimique Elicitation (utilisation de substances SDN) Lutte biologique (utilisation de micro-organismes) Stimulation des défenses naturelles - SDN Outils Pathogènes Caractérisation des mécanismes de défenses Œnologues de France 10 Juin 2008 Mécanismes de défense Approche Catégories fonctionnelles 24 hpi Défense, stress 23% Inconnue 32% Signalisation 6% Photosynthèse 5% témoin DD SSH Synthèse et dégradation de protéines 4% Métabolisme (I & II) 28% Transcription 1% Structure 1% ≈100 gènes BRG (Botrytis-Repressed Grapevine) BIG (Botrytis-Induced Grapevine) Œnologues de France 10 Juin 2008 Stimulation des défenses de la vigne : ELICITATION Pathogène Molécules impliquées dans la pathogénicité (pénétration, …) Récepteurs Plante Eliciteurs Plante Fragments de paroi générés par l’attaque du pathogène, … Eliciteur : molécule capable d’induire au moins une réponse de défense Reconnaissance Cascade de signaux REPONSES DE DEFENSE Renforcement de la paroi Phytoalexines Protéines PR (chitinases, glucanases) Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par des molécules sans impact sur l’environnement Rhamnolipides additif alimentaire, nettoyage fruits et légumes surfactant en cosmétique (crèmes, …), pharmacologie (maladies dermatologiques,…), émulsifiant, agent mouillant, parfum, adjuvant pour pesticides, dépollution des sols,… 0 g/L 7 jpi Protection contre Botrytis spores 3jpi 0,1 g/L 7 jpi 0 g/L 0.1 g/L mycélium 4jpi => Protection 0 g/L 0.1 g/L Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par des molécules d’origine naturelle Eliciteur Facteur d’induction/contrôle 70 0.1 g/L 1 g/L 60 50 => Elicitation 24hpt 40 30 20 10 0 pal sts lox hsr pr6 pr2 pr3 17.3 102 Fongicide 24hpi gènes 0 g/L 1 g/L 3jpi 0 0.1 1 10 g/L Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Burkholderia phytofirmans souche PSJN Boutures 1 nœud Plant sain Bactéries 1 min Chardonnay clone 7535 Repiquage Plant bactérisé Burkholderia phytofirmans souche PsJN a été trouvée dans des racines d’oignon au Canada. La présence de la bactérie permet de cultiver les oignons sans pesticide. En outre, elle n’altère pas la qualité gustative des oignons. Vitro-plants Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Protection ? - Activité chitinase Stimulation des défenses ? Mg produit/min/gMF 8 - Association de la vigne et de la bactérie • stimule la croissance 7 6 * Témoin Bactérisé 5 • protège la vigne contre Botrytis * 4 3 2 * 1 0 Racines Tiges Feuilles - Activité β 1,3 glucanase Mg glucose hydrolysé /min/gMF 25 20 + + + Plants bactérisés - + Témoins * Témoin Bactérisé 15 10 5 * 0 => Elicitation par la bactérie symbiote Racines Tiges * Feuilles Œnologues de France 10 Juin 2008 LUTTE BIOLOGIQUE : protection utilisant des micro-organismes Action contre Botrytis cinerea ? - interaction directe avec Botrytis cinerea Fleurs et baies ? • botryticide ou botrytistatique * Antagonisme contre Botrytis cinerea Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Effets sur la floraison et la fructification ? Boutures fructifères • Fertilité chez le Pinot noir (260 fleurs/inflorescence) - vignoble : 65.1 ± 2.7 % - bouture : 68.0 ± 9 % Inoculation • Pénétration Bactérisation racinaire • Présence de la bactérie dans la bouture via les racines ? de la bactérie dans les inflorescences ? Résultats • transmission • Bouture fructifère de la bactérie aux inflorescences (grappes) localisation : dans l’ovaire (futur fruit !!!) Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Bactérie gfp Suivi au microscope confocal Propagation de la bactérie par les vaisseaux conducteurs => Colonisation de tous les organes de la plante Œnologues de France 10 Juin 2008 Elicitation par micro-organismes : LUTTE BIOLOGIQUE Mécanismes Migration racines inflorescence : 5 à 6 semaines % inflorescences mortes 100 Mesures des défenses dans les inflorescences témoin bacterisée 50 0 Bactérisation racinaire 0 24 48 temps (hpi B. cinerea) 72 Inoculation de B. cinerea : 4 à 6 jours post-traitement Boutures Œnologues de France 10 Juin 2008 Utilisation de B. phytofirmans strain PsJN Résultats inattendus Modificiations de la vitesse de croissance même age même age Témoin Plants bactérisés Témoin Plant bactérisé question: influence sur la longévité et sur la vigueur au cours des années ? Œnologues de France 10 Juin 2008 Conclusions La protection des plantes contre les pathogènes peut être induite par élicitation en utilisant soit des molécules naturelles soit des micro-organismes Les stratégies alternatives pour lutter contre les stress biotiques ou abiotiques sont efficaces au laboratoire Il est nécessaire de transférer ces connaissances au vignoble , pour tester leur efficacité en conditions de terrain Nous sommes toujours à la recherche de molécules à propriétés élicitrices et non toxiques pour l’environnement Nous sommes toujours à la recherche de micro-organismes qui stimulent les mécanismes de défenses des plantes pour lutter contre les maladies ou s’adapter aux stress abiotiques (sécheresse, …) Nous continuons nos recherches pour mieux connaître les réactions de la plante à différentes formes de stress au plan fondamental, ce qui nous fournira des outils qui serviront à optimiser les futures stratégies Œnologues de France 10 Juin 2008 Laboratoire de Stress Défense et Reproduction des Plantes E Aït Barka E Couillerot F Fontaine N Vaillant L Dedieu F Baillieul S Dorey F Mazeyrat-Gourbeyre S Cordelier S Dhondt C Hachet F Rabenoelina L Jacquens C Radet S Caillot P Letousey C Profizi H Lacroix L Sanchez S Compant AN Petit B Delaunois G Wojnarowiez S Paquis S Bordiec Unité de Recherche Vignes et Vins de Champagne Laboratoire d’Œnologie et Chimie Appliquée (P Jeandet) Merci de votre attention ! Œnologues de France 10 Juin 2008
