Pêcher - Puceron vert

APMed (hAPpyMed
)
Tâche 2: Impacts de la disponibilité en eau sur les
dynamiques d’infestation au puceron en relation avec
la croissance et le statut hydrique et azoté
ARIMNET meeting – Montpellier, France – June
15-16, 2015
France: INRA Avignon
MO Jordan, MH Sauge, G Vercambre
Morocco: INRA Kenitra
S Charif
Morocco: INRA, ENA and University Meknès
A Blenzar, A Kajji, A Boutaleb
Israel: MIGAL-Northern R&D
A Naor, H Reuvny
Pêcher - Puceron vert
Pommier – Puceron cendré
 Point bibliographique
 Résultats obtenus en pots  approche mécanistique
 Quid de l’application en verger ?
Pêcher - Puceron vert
Pommier – Pucerons vert et cendré
Pommier - Puceron vert
Est-ce que les pratiques culturales contribuent à
contrôler les bioagresseurs en verger ?
Ce que nous savons et ce que devons encore apprendre sur les interactions plante-insectes
Du bon usage de l’eau en verger - 15-16 juin 2014, Montpellier, M.O Jordan, M.H Sauge
Comment se structure la résistance d’une plante ?
Dynamique spatiale
Dynamique des infestations
- comportement sur la plante
- croissance développement
- reproduction
- pratiques culturales
- structure paysage
- environnement, climat …
Résistance / Tolérance BA
Equilibre fonctionnel
Teneur en eau
Architecture,
croissance,
développement
des organes
Composés Composés
primaires secondaires
Composition des organes
Processus :
acquisition (eau / C / N, …)
morphogenèse, métabolismes
Interactions plante – BA : hypothèses
Plant water content (water stress)
Plant Vigor / Plant (pulsed) Stress hyp.
(PSH) Stress
(PVH) Vigueur
Mode de nutrition
Brouteurs
Piqueurs suceurs
Organe nourricier
Vieux
Jeunes
Dans le cas de piqueurs suceurs :
Disponibilité composition phloème
(viscosité, pression turgescence)
Disponibilité qualité accessibilité ressource
Environmental constraint hyp.
Limitation ressources  Met. secondaires
Carbon Nutrient balance hyp.
Capacité défense liée au ratio C/N :
++ composés C ; -- composés N
Optimal defense hyp.
Défense d’un organe: [ ] M 2aires)
proportionnels à sa valeur pour la plante
Growth rate hyp.
La ressource disponible varie avec le taux de croissance
Growth-Differentiation balance hyp.
Un stress affecte la croissance avant la photosynthèse
stress modéré  ressource C de la plante
Complexité architecturale
« Sécurité-confort » , dispersion ….
Concordance des cycles
Plan
FOCUS
Pratiques réaménagées
irrigation, fertilisation,
choix variétal…
Perspectives:
vers des pratiques innovantes
FOCUS
Compromis fonctionnel
développement   composition
phénologie, forme,
eau, C, N
organisation
composés défense
Performances BA
nb. répartition individus
Développement (1): résistance et croissance
 résistance  avec la longueur des rameaux
% rameaux infestés
Axes longs
Axes courts
Jours juliens
Pêche : Grechi et al. , 2008
Développement (2): résistance et croissance
 résistance  avec la compétition trophique (hétérogénéité) entre rameaux
Descendance 200 génotypes croisement cv résistant*sensible
comp. cv. sensibles (implantation > 60% si contact fondatrice) / résistants (succès < 35%)
60 %
Sensibles
40
3
Distribution homogène
prédominance d’axes longs
20
0
2
1
 Hétérogènéité liée à la compétition ?
60 %
0
Distribution hétérogène
prédominance d’axes courts
20
Sensibles
Résistants
Densité bourgeons cm3 axe père
Résistants
40
0
4
80 %
0-2.5 2.5-25 >25
60
Classe de lg de rameaux (cm)
% survie fondatrices
40
20
0
Cotton: Larson, Whitam, 1997
0.2
0.25
0.3
0.35
Index Gini:
0: distribution homogène, 1: distribution hétérogène
Développement (3): résistance et topologie
Solaxe:
- axe principal courbé
- ramif. dense
Conduite centrifuge moins infestée
⇒ effets  marqués selon les années !

Conduite centrifuge:
- sélection rameaux longs
- contrôle fructification
Liée à la complexité de branchement !
% rameaux
100
2002
80
C. centrifuge
60
40
20
0
100
80
ordre rameaux
2003
IF rameau d’étude (au pic infestation)
60
40
1 nœud de distance
20
1
0
100
80
2004
3
2
60
4 nœuds de distance
40
20
0
4
Ms
Av
Av
Mai Mai Jn
Infestation puceron cendré
(% présence absence apex)
Jn
IF du rameau le plus proche
Pomme: Simon et al., 2006 et 2012
Développement (4): résistance et topologie
 dispersion dans la couronne liée μclimat (vent, ombrage, °C), à la taille des fruits …
Proportion
Proportion
%
Juillet (1ere gén.)
Aout (2de gén)
Juillet (1ere gén.)
Aout (2de gén)
%
Juillet (1ere gén.)
Aout (2de gén)
Juillet (1ere gén.)
Aout (2de gén)
Oviposition non homogène
déterminisme plurifactoriel à expliciter
Midi solaire: ± 2°C d’écart entre feuilles ombrées et au soleil
Croissance fruits : Juillet: plus faible au N, Aout: aucune différence
Pomme: Stoeckli et al., 2008
Composition (1): résistance et stress hydrique
 un stress hydrique affecte le comportement alimentaire du puceron
mais …. résultats contrastés dans la littérature
Taux croissance (puc/puc/j)
 Susceptibles - Control
○ Susceptibles - Stress
 Résistants - Control
 Résistants - Stress
% N feuilles
Intensité de stress
St. pulsé
Effet de l’intensité et de la durée
Densité des galles
Sévère
Moyen
Faible
Contrôle Pulsé
Témoin
1993
Nb. puc. plante
Contrôle
- âge: 5 vs 11 semaines
- lumière: facteur 3
Stressé
(Moyen)
Choux: Tariq et al., 2011 - Simpson et al., 2012
1994
1995
Rôle des interactions:
- stress hydrique inverse gradient résistance clone
- stress hydrique modifie teneur N feuilles
Epicea: Björkman 2000
Composition (2): résistance et métabolisme primaire
5 niveaux de fertilisation N / jeunes arbres en pots
Infestation artificielle et suivi dynamique
 résistance  avec [ ] N mais  de seuil
A
a
ab
a
***
6
4
bc
c
3
2
15
10
6
3
0.05
1
0
0
5
10
15
20
25
Days after infestation
30
0.05
3.00
6.00
10.00
15.00
Nutrient solution ( mM N )
effet N sur la croissance
[]N ?
≠ compo pool ?
met. défense ?
Prumasine (‰ DW)
**
Ac. Aminés (‰ DW)
***
***
5
Ac. Chlorogénique
Log-transformed No. aphids
  d’un plateau
 effet composition du pool ac. Aminés ?
B
***
7
 rôle de l’acide chlorogénique ?
 pas d’effet prumasine
Pêcher: Sauge et al. 2010
Composition (3): résistance et métabolisme secondaire
 [ ] composé de défense après une première mise en contacts liée à la position de la feuille !!
- résistance induite par contact de 4h 7j avant manip
- mise en contact Spodoptera littoralis sur plante entière (144h)
- dosage Terpénoïdes
Rang de la feuille
% pop. totale
Témoins
Feuilles apicales
Feuilles médianes
Prétraités
Cotylédons
Témoins
Prétraités
Temps (h)
% pop. totale
Feuilles A2
Feuilles A1
Témoins
Prétraités
Préférence pour les feuilles des axes 2
Axes 1:  du nb de larves par plante
 du % de larves en position apicale
 en lien avec [ ] terpénoïdes des feuilles
Coton: Anderson and Agrell 2005
Résistance génétique (1): mécanismes généraux
ennemis
naturels
volatiles
Volatiles de
plante attaquée
PLANTE
Activation du gène
de résistance
Réponses indirectes
Eliciteurs
de l’insecte
SIGNAL
Métabolites secondaires
et Protéines
Inhibiteurs des protéines
digestives
Evitement
Utilisation d’hôtes
alternatifs
Détoxication
Séquestration des
toxiques
Réponses directes
Barrières physiques
Forme de la feuille
Architecture de la plante
Métabolites
INSECTE
S
I
G
N
A
L
Activation
du gène
d’avirulence
HERBIVORIE
Accroissement du taux
de consommation
Modification de la
qualité nutritionnelle
des tissus
Amélioration de
l’activité des enzymes
digestives
Perspectives (1): replacer la plante dans son environnement
- Effet répulsif
- Interference des odeurs
Allélopathie
aérienne
2 Hypothèses
Plante compagne
(Romarin)
Plante hôte
(Poivron)
Number of females
(mean+/-se) par plant
Effet direct de COV sur les pucerons
COV: Composés
organiques volatils
Effet indirect des COV (médié par la plante hôte)
- Activation des mécanismes de défense
- Absorption et réémission des COV
La présence de plantes compagnes influence l’installation des pucerons sur leurs plantes hôtes
Chémotypes différents selon les clones de romarin
Orientation des pucerons diffère selon le clone
Conclusions (1) :
Bilan: Ce que nous savons et ce que devons encore apprendre
L’équilibre fonctionnel structure la résistance mais … mécanismes encore mal connus
 approche corrélative (statistique), plus rarement rarement mécanistique
 interactions fortes entre les variables qui structurent la résistance mais études ON - OF
 réponse non constantes dans le temps : rôle de la phénologie et du climat
Faible généricité des résultats :
 poids de l’histoire de la plante pour les pérennes (réserves C et N, réponse au stress)
 spécificité des interactions plantes insectes: espèce, variété, souche … dépendants
Reproduction
Croissance
Faible dispo C
Forte dispo C
Meta-analyse: Larsson 1989
Performance insecte
Défense/résistance
Meta-analyse: Beoge et Marquis 2005
Aucun
Graine
Plantule
Plante adulte …
sénescente
STRESS
Létal
Performances élevées pour des stress intermédiaires !!
Conclusions (2)
Bilan : Ce que nous savons et ce que devons encore apprendre
La plante est en interaction avec son milieu :
 le paysage affecte la résistance (répartition cultures, haies)
 et constitue un réservoir d’auxiliaires (prédateurs, parasitoïdes) et de BA
Nécessité d’optimiser deux fonctions antagonistes
production vs. défense
 réduit la plage d’intervention : N, eau, taille
garder des niveaux compatibles avec la production
 la production de composés de défense coute cher
Croissance radiale tronc (mm)
… nécessité de développer des études à l’échelle du paysage
 Susceptibles - Control
○ Susceptibles - Stress
 Résistants - Control
 Résistants - Stress
1993
1994
1995
Epicea: Björkman 2000