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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR ECOSYS - Ecologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes

Effet de l'environnement du pathogène sur le développement des épidémies : vers l'identification des traits d'échappement des couverts végétaux

C. Robert

Collaborations

Laboratoire LEPSE-Virtual plant INRIA (C. Fournier), BIOGER (C. Lannou et B. Parriaud), Arvalis (P Gate et D Gouache). Collaborations initiées : EGC Bio-Atm (S. Saint-Jean et L. Huber), ADAS, UK (N. Paveley) and CSL UK (S. Parker), Virtual Plant INRIA (C. Godin).
Notre objectif est de comprendre comment l'environnement du pathogène créé par la structure des couverts (comprise comme sa géométrie et l'état physiologique des organes) influence le développement épidémique.

L'environnement créé par le couvert influence le développement des pathogènes foliaires à deux niveaux. Sur la feuille, lieu de rencontre du pathogène et de la plante, l'état physiologique des tissus détermine le substrat (quantité et qualité de la ressource) exploitable par le pathogène.

A l'échelle du couvert, la dynamique de mise en place du couvert et son architecture influencent les épidémies en déterminant (i) le microclimat au sein du couvert (voir thème suivant), (ii) la quantité de sites infectables pour le pathogène et (iii) la dispersion de la maladie, à travers la distance entre les sources de spores et les tissus sains mais aussi la pénétration de la pluie et du vent.
Le pathosystème étudié est ici le complexe parasitaire foliaire "rouille brune-septoriose" sur blé d'hiver. Leurs différences biologiques soulèvent des interactions variées avec le couvert.

Effet de l'état physiologique des feuilles sur le développement infectieux des parasites

• Relation entre stockage d'azote des feuilles hôtes et développement des lésions de rouille . Un travail de modélisation réalisé en collaboration avec le laboratoire de Biomathématique de Rothamsted (2004) suggère que la façon dont la feuille hôte stockerait son azote jouerait sur la croissance et la durée de vie des lésions de rouille, notamment via une différence de sénescence induite qui recouvre les lésions biotrophes (CL146).
• Effet de l'azote des feuilles sur la production de spores de rouille brune . Des expérimentations montrent que la production de spores est plus faible sur une feuille plus pauvre en azote (Robert et al. 2002, CL21). La teneur en carbone et en azote des spores est similaire quels que soient la teneur en azote des feuilles, le cultivar étudié (CL68) et sur plantules ou plantes adultes. Cela suggère qu'en conditions de ressources limitantes, le pathogène adopte la stratégie de produire moins de spores mais de « même qualité ».
• En cours : Evaluation de l'effet du génotype hôte et de l'isolat pathogène sur les interactions foliaires . Ce travail est réalisé dans le cadre de la thèse de B. Parriaud (2005-2008, directeur C. Lannou - BIOGER, participation à encadrement C. Robert) avec une comparaison de la baisse de photosynthèse et des étapes du cycle infectieux pour 2 variétés de blé et 3 pathotypes de rouille en interaction avec le statut azoté des feuilles.

Effet de la géométrie du couvert et de sa dynamique de mise en place sur les épidémies

• Développement de Septo3D (CL190) par couplage du modèle ADEL-blé (CL44) (voir thème 1.4) et d'un modèle de septoriose basé sur le modèle de Rapilly et Jolivet (1976). Dans ce modèle dynamique, nous considérons trois effets de la structure du couvert sur les épidémies : la quantité de surface foliaire influence la réussite d'infection et la croissance des lésions, la densité de végétation influence la pénétration de la pluie ainsi que la redistribution des gouttelettes après splashing, et les distances entre tissus infectés et sains fixent la distance du saut à faire pour atteindre les tissus sains.
• Début d'utilisation de Septo3D afin d'identifier les traits de structure du couvert qui jouent sur la septoriose . Les simulations montrent que plus la plante se développe et grandit vite, plus elle échappe à la septoriose. La taille des feuilles a un effet plus complexe. Enfin, d'après les simulations, c'est la vitesse d'allongement de la tige plutôt que sa hauteur finale qui influence les épidémies, confirmant l'hypothèse de Lovell et al. (1997, 2004).
• Confrontation des simulations de Septo3D à des données expérimentales . Ce travail a débuté dans le cadre d'une collaboration avec P. Gate et D. Gouache (Arvalis). Ils mènent des expérimentations afin d'identifier l'effet de la date et de la densité de semis sur le développement de la septoriose. Les confrontations réalisées sont assez prometteuses, mais elles sont cependant limitées par de trop faibles différences d'architecture entre les traitements.

PROJETS

INRA : projet innovant Départements EA, SPE "environnement physique des pathogènes" (soumis).

CASDAR : projet UMT protection intégrée (2007-2009) ; projet commun à la thématique.

See also

Publications

Robert C., Bancal M.O., Lannou C. - 2004 - Wheat leaf rust uredospore production on adult plants: Influence of leaf nitrogen content and Septoria tritici Blotch. Phytopathology, 94, 7, 712-721.
Rimé D., Robert C., Goyeau H., Lannou C. - 2005 - Effect of host genotype on leaf rust ( Puccinia triticina ) lesion development and urediniospore production in wheat seedlings. Plant Pathology, 54, 287-298.
Van den Berg F., Robert C., Shaw M.W., Van den Bosch F. - 2007 - Apical leaf necrosis and leaf nitrogen dynamics in diseased leaves: a model study. Plant Pathology, 56, 424-436.
Robert C., Fournier C., Andrieu B., Ney B. - 2008 - Coupling a 3D virtual wheat plant model with a /Septoria tritici/ epidemic model: a new approach to investigate plant-pathogen interactions linked to canopy architecture. Functional Plant Biology (à paraître).