Substances naturelles sécrétées par les plantes et ... - Jejardine.org

Substances naturelles sécrétées par les planteset inductions de résistances vis-à-vis d’agentspathogènes chez le bléPhilippe ReignaultLe contexte actuel des travaux de recherche menés surles plantes cultivées est fortement marqué en Francede l’empreinte du Grenelle de l’Environnement et deson volet Écophyto 2018, anticipation de la transpositionnationale de la directive européenne sur l’utilisationdurable des pesticides que tous les États membresauront à mettre en place. Écophyto 2018 vise « unobjectif de réduction de 50 % de l’usage des produitsphytosanitaires, dans un délai de 10 ans si possible ».Par ailleurs, la réforme de l’homologation des produitsphytosanitaires au niveau européen sera encore pluscontraignante dans les années à venir, provoquantl’exclusion ou la non-inscription de substances activesactuellement disponibles ou en cours de développement.Ainsi, Écophyto 2018 vise le retrait du marchédes préparations contenant les 53 substances activesles plus préoccupantes. Par ailleurs, il comporte lamise en place d’actions qui ont pour objectifs stratégiquesla généralisation de meilleures pratiques agricoleséconomes en pesticides, l’identification puis lalevée des obstacles à l’innovation et à la conception denouveaux systèmes de production moins dépendantsdes pesticides.Dans un objectif d’agriculture durable, il est doncnécessaire de faire émerger des stratégies de luttealternative contre les maladies des grandes cultures.De même, devra être caractérisé à terme l’impactdes intrants alternatifs de l’agriculture sur les organismesdits « non-cibles », comme ceux de la floremycorhizienne associée aux racines des plantes. Dansce contexte, la lutte génétique, la lutte biologique, lesitinéraires techniques, mais aussi l’utilisation de produitsdits « alternatifs » sont largement considérésdans cette approche qui vise a minima à maintenir unniveau de contrôle de la maladie permettant d’assurerune rentabilité optimale de la culture.Au cours de leur évolution, les plantes ont développéde multiples mécanismes de défense pour se protégerdes organismes phytopathogènes. L’induction deces défenses passe ainsi par la détection de signauxmoléculaires de type Pathogen-Associated MolecularPattern ou Damage-Associated Molecular Pattern. Onsait en effet que les plantes sont capables de reconnaîtredes bioagresseurs potentiels par la reconnaissance detels signaux moléculaires. Les molécules reconnues etpermettant de mettre en place des défenses sont appelées« éliciteurs » (de l’anglais to elicit = déclencher).Les différents signaux impliqués ont été initialementcaractérisés d’après leur capacité à induire la biosynthèsede composés antimicrobiens. Ces éliciteurssont désormais considérés, pour ce qui est de leurutilisation pratique, comme des « Stimulateurs desdéfenses naturelles » ou « Stimulateurs des défensesdes plantes » (SDP), terme qui sera repris ici dansla suite du document. Cette stimulation peut êtrepréalable à tout contact avec l’agent phytopathogèneafin de stimuler précocement et faiblement lesdéfenses chez les plantes qui s’exprimeront fortementau moment de l’infection par le bioagresseur ; onparle alors de « priming » ou « potentialisation » desdéfenses. La stratégie de stimulation des défenses desplantes repose sur l’application exogène d’éliciteursafin d’induire des résistances aux agents pathogènes.Ce sont des molécules respectueuses de l’environnementcar biodégradables et possédant a priori des profilsécotoxicologiques favorables. Par ailleurs, les SDPagissent contre de nombreux agresseurs et sur diversesmaladies (Reignault and Walters, 2007). Le fait qu’ilsne possèdent en principe pas d’activité directe sur lesagresseurs mais sur le système de défense de la plantelimite également les risques d’émergence de résistancesau sein des populations de bioagresseurs.La recherche prend désormais en compte cette nouvellevoie. Elle constitue une approche novatrice de laprotection phytosanitaire, à l’interface entre la luttechimique et la physiologie, en ciblant des moléculesnaturelles ou de synthèse qui déclenchent ou potentialisentles réactions de défense de la plante. Cettestratégie innovante repose sur les grands principes desmécanismes de reconnaissance hôte-parasite mentionnésplus haut. Les SDP sont de natures chimiquesvariées. Il peut s’agir d’oligosaccharides de la paroicellulaire ou d’oligosaccharides de réserve comme la20

laminarine, de polysaccharides, de glycoprotéines,de lipides ou de glycolipides… Leur perception parla plante déclenche un ensemble de processus biochimiques: flux d’ions, vague oxydative et synthèsede molécules signal. Des gènes de défenses sont égalementactivés et mènent (I) au renforcement desparois cellulaires, (II) à la synthèse de protéines ayantune activité inhibitrice ou hydrolytique vis-à-vis del’agresseur (PR-protéines) et (III) à l’accumulation demétabolites aux propriétés antimicrobiennes, commeles phytoalexines ou les formes activées de l’oxygène.Un nombre déjà substantiel de SDP est connu pourposséder des efficacités intéressantes sur une gammevariée de cultures, et en particulier des cultures horticolesou maraîchères. Ces SDP peuvent être de naturebiotique (produits naturels) ou abiotique (produits desynthèse qui miment le mode d’action des produitsnaturels) (Reignault et Walters, 2007).Par ailleurs, en conditions naturelles, la grande majoritédes plantes cultivées d’intérêt agronomique viventen association avec des champignons mycorhiziensà arbuscules (CMA). Ces derniers, en échange ducarbone qu’elle leur fournit, améliorent la nutritionhydrique et minérale de la plante. Ils accroissent égalementla résistance des plantes aux stress biotiquesgénérés par les agents pathogènes telluriques. CesCMA, lors du processus de mycorhization, produisentdes signaux moléculaires de même nature que ceux àactivité élicitrice mentionnés plus haut et possèdentdonc un potentiel important dans la stimulation desdéfenses de la plante. Cependant, contrairement auxrésultats des travaux sur la protection des plantespar mycorhization contre les maladies racinaires, lesdonnées concernant les études menées sur les agentsphytopathogènes foliaires sont nettement moins nombreuses,moins concluantes et parfois contradictoires(Gallou et al., 2011 ). L’intérêt des CMA doit ainsi êtrevalidé sur les pathosystèmes considérés dans la présenteétude dans un contexte proche des conditionsréelles de croissance et sur un cycle de vie complet dela culture cible.Les travaux présentés visent à caractériser l’efficacitéet le mode d’action d’inducteurs de résistancechez le blé vis-à-vis d’une maladie foliaire, l’oïdium,provoquée par le champignon ascomycète Blumeriagraminis f.sp. tritici. Les résistances étudiées sontprincipalement induites par des éliciteurs d’originenaturelle – souvent végétale – mais également par desassociations mycorhiziennes.RéférencesGallou A. et al. 2011. Mycorrhiza induced resistance inpotato plantlets challenged by Phytophthora infestans.Physiological and Molecular Plant Pathology 76 : 20-26.Do arbuscular mycorrhizal fungi induce foliar resistance inwheat against powdery mildew ?Mustafa G., Tisserant B., Randoux B., Fontaine J., Deravel J.,Reignault Ph. and Lounès-Hadj SahraouiA. 64 th InternationalSymposium for Crop Protection, Gent, May 2012.Randoux B., Renard-Merlier D., Mulard G., Duyme F.,Rossard S., Courtois J., Sanssené J., Durand R. and ReignaultPh. (2010). Acetylated and non-acetylated oligogalacturonideselicit different defence responses and induce resistancein wheat against powdery mildew. Phytopathology 12,1352-63.Reignault Ph., and Walters D. (2007). Topical applicationof inducers for disease control. In : Induced Resistance forPlant Defence. Blackwell Publishing (D. Walters, A. Newton,G. Lyon, Eds), pp. 179-200.Traitements © Philippe ReignaultPlants de blé, mycorhizé avec Ri ou non(Témoin)© Philippe Reignault21