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En 2021, le service de Phytodiagnostic a reçu 770 échantillons réparties sur 110 espèces végétales différentes avec notamment des espèces atypiques : reseda, vanille et sequoia.

▶️ Parmi les 770 échantillons analysés, la majorité concerne la catégorie des espèces potagères (55%) suivies des céréales (18%).

En particulier, les principales espèces végétales travaillées en 2021 sont le maïs (14%), la tomate (8,7%) et la betterave (7,5%).

  ▶️ Les échantillons proviennent autant de Bretagne, de Corse que du Maine et Loire et correspondent bien sûr  aux zones de production.

▶️ Sous notre latitude, les demandes en diagnostic concernent principalement l’identification d’agents fongiques (40%). Ces analyses sont réalisées par isolement du pathogène sur milieu de culture, repiquage puis caractérisation du genre avec des clés d’identification au microscope, et de l’espèce par barcoding (biologie moléculaire).

Les virus représentent 25% des diagnostics. L’identification de la famille virale se fait par microscopie électronique, ou plus simplement par RT-PCR (biologie moléculaire). De plus en plus d’amorces moléculaires sont disponibles dans les articles scientifiques. Cela permet de gagner du temps et mieux cibler la recherche de l’espèce virale ensuite par ELISA (immunologie).

Les bactéries représentent 11% des demandes. On observe aussi 20% de demandes mixtes, souvent fongiques et bactériennes, et quelques demandes d’identification de nématodes.

▶️ Nos "détectives" en phytopathologie ont rencontré cette année des micro-organismes non observés jusqu’à présent par notre équipe :

- Pelargonium Zonate Spot Virus (Anulavirus répertorié sur aubergine)
- Pectobacterium carotovorum subsp brasiliense (agent chancre bactérien de la tomate)
- Gaeumannomyces radicicola (mycète répertorié sur maïs)

> Pythium kashmirensis (haricot)
> Pythium heterothallicum (épinard)
 

▶️ Afin de perfectionner nos réponses, nous réalisons régulièrement des développements technologiques. Cette année, nous avons accueilli un étudiant en Master 2 de l’Université d’ANGERS lors des ateliers expérimentaux du VEGLAB.

Le développement des tests PCR pour la caractérisation des Fusarium oxysporum répertoriés sur tomate (Fusarium oxysporum f. sp radicis lycopersici et Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici races 0, 1 et 2) ainsi que la détection du Rhabdovirus PhCMoV (Physostegia Chlorotic Mottle Virus) était au programme.

En savoir plus : Service Phytodiagnostic du CENTRE R&D

Les analyses fongiques ont représenté 27% des demandes, 25% pour les virus, 7% pour les bactéries et 2 % pour les nématodes. Le total inférieur à 100% s’explique par une recherche multi-agents sur certains échantillons (fongique et bactérienne, ou bactérienne et virologique par exemple), plusieurs microorganismes pouvant entrainer la même symptomatologie.

Les virus représentent une demande d’analyse en croissance.

Certaines problématiques sont récurrentes d’année en année, comme les virus des curcubitacées et des solanacées ou les pythium.

En 2020, nous avons rencontrés les problématiques suivantes plus fréquemment : le Pythium du haricot et de l’épinard, les Virus de la carotte du pois et de la laitue, et les xanthomonas des solanacées.

Nos "détectives" en phytopathologie enquêtent sans relâche : tous les ans, ils rencontrent de nouveaux microorganismes qui viennent au fil du temps compléter leur tableau de chasse (liste non exhaustive). En 2020, nous avons identifié :
- Brennaria nigrifluens (agent du chancre bactérien du noyer)
- Carrot Mottle Virus (Umbravirus répertorié sur Daucus Carota)
- Carrot Thin Leaf Virus (Potyvirus répertorié sur Daucus Carota)
- Phytopythium helicoides et Phytopythium vexans (Oomycète)
- Phomopsis helianthi (agent du chancre du Tournesol)

Les principales espèces végétales travaillées en 2020 sont le haricot (11,5%), la tomate (11%) et l’épinard (7%).

Pour perfectionner nos réponses, nous réalisons régulièrement du développement technologique. Cette année, nous avons accueilli des étudiants en Master 2 de l’Université d’ANGERS lors des ateliers expérimentaux du VEGLAB. Le développement de RT PCR pour la détection de certains virus était au programme et des résultats ont notamment été obtenus pour la détection des Umbravirus et du virus EMDV (Eggplant Mosaic Dwarf Virus).

Les beaux jours arrivent, ayez le réflexe de contacter ce service de phytodiagnostic pour ensuite bien protéger vos plantes.

En savoir plus : Service Phytodiagnostic du CENTRE R&D

Caroline Bonneau, Responsable Service Protection et Nutrition des plantes - CENTRE R&D de VEGEPOLYS VALLEY
Paru le 28-01-2021

La méthode qPFD® brevetée par INRAe (brevet WO2011/161388) est recommandée par Végéphyl (Méthode MG14) car elle permet de mesurer simultanément l’expression de plusieurs gènes impliqués dans la panoplie des défenses des plantes, et d’identifier ou non un effet éliciteur des défenses de produits de protection sur pommier, vigne, tomate, blé et pomme de terre, et bientôt sur carotte.

Le CENTRE R&D de VEGEPOLYS VALLEY a couplé cette technologie avec celle des cartes FTA®, qui permettent de récolter au champ des extraits foliaires. Ces cartes sont utilisées couramment pour collecter des échantillons sanguins, car elles sont un moyen facile de collecte et de transport des acides nucléiques. Appliquée au domaine végétal, cette méthode permet de transporter facilement les échantillons foliaires du champ au laboratoire, en France mais aussi depuis l’étranger.

De nouvelles méthodes pour l’identification des virus

Les virus représentent 30% des demandes, et ils sont le plus souvent identifiés par la méthode immunologique Elisa. Mais dans certaines cultures, telles que la tomate ou le haricot, le nombre de phytovirus pathogènes est très important et l’identification peut prendre du temps. Dans d’autres cas comme certains virus de la carotte, il n’existe pas d’Elisa disponible. D’autres méthodes ont donc été développées, pour cibler les familles virales d’abord, afin de gagner du temps pour l’identification du genre viral.

• La microscopie électronique permet en effet de reconnaître visuellement la forme des particules virales (icosaèdre, flexueuse, en bâtonnet …) et d’orienter le diagnostic vers une famille de virus.

• La RT-PCR permet aussi de cibler, selon les symptômes observés, des genres ou espèces viraux : en utilisant des protocoles qui permettent d’amplifier par PCR, grâce à des amorces spécifiques, des régions du génome du viral et de les identifier en les comparant à des bases de données.

Le laboratoire a ainsi développé des amorces spécifiques pour identifier une dizaine de familles virales (tobamovirus, tospovirus, potyvirus…), mais ne dispose pas d’amorces spécifiques pour identifier, notamment, certains virus de la carotte.

Des ateliers expérimentaux

Des ateliers expérimentaux VEGLAB du MASTER 2 BIOLOGIE VÉGÉTALE Parcours Gestion de la Santé des Plantes (responsable Thomas Guillemette) de l’Université d’Angers sont organisés chaque année afin que les étudiants apprennent à répondre à une problématique en phytopathologie, à construire un protocole, à le mettre en œuvre, à saisir les résultats et analyser les données.

Le service Phytodiagnostic a accueilli depuis le 6 octobre, pour 8 semaines, 5 étudiants encadrés et formés par Lionel Vandekerckhove, chargé de réalisation en phytodiagnostic, afin de reproduire un protocole publié dans la littérature scientifique et de développer un mode opératoire en vue de la détection des Umbravirus de la carotte. Les premiers résultats sont concluants et les étudiants ont pu se rendre compte que reproduire un protocole de la littérature scientifique demande des adaptations…

Il est contrôlé génétiquement par une région spécifique du génome (locus S) comportant au moins deux gènes liés, exprimés au niveau du pistil (♀) et du pollen (♂). L’interaction incompatible se produit lorsque la croissance du tube pollinique (♂) dans le style (♀) est inhibée par une réaction enzymatique, empêchant la fécondation de l’ovule et donc la fructification.

Au vu des ressources génétiques sauvages, on estime que l’abricotier est naturellement auto-incompatible ; pourtant, la plupart des cultivars européens traditionnels sont auto-compatibles et donc auto-fertiles.

Au cours des dernières décennies, l’introduction de géniteurs nord-américains dans les programmes de création variétale a engendré l’apparition de nouveaux cultivars auto-incompatibles et présentant donc des besoins en pollinisateurs spécifiques et parfois inconnus.

L’étude de la compatibilité des variétés est donc cruciale pour la conception de vergers productifs. Ce besoin est accentué dans les zones dans lesquelles les hivers deviennent moins marqués, surtout pour les variétés présentant des besoins en froid importants, car les variations annuelles menacent la coïncidence des floraisons des cultivars et de leurs pollinisateurs.

Chaque variété porte deux allèles (formes d’un gène), baptisés de différents numéros ou lettres : S₁, S₂ … Plus de 30 allèles d’auto-incompatibilité ont été décrits ; les variétés portant deux allèles identiques sont inter-incompatibles, tandis que les variétés portant au moins un allèle différent sont inter-compatibles. Un allèle d’auto-compatibilité (auto-fertilité) a par ailleurs été décrit ; il provient d’une insertion dans un des gènes du locus S. Les variétés portant cet allèle sont auto-compatibles et donc auto-fertiles ; elles ne nécessitent donc pas de pollinisateur et sont les plus recherchées.

Différentes méthodes d’étude de la compatibilité des variétés ont été décrites :
• Au verger par ensachage, castration, pollinisation manuelle et suivi de la fructification ; mais la méthode est soumise aux aléas environnementaux et exigeante en ressources et en temps et à la période clé des hybridations,
• Au laboratoire à partir de fleurs issues du verger avant anthèse et cultivées en conditions semi-in vivo, par pollinisation manuelle et observation de la croissance des tubes polliniques au microscope à fluorescence après fixation et coloration ; cependant la méthode nécessite une proximité entre verger et laboratoire, et elle reste dépendante de la floraison et exigeante en main d’œuvre,
• Au laboratoire par analyse de l’ADN de feuilles, par PCR (amplification de l’ADN et analyse grâce à des marqueurs moléculaires), et les avantages sont nombreux : affranchissement des aléas environnementaux et de la floraison, expédition possible à un laboratoire distant (kits de prélèvement fournis), réalisation très précoce (très jeunes plants, phase juvénile), analyse de grandes séries (techniques automatisables voire robotisables), rapidité et fiabilité…

Pour les obtenteurs, cette information permet de rationaliser les plans de croisements, d’abord en évitant les hybridations promises à l’échec, ensuite en choisissant le mode de croisement adapté (castration ou non) et enfin en permettant une sélection ciblée pour le caractère auto-fertile très recherché.
Pour les éditeurs, elle permet la communication de caractéristiques essentielles des variétés (autofertilité ou choix de pollinisateurs adaptés).
Pour les producteurs, elle peut permettre a priori la conception de vergers plus productifs ou a posteriori une meilleure compréhension de l’origine de certains problèmes.

Les applications listées par cette revue récente sont les suivantes :
- L’analyse des relations génétiques (exemples cités : bougainvillier, canna, Dendrobium, glaïeul, hibiscus, oeillet, œillet d’Inde) ;
- L’évaluation de la diversité génétique et l’identification variétale (ex : bougainvillier, chrysanthème, Dendrobium, lys, orchidée faucheuse, souci) ;
- L’analyse de la pureté génétique (ex : Calibrachoa, lys, Dendrobium, hibiscus, œillet, petunia) ;
- L’identification moléculaire par barcoding (ex : orchidées, pivoine, tubéreuse) ;
- La cartographie et l’identification de gènes (ex : chrysanthème, œillet, rose d’Inde, rosier) ;
- La sélection assistée par marqueurs (ex : gentiane, lilas de l’Inde, rosier)
- Le développement de cartes de liaison génétique (ex : Dendrobium, lys asiatique, rosier) ;
- L’application à la culture de tissus in vitro (ex : anthurium, Dendrobium, gerbera, glaïeul, Hydrangea, lys, œillet).

Dans la littérature scientifique étrangère, nous avons repéré ces dernières années des articles relatifs à des marqueurs moléculaires concernant une large liste d’espèces ornementales faisant l’objet de programmes de création variétale en France : bougainvillier, camélia, clématite, chrysanthème, hortensia, lilas des Indes (Lagerstroemia), orchidées, pivoine, rosier…

Pour plusieurs de ces espèces, des liaisons avec des caractères d’intérêt ont même été établies. On peut citer la clématite (marqueurs associés à la résistance aux fortes températures), l’hortensia/hydrangea (marqueurs liés aux caractères inflorescence en boule ou plate d’une part et fleur simple ou double d’autre part), le lilas des Indes (marqueurs liés à deux gènes impliqués dans le caractère port rampant), le chrysanthème (marqueurs liés à la précocité de la floraison et au diamètre du capitule)…

Dans d’autres articles à venir, nous reviendrons plus en détail sur ces applications possibles des marqueurs moléculaires pour les producteurs et obtenteurs d’espèces ornementales.

Les auteurs mettent en évidence une forte corrélation positive entre forme des cellules et volume inter-cellulaire : les variétés à cellules circulaires présentent un espace inter-cellulaire réduit, tandis que celles à cellules angulaires montrent un espace inter-cellulaire plus important. La forme des cellules était associée à la jutosité, et la fermeté à la taille des cellules.

Le gène MdPG1 (Polygalacturonase 1, chromosome 10) joue un rôle essentiel dans les processus de désassemblage des parois cellulaires lors de la maturation et dans la texture du fruit. Il est déjà utilisé par les programmes de création variétale pour la qualité de la pomme. Les pommes les plus juteuses présentaient à la fois une forte proportion de cellules rondes et l'allèle de MdPG1 associé à une faible vitesse de ramollissement.

En résumé, la qualité de la pomme est un caractère complexe. Jutosité et texture initiales et au cours de la conservation conditionnent le succès commercial ; ces facteurs sont sous l'influence combinée de la morphologie cellulaire et de l'activité du gène MdPG1 au cours du stockage.

Après cette preuve de concept, des perspectives intéressantes émergent pour développer davantage de connaissances sur davantage de variétés et de géniteurs, ainsi que des outils pour assister la sélection pour la qualité.

1/ Que se passe t’il lorsqu’un hybrideur ne connait pas les allèles S de ses géniteurs ? A partir de parents complètement incompatibles, il n’obtiendra aucun hybride, à partir de parents semi-compatibles, il n’obtiendra que 50 % des croisements attendus. Ces situations peuvent être évitées par l'analyse de quelques cm² de feuilles.

2/ Que se passe t’il lorsqu’un obtenteur utilise comme parent donneur d’un caractère d’intérêt une variété possédant un allèle identique à celui d’une variété pollinisatrice ? Les Malus floribuna sont des pollinisateurs bien connus ; cette espèce est également la source de caractères d'intérêt tels que la résistance à la tavelure (locus Rvi6 ou Vf) et au puceron cendré. Les hybrides obtenus à partir de M. floribunda pourraient donc nécessiter des pollinisateurs différents et il est important de prendre en compte ce point dans la stratégie amont (hybridation) et aval (développement).

3/ Que se passe t’il lorsqu’un obtenteur sélectionne pour des caractères contrôlés par des gènes proches du locus S ? Celui-ci est situé sur le chromosome 17, il est proche du locus Rvi5 ou Vm impliqué dans la résistance à la tavelure (l’allèle conférant la résistance est lié à l’allèle S41 de 'Murray'). Récemment, un chercheur a étudié l’impact de la prise en compte des allèles S sur la sélection pour la résistance à la tavelure. Il a montré que selon le choix du type de croisements (allèles S et choix du sens d’hybridation), le pourcentage de descendants résistants à la tavelure peut être de 3 %, 50 % ou 97 % !

CQFD : Oui, la détermination des allèles S et la prise en compte de cette information dans la stratégie de création variétale sont primordiales.

L’espèce est quasi exclusivement auto-incompatible : un pommier ne s’auto-pollinise pas. Mais que se passe-t-il entre deux variétés différentes ?

Selon les allèles « S » dont elles sont porteuses, les variétés seront complètement compatibles, semi-compatibles ou complètement incompatibles. La compatibilité complète est la situation idéale pour la production tant sur le plan quantitatif que sur le plan qualitatif. La semi-compatibilité a un impact sur le plan quantitatif et qualitatif (risque de déformation des fruits). L’incompatibilité est évidemment la pire des situations au verger.

Alors comment identifier les allèles « S » d’une variété afin de déterminer la compatibilité par rapport à d’autres variétés ou en vue de choisir un pollinisateur adapté ? Et comment éviter de croiser des variétés incompatibles lorsque l’on est obtenteur ou hybrideur afin d’optimiser son programme de création variétale ? Grâce à des marqueurs moléculaires, quelques cm² de feuilles suffisent.

Pour en savoir plus ou connaitre les prestations liées à ce sujet, contactez notre experte Anne Rodier.