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Phytopathologie de terrain Exam et stage de terrain : Gréalou (Lot), L2 le 13 /05 et 14/05 gîte avec une grande salle pour le TP noté (70 points) Sortie campus 18/03 Sortie Jardin Botanique 1/04 : rue lamarck rdv à 14h directement là-bas Exam écrit le 15/04 Notions de mycologie CM1 : Introduction Notions en épidémiologie La démarche expérimentale : « malade » état rare 5 % des plantes Lorsqu’il y a une maladie on a ce qu’on appelle le triangle de la maladie - agent pathogène : champignon, bactérie, insecte ravageur ou virus (organisme vivant) - plante (victime) - facteurs abiotiques environnementaux : favoriser ou non la maladie - humidité athmosphérique, température, nature du sol, … On va chercher à déterminer si la maladie est liée à un facteur environnemental ou à un agent pathogène (ex : plante d’intérieur trop arrosée ce qui provoque une anoxie qui se traduit par jaunissement des feuilles) L’état de la plante initiale est lié à son stress environnemental : comprendre d’où vient le stress, s’en débarrasser puis s’occuper de l’agent pathogène Expérience de terrain et données bibliographiques indispensables. La première chose à déterminer : le symptôme de la plante. Parfois très simple, d’autres fois très compliqué. Ensuite, on s’intéresse à l’épidémiologie : est ce que la plante est malade seule ou tout le champ est touché ? Puis on observe la culture : les précédents du champ, c’est à dire qu’est ce qui était cultivé avant ? (ex : culture de maïs très peu de rotation donc conservation dans le sol des agents pathogènes) La variété Historique culturale On interprète : la diagnose Maladie parasitaire stricte => si oui, vérifier le postulat de Koch Si une plante est malade et que la maladie est lié à un agent pathogène X alors toutes les plantes malades doivent avoir le même symptôme. Ensuite on doit isoler l’agent pathogène, or soucis c’est qu’il y a déjà bcp de biotrophes pathoègne pour établir une culture pure. Enfin inoculer des plantes saines de la même variété et observer le même symptôme que les plantes de départ. Enfin on doit être en mesure de re isoler l’agent pathogène et confirmer son identité comme étant celle de l’inoculum de départ. Pas de contamination extérieure dans l’intervalle. - isoler, culture pure - plantes saines même variétés inoculées - symptîmes identiques / plantes de départ - isoler pathogène et identification

Remarques : agents pathogènes difficiles à identifier car microscopiques dont on doit se contenter des symptômes visibles ! Il n’y a pas beaucoup de maladies bactériennes en général ce sont les champignons (visibles). Maladie physiologique Enfin apporte le moyen de lutte approprié Les symptômes : - déformation ou décoloration des parties visibles de la plante

Il existe 2 types de symptômes : - localisés : nécrose sur une feuille (tissu meurt et devient brun ou noir) on cherche si il y a présence o unon de structures visibles d’agents pathogènes (filaments, spores) - systémiques : se développe à partir d’un point comme le MAC et donc tous les organes issus seront atteints (ex décoloration feuille jaune) ici plus difficile car on ne voit que le résultat de l’attaque du pathogène (ex : flétrissement généralisé de la plante vient d’une contamination au niveau des racines) (ex : désorganisation de l’architecture de la plante comme les gigantismes, les balais de sorcière : zone où tous les bourgeons se développent et forment une touffe de ramification à cause d’une levée de la dormance à cause d’un problème hormonal le plus souvent lié à un champignon qui synthétise des hormones très proches des hormones végétales) (ex : crispation des tissus foliaires : feuilles gaufrées ou cloquées, les nervures gardent leur taille normale mais les tissus grandissent de façon anormale, symptômes associés à une maladie décrite CM2) Types de parasites : - parasites des racines : tumeurs liées à la présence d’un agent pathogène ; les feuilles frlétrissent jaunissent à cause d’un défaut d’hydratation - parasite du collet : écorce pelée, développement de chancres : tumeurs des troncs ou des branches (parties ligneuses) liée à une multiplication importante du nombre de cellules (hyperplasie) et du volume cellulaire (hypertrophie) les 2 = tumeur - parasite des feuilles : nécrose ou feuilles gaufrées parties non végétatives : - parasite des fleurs : ergot du seigle, le champignon se met dans l’ovaire, le colonise et le transforme et donc accumulation de mélanine qui donne une structure noire très résistante avec toxicité très élevée (LSD) – danger sanitaire risque de se retrouver avec du LSD dans la farine produite - parasite des épis de céréales : charbon du maïs, très visible, facile à reconnaître, - parasite des fruits : plus embêtant parce que le champignon va empêcher le développement du fruit (ex : raison la peau durcit, jusqu’à éclatement, récolte perdue) Définitions : Epidémie : maladies qui s’attaquent à un grand nombre d’individus, sur de vastes étendues Notion d’étendue est à préciser : champ (céréale), toute une exploitation agricole, verger, serre, ou des sujets à haute valeur ajoutée Epidémiologie : science qui étudie la cinétique d’apparition et d’évolution d’une maladies Prévoir une maladie et empêcher sa dissémination - biologie de l’hôte (vitesse de croissance de l’organisme pathogène) - climatologie - facteurs environnementaux

Inoculum primaire : premiere spores dans l’air le sol = premieres formes de l’agent pathogène qui vont amorcer la maladie Pollution : accumulation Contamination : ssi la plante est compatible par reconnaissance stricte, entrée dans la plante du pathogène possible : colonisation Symptômes : après incubation (nécrose, jaunissement, …), Sporulation de l’agent pathogène pour pouvoir former un autre inoculum dit secondaire et se disséminer, c’est une plante contagieuse Libération et contamination d’autres plantes Soit la plante meurt soir elle guérit Temps de latence entre contamination et sporulation Contamination F° vitesse et du nombre de cycles réalisés La latence pour un agent pathogène biotrophe (notamment biotrophe obligatoire) peut être très longue car l’agent pathogène n’a pas intérêt à tuer son hôte… autrement particulièrement inexistante. Fonction du mode de vie du pathogène. Dissémination F° mode de vie et cycle de l’agent pathogène en général : par l’air = propagation passive par le vent, les insectes (symbiose EX : graphyose de l’orme, insecte creuse des galeries dans l’écorce de l’arbre or transporte sur leur dos un champignon pour nourrir leur larves qui une fois adulte quitte l’arbre donc fin de la régulation du champihnon qui colonise le xylème de l’arbre et entraîne la mort de l’arbre ou non volontaire), la pluie ou l’Homme (organisme du sol) Parfois les conditions ne sont pas réunies : mise en place de structure de survie (branches, ou dans le sol) par le pathogène pour le prochain cycle.

Mitoses et propagation végétatives de l’agent pathogène +++ Pour qu’il y ait maladie, il faut que l’agent pathogène reconnaisse l’hôte Phénologie : plante réceptive à un certain stade de son développement puis résistante Divers modes de dissémination - oomycètes : spores flagellées et facteur de dissémination obligatoire : eau - asco et basidiomycètes : le vent - espèces telluriques : maj de leur cycle dans le sol humide pour pouvoir survivre et se disséminer, le ruissellement de l’eau et les pratiques culturales (labour) qui entraînent spores et structures fongiques - les insectes avec champignons ou virus mildiou : maladie liée aux oomycètes oïdium : champignon qui n’aime pas l’eau car en contiennent déjà beaucoup et entraîne le développement d’un autre parasite Manque d’eau stress hydrique : favorise dév de maladies mais attention ce facteur peut aussi empêcher le dev de certaines maladies si l’agent pathogène lui même est concerné Le facteur le moins bien compris : la température qui arrête le dév de champignon mais mécanisme encore mal compris

Parasite obligatoire : biotrophe indépendant de l’hôte vivant (mildiou, oïdium, gloméromycètes et rouille.) on va étudier les stratégies Un champignon peut être biotrophe obligatoire pendant qq jours puis nécrotrophe : comment est régulée cette bascule ? C’est le sujet d’études des physiopathologiques modernes. Parasite facultatif : capacité de développer son cycle en dehors de l’hôte vivant. Indépendance Pouvoir pathogène Parasite actif : capable d’attaquer une plante en état de vie active Parasite de faiblesse : n’attaquent que les plantes en état de vie ralentie ou déficientes (stressées, où déjà attaquées par un pathogène, porte d’entrée créée ou dormance, organes aux défenses plus faibles comme fleurs et fruits). Un parasite obligatoire est en général un parasite actif. Les parasites facultatifs peuvent être de faiblesse ou actif. Rapport hôte champignon : nécrotrophie, biotrophie Le nécrotrophe est l’agent pathogène qui se nourrit de tissus morts. Ex : oïdium Libération d’enzymes, toxines ou hormones Chez les champignons biotrophes ont peut avoir des symptômes bien visibles même si la plante ne paraît pas malade.

ADAPTATION A LA VIE PARASITAIRE Différents modes de pénétration - effraction tissulaire : mécanique physique directe à travers les ouvertures naturelles directe à travers les téguments périphériques : agression directe de la plante donc mise en place de défense par les blessures : en général lié au vent, agitation des branches, feuilles coupées, blessées ou les oiseaux qui picorent les fruits par l’intermédiaire des organes sénescents : fleurs ou fruits - action biochimique : digestion des tissus périphériques, ce sont les champignons nécrotrophes Structures infectieuses pénétration directe accompagnée de la différenciation d’appressorim - appressorium, structure au bout du filament germinatif issue d’une spore qui germe qui permet de

reconnaître la topographie de la feuille et induit le développement d un appressorium mélanisé (accumulation d’un pigment noir) donc assez de pression osmotique interne et donc de force pour pénétrer et dev de filaments Si mutation sur ce champignon qui ne peut plus faire de mélanine:il survit mais n’est plus capable de perforer la feuille malgré le dév de filaments Apressorium peut être simple ou multiple Coin d’infection : tube très fin qui se forme par le biais de l’apressorium et qu iperfore la feuille, partie à partir duquel se dév le filament.

L’ostorium ou suçoir : au bout du filament, permet au champignon de récupérer les substances nécessaires. Il perfore la paroi de la cellule et pousse la membrane plasmique ! Il ne rentre pas réellement dans la cellulaire, invagination de la membrane. C’est le carbone qui est absorbé par le

champ, c’est à sens unique grâce au bouchon de callose. Au niveau du rhyzoderme : Coussin d’infection 2 stratégies - filament à l’intérieur et l’ensemble du coussin agit comme un seul apressorium - l’ensemble du coussin qui enfonce le rhyzoderme et forme un renfoncement Dès que le champ rentre dans la plante deux modes de croissance : intercellulaire (ostorium) ou intracellulaire (nécrotrophe) CARACTERES MORPHOLOGIQUES OOMYCETES 1 exemple de cycle : mildiou de la vigne (plante arbustive) cycle de la vigne différent de la tomate ou de la pomme de terre reflexion différente seulement le type de plante : saison, plante ligneuse ou herbacée etc Thalle filamenteux siphonée caractèristiques des straménopiles paroi cellulosique sans chitine Spores bi flagelées : cycle dépend de l’eau invisible car de la taille d’une bactérie ; lisse ET plumeux 2 ORDRES - peronosporales : oomycetes tous parasites avec des zoospores à flagelles latéraux - saprolegniales : ne sera pas abordé, champignon essentiellement saprophytes ; zoospores à flagelles antérieurs LES PERONOSPORALES : mildiou de la vigne, présent aussi sur salade, tournesol, … Dit plasmopara viticola Cycle : compatibilité hôte pathogène très étroite 1. au printemps dans le sol début du cyle sur les débris de feiulles de l’an précédent qui étaient infectées dans lesquels il y a une structure cellulaire sexuée : l’oeuf arrondi les températures printanières ; l’humidite entraînent la germination de l’oeuf qui germe et va donner deux sacs : les sporocystes qui contient les spores flagellées donc zoospores (cf mibilité) elles sont caducs c a d capable de se détacher et d’être disséminé par le vent et donc infection des parties aériennes de la plante il faut des feuilles de vigne pas trop loin du sol, et que la pluie entraîne des éclaboussures facteur limitant : tailler les rameaux à ras le sol, meusres profilactiques les sporocystes entraines par le vent sont déposes sur les feilles par la pluie le sporocyste s’ouvre et libere les spores qu’il contient germination, le tube germinatif se propage sur la feuille, reconnaissance des cellules de garde des stomates et donc pénétration directe donc pas de défense spécifique de la plante qui n’a rien sentie Dev du champignon intracellulaire qui peut se faufiler dans l’interstice sans provoquer de réactions de défenses puis mise en place d’ostorium pour carburer ! (pomper le carbone) des cellules de la feuille sont alors affaiblies, on parle de chlorose,

Si l’humidité atmosphérique est suffisante ; le champ sort de la feuille pour emettre un inoculum secondaire. Ca se passe au niveau des stomates de la face inférieure, il va former des filaments qui porte des sporocystes = sporocystophores. Ils seront emportés par le vent et la pluie Le cycle peut avoir lieu plusieurs fois à condition qu’il pleuve suffisamment Dès l’hiver ; signaux environnementaux perçus par le champignon, les feuilles ont un métabolisme ralenti et vont tomber. Le mildiou s’en rend compte or biotrophe obligatoire donc lance stratégie de survie : prduction de gamétocystes males et femelles pour pouvoir faire une fécondation A l’automne, rep sexuée par siphonogamie : un organe sexuée femelle massif fécondé qui va dev le zygote : oocyste et côté mâle il y a un gamétocyste mâle dit spermatocyste qui produit les spermaties flagellées (ou pas) pour féconder l’oocyste ici cas particulier il n’y a pas de gamètes formées mais que des noyaux mâles et femelles. Il faut que les noyaux mâles passent dans le noyau femelle pour fusion. Siphon de copulation ! Suite à la fécondaiton, un seul noyau fécondé et donc un seul zygote qui se forme

le zygote : oospore tout plein de oospores sont formés dit les œufs d’hiver qui ont une paroi épaisse et noire : mélanisée pour empêcher la dégradation de la structure, adaptée à la survie métabolisme dormant de base, dormance levée ssi température dources. Chlorose : zones localisées jaunes translucides !!! spécifique du mildiou !! symptôme en point de tapisserie : nécrose toujours entre les nervures ! Toujours localisé dans le limbe pas dans les nervures ! Car n’en est pas capable et ce sont les zones les plus riches en eau. PHOTO MICROSCOPE pour le tournesol : plasmopara halstedi CARACTERISTIQUES MORPHOLOGIQUES : Péronosporées (ex : mildiou) - mycélium siphone inter et intra cellulaire (suçoirs, ostoria) - sporocystes caducs (disséminé par le vent) - sporocystophores extérieux au tissu parasité - plusieurs formes de sporocystophores et plusieurs genres vigne / plasmopora : ramifié en angle droit brenia : mildiou des laitues, sporocystophore ramifiés en Y et à l’extrémité il y aune partie évasée hérissée de plusieurs stérigmates portants des sporocystes peronospora : légumineuses et penopodiacées, ramifiés en Y mais que 2 stérigmates longs mais de longeurs inégales sclerospora : oomycète américain qui n’infecte que le maïs, sporocystophore non ramifié très grossier

SYMPTÔMES assez léger, ne concerne que les feuilles extérieures c à d les plus proches du sol, petites tâches jaunes très légères localisées entre les nervures, face inférieure blanche à cause des sporocystophores bremia le seul des milidiou capable de faire des sporocystophores des deux côtés (faces) de la feuilles les stérigamates portent les sporocystes

Récap : -modification de la plante hôte : - infection localisée aux feuilles avec tache d’huile et point de tapisserie entre les nervures (nécrose) - infection systémique très féquente pour perenospora (le milidiou le plus présent) chez le pois et la betterave et aussi présent sur les graminées avec sclerospora - déformation des organes parasités : tissus épaissis, surface irégulières, modification des organes floraux organes fongiques : sporocystophores externes forment une pubescence blanche CARACTERES BIO commun à tous les mildiou = famille des peronosporés - parasites obligatoires = biotrophes via ouverture naturelle - dissémination par les sporocystes caducs attaquent les organes aériens - conservation : oospore en dormance l’hiver car biotrophes obligatoires peronospora : betterave plante bisanuelle, ici conversavtion sous forme de mycelium car il n’y a pas disparition des parties végétatives de la betterave pdt l’hiver - dépendance du milieu : hygromérie élevée, ne supportent pas la dessication FAMILLE DES CYSTOPEES (ou famille des albuginées) ALBUGO = CYSTOPUS présence de zoospores et sporocystes caducs différence au niv des sporocystophores SIMPLES RECTANGULAIRES qui restent SOUS la cuticule = renflement de la cuticule bourgeonnement et obtention de sponcystes à cause de l’accumulation, craquement de la cuticule et dissémination des sporocystes par le vent disjoncteur comme les sporocystophores ne sont pas longs : symptômes différents dit de « ROUILLE BLANCHE » sur la face inférieure (croûte) on a aussi la chlorose maladie fréquente, mais pas très grave car n’infecte que les feuilles SYMPTÔMES

- déformation de la plante hôte avec tâches décolorées sur tissus hypertrophiés ou pas - organe fongique : croûte pulvérulentes caractéristique de l’albugo d’où le nom de rouille blanche FAMILLE N°3 des OOMCYCETES : PYTHIEES (ou pythiacées) Deux genres : - pythium - phytophthora = tueur de plantes pathogène nécrotrophe stade biotrophe de qq heures seulement au départ Thalle siphoné, ramifié, qui se forme à l’extérieur des tisssus parasités dev inter ou intra cellulaire rarement des suçoirs SCHEMAS : particularité c’est que les sporocystes ne sont pas forécment caducs, peuvent être inféodés au sol et donc attaquer les racines ou les collets des plantes

- pythium : ne fais pas la maturation de ces spores à l’intérieur du sporocyste mais dans une vésiule à l’extérieur de celui ci : dans un filament donc dit intercalaire, du coup c’est compliqué de les libérer ; la vésicule va du coup éclater une fois que la maturation sera terminée donc les pythium infecte les racines des jeunes plantes et eventuellement le collet en remontant les racines infectées pas de structures particulières caractéristiques -phytothphtora : variable selon les espèces sporocyste se forme à l’ext du filament, du coup oospores libérees dans le sol qui dév ensuite des filaments dans le sol et ainsi de suite : phythphtora synamomi (cactus) exceptions : sporocystes caducs comme phytophtora infestens, ici dissémination par le vent, parties aériennes touchées, tomate : feuilles et fruits touchées ; pomme de terre mode de reproduction sexuée : oogamie MAIS différence SYMPTÔMES bcp plus graves - nécrose des racines = pourriture = fonte des semis car pythium digere les tissus végétaux en remontant par le collet du coup disparition des plantes une semaine après le semis, inféodé au sol - symptôme dit mildiou sur les feuilles : taches d’huile qui deviennent des nécroses très rapidement - pourriture : ramolissement des tissus qui deviennent bruns - apparition d’un feutrage blanc (bcp moins discret que celui des miliou) car digestion progressive des tissus infectés (nécrotrophe) (sporocyste ont une papille très carcatéristique de laquelle sont libérés les oospores) exemple : phytophtora cambivora : encre du chatainier, coulure noire comme si il y a de l’encre, très fréquent exemple : phytophtora palmivora exemple : phytophtora infestens sur les fruits et légumes BIOLOGIE phytium et phytophtora - parasites facultatifs : capable de se dev en dehors de l’hôte en particulier pythium - penetration directe : appressoium (comme nimp quel champ biotrophe) ou digestion enz de sparois végétales - dissémination f° de l’oomycète considéré : caducs voie aerienne ou non donc inféodés au solution...