L`anthracnose des baies Une menace potentielle pour la
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L`anthracnose des baies Une menace potentielle pour la
Résumé L’anthracnose des baies du caféier Arabica due à Colletotrichum kahawae provoque une chute des fruits qui atteint 20 à 50 % de la production. Cette maladie est limitée au continent africain. Elle représente une menace grave pour les grandes zones de culture de l’Arabica, tout particulièrement pour l’Amérique latine où le matériel végétal relativement uniforme, de type nain, est favorable à l’expression de la maladie. La création de variétés résistantes est devenue une priorité pour tous les pays concernés par cette maladie et l’adoption de techniques culturales adaptées est un des axes majeurs de lutte. L’anthracnose des baies Une menace potentielle pour la culture mondiale de l’Arabica Bieysse D.1, Bella Manga2, Mouen Bedimo2, Ndeumeni J.P. 2, Roussel V.1, Fabre J.V.3, Berry D.3 Abstract Coffee berry disease (CBD) on Arabica, caused by Colletotrichum kahawae, can result in fruit fall rates of between 20 and 50% of the total crop. The disease is currently restricted to Africa, but is a major threat to the main Arabica coffee growing zones worldwide, particularly Latin America, where the relatively uniform dwarf type planting material used is propitious to expression of the disease. Creating resistant varieties is now a priority in all the countries concerned by the disease, while the adoption of appropriate crop techniques is one of the main steps taken to control the disease. 1 Cirad-amis, TA 40 / 02, 34398 Montpellier Cedex 5, France 2 3 Irad, BP 2067, Yaoundé, Cameroun Cirad-cp, TA 80 / PS3, 34398 Montpellier Cedex 5, France Resumen La antracnosis de los frutos del cafeto Arábica causada por Colletotrichum kahawae provoca una caída de los frutos que alcanza entre 20 y 50% de la producción. Esta enfermedad se localiza en el continente africano. Representa una amenaza grave para las zonas importantes del cultivo del Arábica, especialmente para Latinoamérica en donde el material vegetal, relativamente uniforme, de tipo enano, es propicio para la manifestación de la enfermedad. La creación de variedades resistentes se ha vuelto una prioridad para todos los países afectados por esta enfermedad y la adopción de técnicas culturales adaptadas es uno de los ejes más importantes del combate. L ’anthracnose des baies du caféier Arabica due à Colletotrichum kahawae est une des contraintes majeures de la culture de cette espèce en Afrique. Les statistiques nationales des pays producteurs font apparaître des pertes comprises entre 20 et 50 % de la production. Cette maladie est, à ce jour, limitée au continent africain, mais elle représente une menace grave pour les grandes zones de culture, tout particulièrement pour l’Amérique latine et l’Amérique centrale où le matériel végétal est relativement uniforme, de type nain, favorable à l’expression de la maladie. Pour lutter contre ce champignon, l’utilisation de variétés tolérantes et de techniques culturales adaptées est préconisée. Toutefois, depuis de nombreuses années, les pays atteints ont développé des programmes de lutte orientés principalement vers l’emploi de produits fongicides. Cette lutte chimique nécessite de nombreux traitements, elle est souvent difficile à mettre en œuvre et peu soucieuse de la préserva- tion de l’environnement. Par ailleurs, la sensibilisation grandissante du public à la consommation de produits détenteurs d’un label biologique amène un nombre croissant de producteurs à limiter les traitements phytosanitaires afin de se positionner sur ce marché en expansion. La création de variétés résistantes est donc devenue une priorité pour l’ensemble des pays producteurs concernés. Distribution géographique et origine de la maladie La maladie est apparue pour la première fois en 1922 au Kenya, à l’Ouest de la Rift Valley (Mac Donald, 1926). Elle franchit la Rift Valley en 1939 et est observée dans le district de Kiambu en 1951 (Rayner, 1952). Toutes les zones de production du Kenya sont ensuite très rapidement atteintes. Elle est signalée au Rwanda en 1957 (Foucart et LUTTE Le pathogène En 1897, Delacroix décrit Gloeosporium coffeanum comme champignon responsable de l’anthracnose observée, à partir d’échantillons collectés sur des feuilles de caféiers. En 1901, à partir d’un échantillon de feuilles en provenance du Brésil, Noack décrit pour la première fois Colletotrichum coffeanum. En 1926, Mac Donald isole un Colletotrichum sp. sur fruit, qu’il différencie du Colletotrichum provenant de feuilles ou de rameaux. Cette distinction sera confirmée par Rayner (1952) qui désigne cette souche pathogène sur baies sous le terme de Colletotrichum coffeanum Noack var. virulans. En 1957, Von Arx regroupe ces deux genres et conserve l’appellation Colletotrichum coffeanum Noack. En 1969, Gibbs différencie quatre morphotypes de Colletotrichum sp. présents sur baies sur des critères morphoculturaux. En 1970, Hindorf reprend cette description et détermine l’appartenance de ces quatre morphotypes aux différentes espèces de la classification de Von Arx (1957) : un morphotype appartient à l’espèce C. acutatum Simmonds, deux morphotypes appartiennent à l’espèce C. gloeosporioides Penz. Enfin, il caractérise le quatrième morphotype comme étant la forme pathogène responsable des symptômes sur baies, ayant une stricte spécificité d’hôte, une absence de forme parfaite, une colonie mycélienne de couleur gris verdâtre, à croissance faible, et une absence de production d’acervules sur milieu de culture artificiel. Cette souche a été désignée comme étant Colletotrichum coffeanum Noack sensu Hindorf, responsable de l’anthracnose des baies. La souche de Colletotrichum coffeanum, décrite en 1901, a été isolée à partir d’un échantillon de feuille provenant du Brésil, où la maladie est absente sur baies. En conséquence, Waller et al. (1993) considèrent que la nomenclature du champignon responsable de l’anthracnose sur fruits en Afrique doit être revue. A partir de travaux antérieurs et de leur propre recherche, Waller et al. (1993) proposent l’introduction dans la nomenclature d’une nouvelle espèce, Colletotrichum kahawae, distinguant clairement l’agent causal spécifique de l’anthracnose sur baies. Cette nouvelle nomenclature repose sur la quasi-totalité des critères décrits par Hindorf et des caractères distinctifs de la nutrition carbonée. Bella (1994) remarque l’inhibition de la croissance mycélienne de C. kahawae en culture à 30°C, et considère ce caractère comme discriminant des autres Colletotrichum sp. présents sur les baies à l’état de saprophytes, dont la croissance n’est pas inhibée à 30°C. Symptômes L’anthracnose des baies du caféier Arabica est présente sur les fruits (photo 1) pratiquement à tous les stades de leur développement. Toutefois seuls les symptômes observés sur jeunes baies vertes permettent un diagnostic sûr. Les symptômes caractéristiques peuvent se présenter sous deux formes : les lésions « actives » et les lésions de forme « scab ». Les lésions dites « actives » apparaissent sous forme de petites taches brunes en légère dépression, qui deviennent coalescentes et forment une pourriture molle de la pulpe et de la graine. Dans des conditions favorables d’hygrométrie, des acervules de couleur rosée apparaissent en cercles concentriques à la surface des taches et libèrent des conidies, organes de dissémination de la maladie. Un dessèche- ment suivi d’un noircissement de la baie sont observés, lui donnant un aspect caractéristique de sac vide. C’est le phénomène de momification, stade ultime de la maladie. Le fruit momifié chute sous l’action mécanique du vent ou de la pluie. Le délai de chute est variable mais il peut être très bref, de l’ordre de 7 à 8 jours. La dispersion de la maladie est effectuée, via les eaux de ruissellement, de baies à baies dans un glomérule, ensuite sur les rameaux et d’arbre à arbre par les zones de contact des feuillages des arbres mitoyens. L’homme peut être un vecteur passif de contamination dans la plantation. Les lésions de forme « scab » apparaissent en général durant la phase de prématuration ou en conditions non favorables au développement de la maladie. Ces lésions, au contour irrégulier et d’évolution lente, ont un aspect légèrement liégeux et sont de couleur beige clair. Leur développement est généralement limité en surface, les tissus de l’intérieur du grain sont rarement affectés. Elles n’ont pas d’incidence significative sur la production. Ce type de lésions est étroitement associé à l’anthracnose des baies mais l’agent causal n’est pas très clairement identifié. Epidémiologie Les spores du pathogène nécessitent de l’eau libre pour germer. L’épidémie est donc très fortement dépendante des conditions climatiques, mais l’évolution des stades physiologiques du développement du fruit en conditionne les phases. Le cycle de maturation des baies est de 32 à 36 semaines. La floraison est déclenchée une dizaine de jours après un épisode pluvieux, à la fin de la saison sèche. Le D.Bieysse Brion, 1963) puis, en 1959, en Ouganda (Butt et Butters, 1966). En 1964, elle apparaît en Tanzanie pour s‘étendre à la quasitotalité des zones de production de ce pays. En Ethiopie, centre d’origine du caféier Arabica, elle est signalée seulement en 1971 (Mulinge, 1973). Plus récemment, au milieu des années 80, elle atteint le Malawi, le Zimbabwe, la Zambie (Masaba et Waller, 1992). Curieusement, elle est apparue dès 1930 en Angola (Mendes da Ponte, 1966), 1937 au Zaïre (Hendrickx, 1939), et 1955 au Cameroun (Muller, 1964), zones de culture distantes de plusieurs milliers de kilomètres du foyer d’origine. INTÉGRÉE Photo 1. Symptômes d’anthracnose des baies du caféier Arabica. CBD symptoms on Arabica. Mai 2002 Plantations, recherche, développement 145 146 LUTTE INTÉGRÉE Soleil 1 700m Santa Sunlight 1 700m Santa 100 Soleil 1 400m Babadjou Sunlight 1 400m Babadjou % de baies / % of berries 100 45% 80 60 52% 80 60 40 50% 20 40 24% 20 5% 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Semaines après la floraison / Weeks after flowering 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Semaines après la floraison / Weeks after flowering Ombre 1 400m Babadjou Shade 1 400m Babadjou % de baies / % of berries 100 37% 80 24% 0 Ombre 1 700m Santa Shade 1 700m Santa 100 % de baies / % of berries 60 % de baies / % of berries 80 50% 60 47% 40 20 40 20 16% 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Semaines après la floraison / Weeks after flowering Chutes physiologiques Berry fall : physiological 18% 32% 0 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 Semaines après la floraison / Weeks after flowering Chutes : anthracnose Berry fall : CBD Baies saines Healthy berries Figure 1. Evolution du potentiel de production en fonction des conditions agroécologiques. Changes in production potential in line with agro-ecological conditions. déroulement de la maladie comporte trois phases correspondant aux stades de grossissement des baies. Durant les 4 à 5 premières semaines la taille des baies est constante et correspond au stade « tête d’épingle », aucun symptôme n’est visible. La phase d’expansion de la baie et de formation de l’endosperme, de la 5e à la 24e semaine, correspond aux stades les plus sensibles, avec un pic de sensibilité de la 13e à la 18e semaine. Après cette période, durant la phase d’endurcissement de l’albumen, la sensibilité des baies se stabilise. A compter de la 30e semaine, pendant la phase de prématuration et de maturation, une période de reprise de l’infection semble apparaître mais sans conséquence notable sur la production. A ce stade, la majorité des lésions sont de type « scab » (Muller, 1980 ; Mulinge, 1970). La gravité de la maladie est due à la coïncidence des périodes pluvieuses et fraîches favorables au développement du pathogène et des stades de forte sensibilité des fruits. Dans les zones équatoriales, caractérisées par deux saisons des pluies (Kenya), le cycle de la plante comporte deux floraisons et, par conséquent, deux productions. Le recouvrement des stades de développement des baies, sensibles à la maladie, favorise la présence d’inoculum primaire et prolonge Recherche et caféiculture la période active de la maladie. Cette situation rend la stratégie de lutte complexe et nécessite de nombreux traitements fongicides annuels. Les baies malades de la première floraison servent de relais de transmission de la maladie aux baies de la deuxième floraison. En revanche, en zones caractérisées par une seule saison des pluies avec une seule floraison comme au Cameroun, au Malawi et au Zimbabwe, la période de présence de la maladie est limitée à quelques mois. Le mode de conservation et de transmission de la maladie entre deux campagnes est hypothétique. Des isolements de l’agent pathogène réalisés en surface des baies momifiées présentes en intercampagne ou des rameaux semi-aoûtés, tendraient à indiquer que ces organes végétaux constituent la source d’inoculum primaire. En zone de haute altitude, où les conditions de température sont plus fraîches mais aussi où la pluviométrie est plus élevée, l’incidence de la maladie est plus importante. Au Cameroun, à 1 800 m d’altitude, les pertes de récolte atteignent couramment 50 à 60 %, alors que la maladie est exceptionnellement présente dans des zones de basse altitude, à environ 1 000 m. Des observations similaires sont réalisées dans les pays producteurs où les zones de culture de l’Arabica sont étagées à différentes altitudes (Kenya, Tanzanie). Les situations agroécologiques des caféières influencent de façon significative le déroulement des épidémies (figure 1). Le cycle de base de l’épidémie est connu au niveau de macrozones écologiques. Toutefois, les microvariations environnementales dans la plantation ont une incidence forte sur l’importance de la maladie mais sont peu connues. Ainsi le rôle défavorable de l’ombrage sur le développement de la maladie a pu être montré au Cameroun (Bieysse et al., 1999). Ces études ont aussi permis de mettre en évidence la part importante de « chutes de baies physiologiques » en relation avec les conditions de culture. Une connaissance précise des conditions favorables au développement de la maladie et du cycle phénologique des caféiers doit permettre de dégager des itinéraires techniques et des recommandations adaptées aux types d’exploitations, afin de mettre en place des stratégies de gestion des plantations et de limiter les traitements phytosanitaires. Lutte intégrée Depuis plusieurs années, l’étude de la microflore de surface présente sur les baies et de son rôle éventuel comme antagoniste au développement du Colletotrichum kahawae est une voie de recherche privilégiée au Kenya (Masaba, 1991). Les premières observations indiquent dans certaines situations, dans des plantations régulièrement traitées, une recrudescence de l’épidémie au cours de la période infectieuse. Les fongicides sont suspectés de détruire la flore antagoniste et de créer ainsi des conditions favorables au développement de l’épidémie. Les premières recherches ont conduit à l’isolement et à la production de microorganismes antagonistes et les premiers essais au champ sont en cours. A terme, l’utilisation d’une lutte raisonnée dans les stratégies de lutte est envisagée. Etude de la diversité du pathogène L’analyse de la diversité et de la structure de la population d’un pathogène est un élément important dans la compréhension et dans l’exploitation des mécanismes de résistance en vue de la mise en place de programmes de sélection. Plusieurs études ont été conduites faisant appel à différents marqueurs comme des marqueurs neutres, LUTTE tels que les marqueurs Gcv (groupe de compatibilité végétative) et Rapd (Random Amplified Polymorphic DNA), et des marqueurs du pouvoir pathogène. Les groupes de compatibilité végétative Utilisée avec des champignons à multiplication végétative (Fusarium, Pythium), cette technique a permis de différencier des souches pathogènes de souches non pathogènes, d’identifier des races, de différencier des isolats selon leur origine géographique. Elle repose sur la création de mutants déficients pour une source d’azote (nitrate, nitrite ou ammonium) formant un mycélium ras sur un milieu de culture sélectif. Les mutants ainsi créés sont combinés entre eux. Lorsque deux mutants sont complémentaires, leurs noyaux forment une hétérocaryose et la fonction déficiente est restaurée, visible par la production d’un mycélium aérien. Les deux mutants sont complémentaires et compatibles. Ils sont jugés génétiquement proches et appartiennent au même groupe de compatibilité. Ainsi, les isolats peuvent être classés dans des groupes de compatibilité indiquant une certaine proximité génétique. Bella et al. (1998) ont analysé 39 isolats provenant de huit pays. Les isolats provenant d’Afrique de l’Est présentent des réactions de compatibilité et constituent une population géographique relativement homogène. Par ailleurs, les isolats du Cameroun constituent aussi un groupe homogène. Toutefois, quelques isolats d’Afrique de l’Est réalisent des hétérocaryoses partielles et d’apparition tardive avec les isolats du Cameroun. Chaque population ne peut donc pas être considérée indépendante et ces observations laissent supposer l’existence de deux sous-populations présentant une certaine proximité génétique, dont la nature et l’origine restent à préciser. Dans cette étude, un isolat provenant d’Angola ne formant aucune hétérocaryose avec les autres isolats constitue à lui seul un groupe. Au Centro de Investigação das Ferrugens do Cafeeiro (Cifc, Portugal), sur une population d’isolats similaires, Beynon et al. (1995) ont conclu à l’existence de plusieurs groupes, mais une étude plus étendue les a amenés à reconsidérer cette situation et ils estiment actuellement qu’il existe un seul groupe pour l’Afrique, constitué de sous-populations (Varzea, comm. pers.). Les marqueurs moléculaires Les techniques Rflp (Restricted Fragment Length Polymorphism), l’analyse de l’ADN mitochondrial et ribosomal, l’analyse des marqueurs Rapd et le séquençage des ITS1 ont été utilisées pour caractériser la structure génétique des isolats de Colletotrichum kahawae. Sreenivasaprasad et al. (1993) ont analysé des isolats provenant essentiellement des régions d’Afrique de l’Est et un isolat du Cameroun. Les isolats de Colletotrichum kahawae constituent une population génétiquement homogène, avec une origine commune et une diffusion vers plusieurs pays africains. Sreenivasaprasad suppose qu’il a eu une multiplication clonale de cette espèce. Une analyse à l’aide de la technique Rapd portant sur une collection d’isolats provenant de l’ensemble des régions de production, dont de nombreux isolats du Cameroun, a été menée pour poursuivre ces travaux. Bella et al. (1998) ont décrit un grand nombre de marqueurs polymorphes entre les populations d’Afrique de l’Est et du Cameroun, ce qui traduit une forte diversité globale et une différenciation des deux populations. En revanche, les indices de diversité allélique de Nei observés dans les populations d’Afrique de l’Est et du Cameroun sont proches de zéro et traduisent une très faible diversité génétique intrapopulation. La multiplication essentiellement clonale du Colletotrichum kahawae est confirmée. Cette analyse des marqueurs Rapd a mis en évidence la différenciation génétique entre les deux populations géographiques et indiqué l’existence de deux « pools génétiques » au sein de l’espèce Colletotrichum kahawae. Cela doit être pris en considération dans les stratégies de sélection. INTÉGRÉE Caractérisation du pouvoir pathogène La sélection de caféiers résistants et la caractérisation de la résistance a été faite dans un premier temps par observation des pertes de baies en conditions naturelles, le pourcentage de baies infectées étant un indicateur de la résistance au champ. Toutefois, ce type d’observation trouve ses limites car il ne prend pas en compte les microvariations climatiques au niveau de la canopée, le cycle phénologique et la production des arbres. Afin de caractériser la résistance individuelle, des méthodes d’évaluation quantitative de la résistance sont nécessaires pour évaluer la résistance des plants, indépendamment des conditions agroécologiques et pour réaliser une présélection. Bock (1956) a mis au point un test d’inoculations artificielles sur baies détachées et sur baies au champ. Ce test a été utilisé en routine par Nutman et Roberts (1960) au Kenya. Il a permis à Van der Graaf (1978 et 1981) de confirmer la résistance observée au champ. Cependant, son intérêt est réduit car l’expression des symptômes est très liée aux stades de développement des baies et aux conditions climatiques. Son utilisation est en partie abandonnée au profit du test sur hypocotyles de jeunes semenceaux. Le test par pulvérisation d’une suspension de conidies calibrées sur hypocotyles de jeunes semenceaux de caféiers a été mis au point par Cook (1973) pour répondre aux besoins des sélectionneurs et réaliser une présélection. Une échelle de lecture à 12 niveaux d’intensité de symptômes a été créée pour évaluer l’intensité et quantifier la maladie. Ce test a été adopté par les sélectionneurs du Kenya (Van der Vossen et al., 1976 et 1980), d’Ouganda et d’Ethiopie (Van der Graaf, 1978). Toutefois, les corrélations avec la résistance au champ restent à établir avec plus de précisions. Différentes interprétations des résultats ont fait l’objet de controverses (Van der Graaf, 1982 ; Dancer,1986), mais ce test demeure le plus utilisé et a été confirmé comme étant à ce jour le plus performant (Anon., 2000). D’autres types de tests portant sur différents organes (feuilles, extrémités de rameaux) ont été développés par Cook (1973) mais n’ont jamais été utilisés à grande échelle. Les premiers résultats sur la caractérisation du pouvoir pathogène ont été rapportés par Van der Vossen et Walyaro (1980) sur un échantillonnage de 200 isolats en provenance de différentes régions du Kenya et ont révélé une variabilité dans l’agressivité. Cette étude, ainsi que des essais préliminaires au Cameroun (Gambin, 1994), ont été réalisés avec uniquement des isolats représentatifs du Cameroun. Les premières observations, faites à une échelle prenant en compte la diversité du pathogène de différentes zones de production, ont pu être conduites en dehors d’une zone de production, au Cifc, au Portugal. Rodrigues et al. (1991), sur une série de caféiers hybrides Catimor, avec des isolats provenant du Kenya, du Malawi et d’Angola, rapportent l’existence de réactions différentielles et suggèrent l’existence de races physiolo- Mai 2002 Plantations, recherche, développement 147 LUTTE INTÉGRÉE giques chez Colletotrichum kahawae (Rodrigues et al., 1992). Toutefois, ces résultats n’ont pas été confirmés. Au Cameroun, les inoculations artificielles de jeunes semenceaux (photo 2) ont été réalisées par trempage dans une solution calibrée de conidies d’une dizaine d’isolats représentatifs de la gamme d’agressivité et de la diversité génétique des populations locales du pathogène. Ces inoculations, sur un spectre d’hôtes constitué de caféiers sauvages originaires d’Ethiopie, ont montré une variabilité de la sensibilité des variétés et une variabilité de l’agressivité des isolats, mais aucune réaction spécifique (Bella et al., 1998). Au Cirad, à Montpellier, l’analyse a porté sur une collection d’isolats provenant des principaux bassins de production d’Afrique de l’Est et du Cameroun inoculés à une gamme de génotypes représentative de la diversité du caféier Arabica (Charrier et Eskes, 1997) et à des hybrides Catimor. Certains de ces génotypes sont originaires du centre d’origine de l’hôte, situé en Ethiopie, les autres sont des variétés cultivées de type Typica ou Bourbon. Les analyses ont mis en évidence, quel que soit le type de tests et la gamme d’hôtes utilisés, un effet « isolat » et un effet « génotype ». Ces deux effets indiquent qu’il existe des différences dans l’expression du pouvoir pathogène des isolats et des différences de niveaux de résistance chez les génotypes utilisés. Des interactions « isolat x génotype » sont observées, toutefois elles expliquent moins de 10 % de la variation totale ou de la variation des facteurs principaux (isolats et génotypes). Elles peuvent donc être jugées faibles par rapport aux effets isolat et génotype. L’origine de l’interaction est due en grande partie aux isolats très pathogènes et aux isolats peu pathogènes qui ne permettent pas de diffé- rencier les génotypes. Ce type d’isolats induisant des réactions classées aux extrêmes de l’échelle de sensibilité est à l’origine des interactions observées. Aucune réaction de type spécifique n’a été décelée, mais plutôt une variation de l’agressivité des isolats (figure 2). Ainsi la nature de l’interaction entre C. kahawae et C. arabica est soumise à de multiples controverses et interprétations révélatrices de la nature complexe des phénomènes mis en jeu et des difficultés de leur analyse. La base génétique étroite de l’espèce C. arabica pourrait être un frein à l’analyse des relations entre C. arabica et C. kahawae, notamment dans l’hypothèse où les génotypes testeurs retenus présenteraient une trop grande homogénéité. Mais l’analyse du pouvoir pathogène des isolats a été réalisée sur une gamme d’hôtes intégrant cette diversité génétique ainsi que celle présente dans les hybrides Catimor. Dans l’état actuel des connaissances, avec la gamme d’hôtes utilisée et la série d’isolats testée, aucun hôte différentiel vis-à-vis de C. kahawae sur lequel une réaction spécifique puisse être reproduite n’a été identifié. Sur une série d’inoculations artificielles avec des isolats provenant des diverses zones de production du Kenya vis-à-vis d’une gamme de génotypes, Omondi et al. (2000) ont noté l’absence de races physiologiques et seulement une variation de l’agressivité. En conclusion, les résultats de l’évaluation du pouvoir pathogène n’ont pas mis en évidence de réactions différentielles mais montrent une variabilité dans l’agressivité du pathogène et différents niveaux de résistance chez l’hôte. Ceci contribue à suggérer que l’expression de la résistance du caféier Arabica est non spécifique et quantitative vis-à-vis de C. kahawae. Cette résistance est D.Bieysse 148 Recherche et caféiculture Photo 2. Echelle de sensibilité à l’anthracnose de jeunes semenceaux de caféier Arabica. Scale of susceptibility to CBD for young Arabica coffee seedlings. peut-être gouvernée par un nombre réduit de gènes, comme proposé par Van der Vossen et Walyaro (1980). Cette variabilité dans l’agressivité laisse aussi penser qu’une certaine pression de sélection s’exercerait sur cette caractéristique, et conduit à souligner l’importance du choix des isolats dans les tests d’évaluation précoce de la résistance : ils doivent être aussi représentatifs que possible de la population pathogène. Les facteurs de résistance observés dans l’hybride de Timor, et qui paraissent provenir du parent canephora, doivent être étudiés plus précisément car l’espèce canephora pourrait se révéler une source de facteurs de résistance à exploiter. Dans le contexte actuel, l’absence de spécificité permet d’envisager le développement d’une résistance générale et durable sous certaines conditions. La présélection de matériel végétal à l’aide d’inoculations artificielles nécessite un choix rigoureux des isolats testeurs. En effet, ces isolats doivent représenter la gamme d’agressivité rencontrée localement. L’analyse de la structure des populations ayant révélé l’existence de différences entre les populations éloignées, si l’on se place effectivement dans un schéma de sélection pour une résistance durable et stable, il est impératif d’évaluer le matériel végétal avec des isolats représentatifs de la majorité des populations. Les évaluations de la résistance avec les tests de présélection devront être confirmées avec des évaluations du matériel végétal au champ dans différentes zones de forte pression parasitaire représentant les « pools génétiques » de la population pathogène. Les sources de résistance Au Kenya, dès 1932, Mac Donald a noté que les variétés « Blue Mountain » et « Geisha » présentaient un niveau de tolérance plus élevé que le cultivar « French Mission » majoritairement présent dans les plantations. Au Zaïre, la résistance est parfois associée à la couleur bronze des jeunes feuilles, ce qui a conduit à la sélection de caféiers dénommés Local Bronze. En 1963, Foucart et Brion ont confirmé la tolérance des « Blue Mountain », Jamaïque et Kenya, ainsi que de certaines lignées de Local Bronze et de Mibirizi, ces variétés s’apparentant plus à des variétés populations qu’à des lignées le matériel végétal n’étant pas fixé. L’hybride Jackson, double croisement (arabica x liberica) x (arabica), initialement créé pour intro- LUTTE 100 Indice de sévérité / Disease severity CM732 80 TZ005 ZW001 KN010 60 CM854 INTÉGRÉE Figure 2. Caractérisation de la résistance d’une série de génotypes vis-à-vis d’une gamme d’isolats de Colletotrichum kahawae. Characterization of the resistance of a series of genotypes in relation to a set of Colletotrichum kahawae isolates. KN009 40 20 Les mécanismes de résistance Après une première période de sélection utilisant essentiellement les observations au champ, les premiers programmes de sélection visant à évaluer le matériel végétal et à caractériser les mécanismes de résistance ont réellement débuté, au début des années 70, au Kenya, sous l’impulsion de Van der Vossen (1976), puis en Ethiopie (Van der Graaf, 1981) et au Cameroun (Bouharmont, 1992 et 1995). En Tanzanie, un programme de création variétale faisant appel à une large base génétique a abouti à la création de nombreux hybrides dont la résistance est encore peu évaluée. Au Kenya, l’analyse de la résistance de descendances en ségrégation à l’aide d’inoculations artificielles sur jeunes semen- 4a 1S 1 9a Génotypes Genotypes ET 1F 4a KF 4a 6 5 ET ET va 2 2a ET Ja a3 4a ET 2 21 3a ET 66 duire de la résistance à la rouille orangée, s’est révélé tolérant à l’anthracnose. En 1964, Firman a identifié le haut niveau de tolérance des Rume Sudan, population sauvage collectée sur le plateau de Boma, à l’est du Soudan. Fernie et Vermeulen (1966) ont également observé un haut niveau de tolérance chez l’Hybride de Timor. La variété K7 présente un bon niveau de tolérance au champ, elle est largement diffusée dans les zones de moyenne et basse altitude au Kenya. En Ethiopie, immédiatement après l’arrivée de la maladie, en 1971, des différences de sévérité d’attaque ont été notées dans les populations de caféiers sauvages ou en plantations villageoises (Robinson, 1974). ET 92 a1 T1 21 ET 1 K7 3a IL a4 t 21 Ca ET SL 28 0 ceaux, conduit Van der Vossen (1980) à émettre l’hypothèse de l’existence de gènes de résistance spécifiques : le gène récessif k présent à la fois dans la variété K7 et chez des individus de la population de caféiers sauvages Rume Sudan, le gène T dans les caféiers de type « Typica » et l’hybride de Timor, et enfin le gène R dans les origines Rume Sudan. Le système décrit amène à émettre l’hypothèse d’une résistance gouvernée par seulement quelques gènes. Ces travaux ont conduit à la création de l’hybride Ruiru 11, de type Catimor, combinant la résistance à la rouille et celle à l’anthracnose. Toutefois, la distribution de cette variété en milieu paysan se heurte aux difficultés de production de semences obtenues par fécondations artificielles. De plus, cette variété introgressée de caféier Robusta présente une qualité à la tasse inférieure à celle des variétés traditionnelles et subit une décote préjudiciable à sa diffusion En Ethiopie, centre de diversification de l’espèce C. arabica, Robinson (1974) puis Van der Graaf (1981) ont relevé dans les populations de caféiers sauvages et les variétés locales, par le biais d’inoculations artificielles sur baies détachées et au champ, tous les degrés de sensibilité. Ils ont considéré que la nature de la résistance est quantitative et répond plutôt aux caractéristiques d’une résistance de type polygénique et non spécifique. Ils ont sélectionnés des individus présentant les plus hauts niveaux de résistance et les ont introduits comme tête de lignée. Au Cameroun, Bouharmont (1992) a observé que la variété Java présente un assez bon comportement au champ vis-à-vis de la rouille orangée et de l’anthracnose des baies. Toutefois cette variété, issue de sélection massale bien que diffusée à partir de champs semenciers, n’est pas fixée et présente un taux d’hétérosis relativement élevé. Cela pourrait être une des explications des variations de sensibilité au champ. Une nouvelle sélection de ce cultivar pourrait être entreprise (Cilas et al., 1998). Ces travaux ont été réalisés dans différentes zones géographiques avec des variétés et des populations locales du pathogène, en l’absence de connaissances précises sur la diversité génétique du Colletotrichum kahawae. Cela a conduit à émettre différentes hypothèses sur la nature de la résistance. Les travaux actuels, conduits en partenariat entre le Crf, l’Irad, le Cifc et le Cirad, en dehors d’une zone de production pour ces deux derniers partenaires, doivent permettre une nouvelle approche et une analyse plus globale, prenant en compte les spécificités géographiques. Actuellement la valorisation des « gènes » de résistance présents dans les Hybrides de Timor, les caféiers de la population Rume Sudan et les K7 pourrait être optimisée par l’utilisation des marqueurs moléculaires. Agwanda et al. (1997) ont identifié des marqueurs Rapd associés à la résistance à l’anthracnose, notamment au gène T. Mai 2002 Plantations, recherche, développement 149 150 LUTTE INTÉGRÉE Ce type d’approche peut faciliter l’accumulation de gènes d’intérêt dans un croisement et rendre leur repérage dans les descendances en ségrégation plus aisé et plus rapide, ce qui raccourcirait significativement les cycles de sélection qui constituent un goulot d’étranglement à la création variétale non négligeable, pouvant atteindre 15 ans. Conclusion L’anthracnose des baies du caféier Arabica est une maladie redoutable en raison des pertes de récolte qu’elle occasionne et des baisses de revenus qui en découlent. Cette maladie est la première contrainte au développement de la culture de l’Arabica. Elle est pour l’instant limitée au continent africain. Elle représente toutefois une menace grave pour la culture mondiale, tout particulièrement pour les zones centroaméricaine et sudaméricaine où les variétés diffusées, sen- Recherche et caféiculture sibles et de port nain, sont plantées à haute densité, donc potentiellement favorables au développement de la maladie dans l’arbre, mais aussi dans la plantation. Les moyens de lutte utilisés font largement appel à l’emploi des traitements phytosanitaires et vont ainsi à l’encontre des tendances fortes des marchés et des consommateurs, qui recherchent de plus en plus des produits de qualité, sans résidus de pesticides. De plus, cette pratique se révèle onéreuse pour les petits planteurs et peu soucieuse de l’environnement. Pour faire face à cette maladie, des stratégies de lutte faisant appel à une résistance durable et à une optimisation de la gestion de l’agrosystème de Coffea arabica sont activement recherchées. L’exploitation de la résistance, notamment grâce à une meilleure connaissance de la diversité du pathogène et à l’identifi- cation d’individus de C. arabica sauvages présentant un bon niveau de tolérance, issus du centre de diversification en Ethiopie, semble une voie prometteuse. Un programme de recherche, soutenu par des financements européens, a été mené en partenariat par des institutions africaines et des pays situés en dehors des zones de production. Cette collaboration a conduit à une évaluation précoce de la résistance d’individus sauvages vis-à-vis d’une gamme d’isolats représentatifs de la diversité connue du pathogène et à la création d’hybrides arabica x arabica. Une autre voie d’étude visant à réduire l’impact de la maladie conduit à proposer des recommandations et des itinéraires techniques adaptés aux différents types d’exploitation (niveaux d’intensification, itinéraires techniques, conditions climatiques, architecture des plantes….) en vue de réduire les pertes, mais aussi de limiter les traitements phytosanitaires. LUTTE INTÉGRÉE Bibliographie / References AGWANDA C.O., LASHERMES P., TROUSLOT P., COMBES M.C., CHARRIER A., 1997. Identification of Rapd markers for resistance to coffee berry disease, Colletotrichum kahawae, in arabica coffee. Euphytica 1997. 241-248. ANON., 2000. Recherche et création de variétés de caféiers résistants à l’anthracnose des baies. 5e rapport STD III, Montpellier, France, Cirad, 170 p. (document interne) ARX J.A. VON, 1957. Die Arten der Gattung Colletotrichum Cda. Phytopath. 2 (29) : 413-468. BELLA MANGA, 1994. 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It crossed the Rift Valley in 1939 and was seen in Kiambu district in 1951 (Rayner, 1952). It then spread rapidly to all the production zones in Kenya. It was seen in Rwanda in 1957 (Foucart and Brion, 1963) and in Uganda in 1959 (Butt and Butters, 1966). By 1964, it had reached Tanzania, where it subsequently spread throughout the country. It was not seen in Ethiopia, whence Arabica originated, until 1971 (Mulinge, 1973). More recently, in the 1980s, it reached Malawi, Zimbabwe and Zambia (Masaba and Waller, 1992). Curiously, it was seen in 1930 in Angola (Mendes da The pathogen In 1897, Delacroix described Gloeosporium coffeanum as the fungus responsible for the disease observed, based on samples collected from coffee tree leaves. In 1901, Noack studied a leaf sample from Brazil, and described Colletotrichum coffeanum for the first time. In 1926, MacDonald isolated a Colletotrichum sp. on a berry, which he differentiated from the Colletotrichum found on leaves or branches. This distinction was confirmed by Rayner (1952), who named the pathogenic strain found on berries Colletotrichum coffeanum Noack var. virulans. In 1957, Von Arx combined the two types, but kept the name Colletotrichum coffeanum Noack. In 1969, Gibbs differentiated between four morphotypes of Colletotrichum sp. found on berries, based on morphocultural criteria. In 1970, Hindorf adopted this description and determined that these four morphotypes belonged to the different species in Von Arx’s classification (1957): one morphotype to the species C. acutatum Simmonds and two to the species C. gloeosporioides Penz. Lastly, he identified the fourth morphotype as the pathogen responsible for the symptoms seen on berries, confirming that it was strictly host-specific, that there was no perfect form, that it formed a greenish-grey, slow-growing mycelial colony, and that no acervuli were produced on an artificial culture medium. The strain was named as Colletotrichum coffeanum Noack sensu Hindorf, the strain responsible for CBD. The Colletotrichum coffeanum strain described in 1901 was isolated from a leaf sample from Brazil, where the disease is not found. As a result, Waller et al. (1993) considered that the name of the fungus that causes CBD in offee berry disease (CBD) on Arabica, caused by Colletotrichum kahawae, is one of the main constraints on cultivation of the species in Africa. National statistics from producing countries reveal losses of between 20 and 50% of the crop due to the disease. It has so far been restricted to Africa, but is a serious threat to all the main growing zones, particularly Latin and Central America, where the relatively uniform dwarf planting material used is propitious to expression of the disease. Tolerant varieties and appropriate crop practices are recommended to control the disease. However, for some time now, the affected countries have based their control programmes primarily on using fungicides. Chemical control calls for repeated treatments, is often difficult to implement and pays little heed to environmental concerns. However, increasing public demand for organic products is now leading a growing number of producers to cut the number of phytosanitary treatments so as to gain a foothold on this rapidly expanding market. Creating resistant varieties is therefore now a priority for all the producing countries concerned. Mai 2002 Africa needed to be revised. Based on previous work and their own research, Waller et al. (1993) proposed including a new species, Colletotrichum kahawae, in the nomenclature, clearly distinguishing the specific agent responsible for CBD. This new nomenclature was based on almost all the criteria described by Hindorf, plus distinctive carbon nutrition characteristics. Bella (1994) noted that mycelial growth of C. kahawae was inhibited when cultured at 30°C, and considered that this distinguished it from the other Colletotrichum sp. found on berries in the form of saprophytes, whose growth was not inhibited at 30°C. Symptoms CBD is seen on Arabica coffee berries at almost every stage of their development (photo 1). However, only the symptoms seen on young green berries enable an unequivocal diagnosis. There are two types of characteristic symptoms: “active” lesions and “scab” type lesions. So-called “active” lesions take the form of small, slightly sunken brown patches, which coalesce, leading to soft rot of the pulp and seed. Under certain conditions of relative humidity, pinkish acervuli appear in concentric rings on the surface of the patches and release conidia, which spread the disease. The berry subsequently dries out and turns black, which makes it look like an empty bag. This is characteristic and is a result of mummification, the final stage of the disease. In the event of wind or rain, the mummified fruit falls off the tree. The time taken for the fruit to fall varies, but can be very short: seven to eight days. The disease spreads via runoff water, from berry to berry within a glomerule, then to the branches and from tree to tree if the leaves of neighbouring trees touch. People can also inadvertently spread the disease in plantations. Plantations, recherche, développement 153 154 INTEGRATED CONTROL “Scab” type lesions generally appear at the pre-ripening stage or if the conditions do not favour disease development. These lesions, which are irregular in shape and develop slowly, look slightly corky and are light beige in colour. They are generally restricted to the surface of the fruits, and the internal tissues of the berry are rarely affected. They do not have any significant impact on production. This type of lesion is closely linked to CBD, but the causal agent has not yet been clearly identified. Epidemiology The spores of the pathogen require running water in order to germinate. Epidemics are therefore largely governed by climatic conditions, but it is the different physiological stages of fruit development that determine the phases of the epidemic. Berries take 32 to 36 weeks to ripen. Flowering is triggered around ten days after the first rainy period following the dry season. The disease develops in three stages, corresponding to the different stages of berry swelling. For the first 4 to 5 weeks, the berries remain the same size. This corresponds to the “pinhead” stage, and there are no visible symptoms. Berry growth and the formation of the endosperm, from weeks 5 to 24, correspond to the most susceptible period, with peak susceptibility from weeks 13 to 18. Following this, as the endosperm hardens, the susceptibility of the berries stabilizes. From week 30 on, during pre-ripening and ripening, the disease seems to resume, but with no notable effect on production. At this stage, most of the lesions are scabs (Muller, 1980; Mulinge,1970). The seriousness of the disease is due to the fact that the cool, rainy periods that favour pathogen development coincide with the time when the fruits are most susceptible. In equatorial areas, characterized by two rainy seasons (Kenya), the plant cycle includes two flowering periods, and consequently two crops. The fact that the stages when the berries are susceptible to the disease overlap increases the likelihood of there being a primary inoculum and thus extends the period over which the disease is active. This makes establishing control strategies a complex business, and calls for numerous fungicide treatments each year. Diseased berries from the first flowering period serve to pass on the disease to those from the second period. However, in zones with just one rainy season and one flowering period such as Cameroon, Malawi and Zimbabwe, the disease is only present for a few months. We can only guess how the disease is maintained and transmitted from one season to the next. Work to isolate the pathogen on the surface of mummified berries between two Research and coffee growing seasons or on semi-woody branches seems to suggest that these organs are the source of primary inoculum. In highland areas with lower temperatures and higher rainfall, the disease has a greater impact. In Cameroon, at 1 800 m above sea level, crop losses are frequently between 50 and 60%, while the disease is only exceptionally seen in lowland areas, around 1 000 m above sea level. Similar observations have been made in other producing countries where Arabica is grown at different altitudes (Kenya, Tanzania). The agro-ecological situations of coffee plantations have a significant influence on how epidemics develop (figure 1). The basic cycle of an epidemic has been identified on an ecological macrozone level. However, environmental microvariations within a plantation have a considerable impact on the extent of disease development, although little is yet known about this. For instance, the negative impact of shading on disease development has been demonstrated in Cameroon (Bieysse et al., 1999). These studies also revealed the extent of “physiological berry fall” in relation to growing conditions. Precise knowledge of the conditions favouring disease development and of the phenological cycle of coffee trees should make it possible to identify crop management sequences and make recommendations tailored to different types of farms, with a view to implementing plantation management strategies and minimizing phytosanitary treatments. Integrated control For several years now, research in Kenya has concentrated on studying the microflora found on the surface of berries and its possible role in inhibiting Colletotrichum kahawae development (Masaba, 1991). The initial observations suggest that in certain situations, in regularly treated plantations, the epidemic flares up again during the infectious period. Fungicides are suspected of destroying the antagonistic flora and thus creating conditions favouring epidemic development. This work has led to the isolation and production of antagonistic microorganisms, and the first field trials are now under way. The long–term aim is to integrate the concept of rational control into control strategies. Study of pathogen diversity Analysing the diversity and structure of a pathogen population is an important factor in understanding and exploiting resistance mechanisms with a view to implementing breeding programmes. Several studies have been conducted using various markers as neutral markers, such as VCG (vegetative compatibility group) and RAPD (random amplified polymorphic DNA) and pathogenicity markers. Vegetative compatibility groups This technique, using fungi that multiply vegetatively (Fusarium, Pythium), helps to differentiate between pathogenic and non-pathogenic strains, identify races and differentiate between isolates according to their geographical origin. It is based on the creation of mutants that are deficient with respect to a source of nitrogen (nitrate, nitrite or ammonium) that form a flat mycelium on selective culture media. The mutants created are then combined with one another. If two mutants are complementary, their nuclei form a heterocaryon and the deficient function is restored, which is reflected in the formation of an aerial mycelium. The two mutants are thus complementary and compatible. They are judged to be genetically similar and belong to the same compatibility group. Isolates can thus be classed in compatibility groups, indicating a degree of genetic similarity. Bella et al. (1998) analysed 39 isolates from 8 countries. The isolates from East Africa proved to be compatible and made up a relatively homogeneous geographical population. The isolates from Cameroon also formed a homogeneous group. However, a few isolates from East Africa resulted in partial and late heterocaryosis with the isolates from Cameroon. The different populations therefore cannot be seen as independent, and these observations suggest the existence of two relatively genetically similar sub-populations whose nature and origin have yet to be determined. In this study, an isolate from Angola that did not result in heterocaryosis with the other isolates was considered to form a group on its own. At the Centro de Investigação das Ferrugens do Cafeeiro (CIFC, Portugal), with a similar group of isolates, Beynon et al. (1995) concluded that there were several groups, but an extended study led them to reconsider this view, and they now consider that there is just one group for Africa, comprising different subpopulations (Varzea, pers. comm.). Molecular markers RFLP (restricted fragment length polymorphism) techniques, analyses of mitochondrial and ribosomal DNA and ITS1 sequencing have been used to characterize the genetic structure of Colletotrichum kahawae isolates. Sreenivasaprasad et al. (1993) analysed isolates primarily from East Africa, plus one from Cameroon. The Colletotrichum kahawae INTEGRATED isolates proved to be a genetically homogeneous population, with the same origin, having then spread to several African countries. Sreenivasaprasad assumed that there had been clonal multiplication of the species. Analyses using RAPD of a collection of isolates from the whole range of producing countries, including numerous isolates from Cameroon, were conducted to complete this work. Bella et al. (1998) described a large number of polymorphic markers between the populations from East Africa and Cameroon, reflecting high overall diversity and a distinction between the two populations. However, the Nei allelic diversity values observed in the East African and Cameroonian populations were almost nil, reflecting very low withinpopulation diversity. This confirmed the primarily clonal multiplication of Colletotrichum kahawae. This analysis of RAPD markers demonstrated the genetic differentiation between the two geographical populations and indicated the existence of two “gene pools” within the species Colletotrichum kahawae. This needs to be taken into account in breeding strategies. Pathogenicity characterization Work on breeding resistant coffee trees and characterizing resistance was initially done by observing berry losses under natural conditions, since the percentage of infected berries is an indicator of field resistance. However, this type of observation has its limitations, since it does not take account of climatic microvariations within the canopy, the phenological cycle or production. With a view to characterizing individual resistance, methods of evaluating resistance in quantitative terms are required to determine plant resistance independently of agro-ecological conditions and to pre-select certain trees. Bock (1956) developed an artificial inoculation test on detached berries and berries in the field. It was routinely used by Nutman and Roberts (1960) in Kenya. It enabled Van der Graaf (1978 and 1981) to confirm the resistance observed in the field in Ethiopia. However, it is not of much use, since the expression of symptoms is closely linked to the stage of berry development and climatic conditions. It has now been partly abandoned in favour of a test on the hypocotyls of young seedlings. A test involving spraying the hypocotyls of young coffee seedlings with a calibrated conidium suspension was developed by Cook (1973) in response to breeders’ requirements, with a view to pre-selection. A scale of 12 levels of symptom intensity was determined with a view to evaluating intensity and quantifying the dis- CONTROL ease. The test was adopted by breeders in Kenya (Van der Vossen et al., 1976 et 1980), Uganda and Ethiopia (Van der Graaf, 1978). However, the correlations with field resistance have yet to be determined precisely. There have been various controversial interpretations of the results (Van der Graaf, 1982; Dancer, 1986), but this test is still the most widely used and has proved to be the most effective to date (Anon., 2000). Other types of tests involving different organs (leaves, branch tips) were developed by Cook (1973) but have never been widely used. The first results of work to characterize pathogenicity were reported by Van der Vossen and Walyaro (1980) for a sample of 200 isolates from different regions of Kenya, and revealed that aggressiveness varied. This study, and preliminary trials in Cameroon (Gambin, 1994), were conducted using only isolates representative of Cameroon. The first observations made on a scale taking account of pathogen diversity in different production zones were conducted outside the production zones, at CIFC in Portugal. Rodrigues et al. (1991), working on a series of Catimor hybrid coffee trees with isolates from Kenya, Malawi and Angola, reported the existence of differing reactions and suggested that there may be physiological races of Colletotrichum kahawae (Rodrigues et al., 1992). However, these results have yet to be confirmed. In Cameroon, artificial inoculations of young seedlings (photo 2) were carried out by soaking the seedlings in a calibrated suspension of conidia of around ten isolates representing the range of aggressiveness and genetic diversity of local pathogen populations. These inoculations on a range of hosts comprising wild coffee trees originating from Ethiopia demonstrated that the susceptibility of the varieties and the aggressiveness of the isolates varied, but failed to demonstrate any specific reactions (Bella et al., 1998). At CIRAD in Montpellier, the analyses concerned a collection of isolates from the main production basins of East Africa and Cameroon, which were inoculated into a range of genotypes representative of the diversity of Arabica coffee (Charrier and Eskes, 1997) and into Catimor hybrids. Some genotypes originated from the centre of origin of the host, in Ethiopia, while others were Typica or Bourbon type cultivated varieties. Irrespective of the type of test and the range of hosts used, the analyses demonstrated an “isolate” effect and a “genotype” effect. These two effects proved that there were differences in expression of the pathogenicity of the isolates and in the level of resistance of the geno- types used. “Isolate x genotype” interactions were observed, although they accounted for just 10% of the total variation or of the variation in the main factors (isolates and genotypes). They can therefore be considered weak in relation to the isolate and genotype effects. The origin of the interaction lay primarily in the highly pathogenic isolates and only slightly pathogenic isolates, which prevented any differentiation of genotypes. These isolates caused extreme reactions at each end of the scale of susceptibility, hence the interactions observed. No specific reactions were identified, but rather a variation in the aggressiveness of the isolates (figure 2). The nature of the interaction between C. kahawae and C. arabica is therefore the subject of much controversy and many different interpretations, reflecting the complex phenomena at play and the difficulty of analysing them. The narrow genetic base of the species C. arabica could have hindered the analysis of the relations between C. arabica and C. kahawae, particularly if the tester genotypes chosen had proved to be too homogeneous. However, the analysis of the pathogenicity of the isolates was conducted on a range of hosts covering this genetic diversity and also that found among Catimor hybrids. As far as we know at present, with the host range used and the set of isolates tested, there is no differential host with respect to C. kahawae on which a specific reaction can be reproduced. Through a series of artificial inoculations with isolates from the different production zones of Kenya on a range of genotypes, Omondi et al. (2000) noted that there were no physiological races, and observed only a variation in aggressiveness. To conclude, the results of the evaluation of pathogenicity failed to reveal any differential reactions, but did demonstrate the variable aggressiveness of the pathogen and different levels of resistance in the host. This points to the view that the expression of resistance in Arabica coffee is non-specific and quantitative with respect to C. kahawae. This resistance may be governed by a limited number of genes, as suggested by Van der Vossen and Walyaro (1980). This variable aggressiveness also suggests that there may be a degree of selection pressure based on this criterion, and prompts us to stress the importance of the choice of isolates in early tests to evaluate resistance: they have to be as representative of the pathogen population as possible. The resistance factors observed in the Timor hybrid, which seem to come from the canephora parent, need to be studied in more detail, since C. canephora could be used as a source of resistance factors. Mai 2002 Plantations, recherche, développement 155 156 INTEGRATED CONTROL In the current context, the absence of specificity makes it possible to envisage the development of general, sustainable resistance under certain conditions. Pre-selecting planting material using artificial inoculation means choosing the tester isolates very carefully, since they have to represent the range of aggressiveness in the local area. As the analysis of population structure revealed differences between distant populations, if the aim is indeed to breed for sustainable, stable resistance, it is crucial to evaluate the planting material with isolates representing the majority of populations. The evaluations of resistance using preselection tests need to be confirmed by field evaluations of planting material performance in different zones suffering from high parasite pressure representing the “gene pools” of the pathogen population. Sources of resistance As early as 1932 in Kenya, MacDonald noted that the “Blue Mountain” and “Geisha” varieties had a higher level of tolerance than the “French Mission” cultivar used in most plantations. In Zaire, resistance was sometimes seen to be associated with bronze coloured young leaves, which led to the selection of trees called Local Bronze. In 1963, Foucart and Brion confirmed the tolerance of “Blue Mountain”, Jamaican and Kenyan varieties and certain Local Bronze and Mbirizi lines (these varieties were more like populations than lines, since the planting material was not fixed). The Jackson hybrid, an (arabica x liberica) x (arabica) double cross initially created to introduce leaf rust resistance, proved to be tolerant of CBD. In 1964, Firman identified the high level of tolerance of Rume Sudan, a wild population collected on the Boma plateau in eastern Sudan. Fernie and Vermeulen (1966) also observed a high level of tolerance in the Timor hybrid. The K7 variety proved to have good field tolerance, and is widely used in the medium- and low-altitude areas of Kenya. In Ethiopia, immediately after the arrival of the disease in 1971, differences in the severity of disease attacks were seen among wild coffee populations and on smallholdings (Robinson, 1974). Resistance mechanisms After initial selection work primarily based on field observations, the first selection programmes aimed at evaluating planting material and characterizing resistance mechanisms really began in the early 1970s in Kenya, encouraged by Van der Vossen (1976), and in Ethiopia (Van der Graaf, 1981) and Cameroon (Bouharmont, 1992 and 1995). In Research and coffee growing Tanzania, a varietal creation programme using a broad genetic base led to the creation of numerous hybrids whose resistance has yet to be evaluated in detail. In Kenya, an analysis conducted by Van der Vossen (1980) of resistance on segregated progenies using artificial inoculations of young seedlings suggested that there may be specific resistance genes: the recessive gene k found in both variety K7 and in individuals of the Rume Sudan wild coffee population, the T gene in “Typica” type coffee trees and the Timor hybrid, and the R gene in Rume Sudan origins. The system described prompted the hypothesis that resistance was governed by just a few genes. This work led to the creation of the Catimor type hybrid Ruiru 11, which combines resistance to leaf rust and to CBD. However, distributing the variety to smallholders ran up against seed production difficulties, since artificial pollination is required. Moreover, the cup quality of this introgressed Robusta variety is poorer than that of traditional varieties, and it thus fetches lower prices, which has hindered its dissemination. In Ethiopia, the focus from which the species C. arabica spread, Robinson (1974) and Van der Graaf (1981) observed every possible degree of susceptibility in wild coffee populations and local varieties, using artificial inoculations on detached berries and in the field. They considered that the resistance was quantitative, polygenic and not specific. They selected the individuals with the highest level of resistance for use as heads of lines. In Cameroon, Bouharmont (1992) observed that the Java variety performed quite well in the field with respect to leaf rust and CBD. However, the variety, which was produced by mass selection although it is disseminated from seed gardens, is not fixed and has a high degree of heterosis. This may be one explanation for the variations in susceptibility seen in the field. Further selection of this cultivar could be undertaken (Cilas et al., 1998). This work was conducted in different geographical zones with local varieties and pathogen populations, but without any precise knowledge of the genetic diversity of Colletotrichum kahawae. It prompted several hypotheses about the type of resistance. The work now being done by CRF, IRAD, CIFC and CIRAD, outside the production zone in the case of the first two partners, should enable a new approach and a more global analysis, taking account of geographical specificities. Exploitation of the resistance “genes” found in Timor hybrids, trees from the Rume Sudan population and K7 could be optimized by using molecular markers. Agwanda et al. (1997) identified RAPD markers associated with CBD resistance, particularly with the T gene. This type of approach can facilitate the accumulation of worthwhile genes in a cross and make it easier to identify them more rapidly in segregated progenies, hence significantly shortening selection cycles, which are a considerable bottleneck in varietal creation that can last up to 15 years. Conclusion CBD on Arabica is a major disease due to the crop losses it causes and the resulting fall in income for growers. It is the main constraint on the development of Arabica growing. For the moment, it is restricted to Africa, but is a serious threat to coffee growing worldwide, particularly in Central and South America, where the dwarf varieties used are susceptible and are planted at high densities, hence could favour the development of the disease both in individual trees and in whole plantations. The control methods adopted make extensive use of phytosanitary treatments and thus run counter to the current trends among both markets and consumers, who are increasingly looking for quality products with no pesticide residues. Moreover, the practice is extremely costly for smallholders and environmentally harmful. Active research is under way to find control strategies based on sources of sustainable resistance and on optimum management of the Coffea arabica agrosystem, in the aim of controlling the disease. The exploitation of resistance, particularly through increased knowledge of pathogen diversity and the identification of wild C. arabica individuals with a good level of tolerance from the area from which the species spread, in Ethiopia, looks promising. A research programme with European funding has been implemented jointly by African organizations and countries outside the production zones. It led to an early evaluation of the resistance of wild individuals to a range of isolates representative of the known diversity of the pathogen, and to the creation of arabica x arabica hybrids. Another current study aimed at reducing the impact of the disease has resulted in recommendations and crop management sequences tailored to the different types of farms (degree of intensification, crop management sequences, climatic conditions, plant architecture, etc), with a view to cutting losses and also to reducing phytosanitary treatments. LUTTE Mai 2002 INTÉGRÉE Plantations, recherche, développement 157