Induction de résistances de la plante à des phyto-agresseurs

UMR 12 72
Versailles
Induction de résistances de la
plante à des phyto-agresseurs
par des doses infimes de sucres
Une nouvelle technologie
DERRIDJ SYLVIE [email protected]
Perméabilité des cuticules de plantes aux
molécules solubles à l’eau
d’origine végétale ou exogène
Surface
Cuticule
et
Paroi
cellulaire
cellule
Visualisation de sucres solubles par MEB couplée à
la spectrométrie de rayonnement X des atomes
d ’argent à la surface
Feuille de maï
maïs
(Zea mays L.) (x 4000).
Feuille de laitue
(Cichorium endiva var. latifolia
latifolia)).
Sucres et stomate visualisés par MEB couplée à la
spectrométrie de rayonnement X des atomes
d ’argent (feuille de maïs).
Les sucres solubles à la surface
des plantes
n
Les sucres sont présents à la surface des
plantes ils ont une origine végétale.
n
Pulvérisés à la surface des feuilles ils peuvent
pénétrer dans la plante.
n
L’heure de la journée, l’âge de la feuille, la
physiologie de la plante et l’espèce végétale sont
des facteurs de variations quantitatives des
sucres.
Pourquoi étudier les sucres
solubles?
n
Source universelle d’énergie et de carbone
n
Signaux importants dans la plante et chez les bioagresseurs
n
Véhiculent par la voie cuticulaire entre les tissus
de la plante et sa surface
Sucres et protection des cultures
Contre les insectes
n
Cassonnade et insecticides contre le
carpocapse, effet spécifique (Siegler 1940)
n
Bacillus thuringiensis + Saccharose: diminue les
dommages du carpocapse du pêcher (Pari et al
1993).
n
Dicarzol + sacccharose permet de réduire de
moitié les doses recommandées contre le thrips
du poivron (2000-2005).
Sucres et protection des cultures
Autres bio-agresseurs
n
n
Saccharose à 2,5% : réduit les symptômes du virus
jaune de la betterave ( Watson 1955).
DMDP (2-5-Dihydroxymethyl-3, 4-dihydroxypyrrolidine)
analogue du fructose isolé d’un légume tropical
Lonchocarpus : réduit dommages d ’un nématode sur
les racines des tomates (Birch et al 1993).
Saccharose induit : défense (isoflavonoïdes) du Lupinus
luteus contre Fusarium oxysporum
(Morkunas et al 2005).
n
L’influence des sucres présents à la
surface des plantes a été montrée sur le
comportement de deux lépidoptères
ravageurs des cultures
(Derridj S. et al)
La pyrale du maïs , généraliste
Femelle
Oeufs (ooplaques)
Le carpocapse des pommes et des poires
oeufs
ovipositeur
Femelle
patte
Sensilles
gustatives
Dégâts
dus aux chenilles
Induction de la résistance de
la plante par les sucres
Peut -on modifier les relations insecteplante par l’apport exogène de sucres en
infra-doses?
4
5
5
4
3
P1
P2 R6j
5j
Puit
Source
4
5
R12j
4
5
R20j
Paramètres étudiés
Plante : hauteur, diamètre
F4 : PMF, PMS, C, N
F5 : surface, métabolites de surface, C, N
Méthode d’application de solutions sucrées
saccharose, fructose, glucose L et D
à 0,1; 1 et 10ppm (1g pour 100L)
Pulvérisation sur les 2 faces
foliaires 9h du matin (h.s.)
Répartition des gouttelettes
Sucres et doses les plus performants sur les
paramètres de la plante puis testés sur la
pyrale du maïs
n
Le saccharose à 10 ppm (1g pour 100l)
n
Le fructose à 0,1 ppm
n
Le glucose lévogyre à 10 ppm
Tests de préférence de ponte
1000
900
800
Number of eggs per plant
entre ces
3 traitements
sucres et
un témoin eau
700
-43%
600
Legende
-30%
Max
500
: Mean
2 quartiles
a
400
a
Median
b
300
Min
c
200
N=18
100
0
C
1000
Number of eggs per plant
entre un
traitement
sucre et
le témoin
eau
F
S
1200
900
1100
800
1000
700
900
-44%)
600
500
-28%
800
700
400
G
600
500
300
400
200
300
100
N=7
0
C
Treatments
F
200
C
Treatments
S
N=4
Changements biochimiques induits par 1g
pour 100L de saccharose sur les signaux de
surface du pommier qui influencent l’insecte
( Verger, Golden delicious)
Quantities (ng/cm²)
Quantities (ng/cm²)
350
80
60
Induction
par le
saccharose
300
250
Quebrachitol
Sorbitol
200
Myo-inositol
150
100
40
20
50
0
0
Blend
Glucose
Fructose
C1
Sucrose
Sucres
Pas de modifications des
sucres solubles
Sucres alcools
C2
Les modifications induites par le saccharose
réduisent la ponte du carpocapse
%of egg-laying female
t
n
e
d
n
o
p
i
u
q
s
e
ll
e
m
e
f
e
d
%
No. eggs per female
60
50
40
30
20
10
0
15
10
5
0
Control
Blend
C1
substrats
C2
e
l
a )
m .e
e
f .s
r -/
e
p+
s n
ga
ge
Em
. (
o
N
L’augmentation de sucres-alcools à la
surface des feuilles réduit la locomotion des
larves à l’éclosion du carpocapse
Transfert des connaissances en
verger
n
Incidence de la pulvérisation de sucres en
infra-doses sur les
dégâts dus au carpocapse
Sur quatre années
n
En vergers installés ( ANADIAG, Europe)
n
En jardin fruitier (Potager du Roi, Versailles)
n
En verger expérimental (INNOPHYT, CTIFL
Touraine)
En vergers installés
Etudes des effets sur les dégâts des traitements
saccharose 10ppm et fructose 0,1ppm tous les 20
jours au cours de la 2de génération d’insecte.
Sucres seuls et additionnés à un traitement
chimique ou biologique, examen de l’efficacité
Abbott vs témoins non traité du tout.
Abbott=100((To-Tt)/To)
To= % de fruits endommagés sur le témoin, Tt= % fruits
endommagés sur les arbres traités au sucre.
Emplacements géographiques en Europe
des vergers installés suivis par ANADIAG
MSOffice3
Carpovirusine 100mL/100L
Zolone 120g/100L
Sucrose 1000ppm
Imidan 50WP 100g/100L (2 fields)
Sucrose 10, 100 ppm
Golden delicious 2007
Carpovirusine 100mL/100L
Sucrose 10, 100 ppm
Mondial Gala 2008
Carpovirusine 100mL/100L
Sucrose 10 ppm
Mondial Gala 2006
Diapositive 23
MSOffice3
Préciser la cc du sucre associé au pdt de ref. dans le tableau.
; 13/10/2008
En jardin fruitier (Versailles)
n
Grand nombre de variétés, types de tailles de
l’arbre variés.
n
Estimation de l’efficacité pratique : addition
du saccharose 10ppm ou fructose 0.1ppm à
un traitement chimique vs traitement
chimique seul (3 années).
Potager du Roi ( addition des sucres à des
organophosphates et fenoxycarbe)
Panorama du Potager du Roi
Melrose « croisillon »
Gloster
Melrose « table +axe »
Efficacités moyennes Abbott des sucres
seuls vs témoins non traités
Nombre de
Moyenne
vergers
% de fruits
endommagés sur
le témoin non traité
Fructose 10ppm
Saccharose
10ppm
Saccharose
100ppm
Écart-type
7
24,65
17,80
4
37.20
11,65
4
42,69
14,12
3
37,93
21,29
ajout
ajouté
é au traitement phytosanitaire (%)
Dégâts sur pomme avec saccharose
% de fruits attaqués par le carpocapse
Efficacité pratique 25 à 33%
40
= Fenoxycarbe + Confusion sexuelle
= Carpovirusine
= Thiachlopride
= Imidan
= Endosulfan + diflubenzuron
35
30
25
NJ7
20
G7
NJ8
15
Jg8
G7
G6
10
G6
G7
G8
Y = 0.745x-0.002
R²=0.951
5
GD07
0
0
5
10
15
20
25
30
Dégâts sur pomme avec traitement phytosanitaire (%)
GD
: Golden delicious
Jg
: Jonagold
NJ
: New Jonagold
35
40
Effets du saccharose et de son addition à un
organophosphoré (Imidan) sur les dégâts
dus au carpocapse
(Golden delicious n=72, 2007)
Efficacité: test Newman et Keuls
ANADIAG: E. Ferré, H. Galy
Effets d’infra-doses de sucres associées au
granulovirus sur les dégâts du carpocapse
(ANADIAG)
Gr= granulovirus
fructose 10g/100L + granulovirus.
a b bc c d e c
28.07.09
a b b c c d c
04.08.09
a c b c d f e
13.08.09
Efficacités ABBOTT d’infra-doses de sucres
ajoutés au granulovirus sur les dégâts du
carpocapse
% d'efficacité
90
80
70
UTC
60
CV(S)
50
Sacch
40
Fruct
30
CV(S)+sacch
CV(S)+frcuct
20
CV
10
0
28/07/09
04.08.09
13/08/09
Conclusions sur le pommier
n
Les sucres seuls peuvent réduire les dégâts du
carpocapse de 40% en moyenne.
n
Additionnés à des insecticides chimiques sur 4
années et différentes régions géographiques
l’efficacité pratique moyenne varie de 25 à 33%.
n
La variété et le moment de la saison sont des
facteurs de variations des effets des sucres.
.
Pas d’incidences des infra-doses de sucres
sur la production fruitière de Reinette du
Canada (ANADIAG,1 essai)
•Calibre (diamètre et poids des fruits)
•Qualité :
•teneur en sucres
•Acidité (acide malique gr/L)
•régression de l’amidon
•fermeté
•couleur de fond et de surface
Autres inductions de résistances
sur tomates et haricot à des
nématodes et champignons
pathogènes
Effets général du fructose en infra-doses
contre différents phyto-agresseurs
PhytoPhytoConc.
Plantes
agresseurs
(ppm)
Carpocapse
Pyrale
Nématode à
galles
Pourriture
grise
Pourriture
grise
Infestation du
témoin (%)
Reduction (%) des traité
traités
pommier 10
maïs 0.1
tomate 1.0
tomate 0.1
haricot 0.1
27±
27±19 dégâts (%)
309±
309±41 pontes
(oeufs/plant)
120±
120±3 dégâts
(galles/racines)
54±
54±3 Sé
Séverité
verité (%)
62±
62±2 Sé
Séverité
verité (%)
0
25
50
75
*Inductions de résistances de la plante par des
voies de signalisation des sucres qui atteignent
toute la plante.
* Effets sur les bio-agresseurs avant l’attaque pour
les insectes, avant et au moment de l’attaque pour
les autres.
* Réduction des intrants chimiques, amélioration
des méthodes biologiques.
Alerte sur des effets indirects
secondaires des
produits biologiques sur
l’insecte via la plante par une
action probable des sucres.
Ex: le Madex (granulovirus)
Réduction des pontes en verger par le Madex
sur 2 variétés et changements induits des
signaux de surface
Quantités (ng/cm²)
Quantité de métabolites sur la face supérieure des feuilles de corymbe
de 2 variétés, traitées ou non, durant le 2ème vol de l’insecte
6,00
Fru
5,00
Glu
4,00
Suc
3,00
Que
2,00
Sor
1,00
Myo
0,00
Golden
Non traitée
Golden
Traitée
Red Chief
Non traitée
Variétés et traitements
Red Chief
Traitée
Golden
delicious
Lombarkia et al
2006
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
Non Traité
% d’œufs pondus
Traité
Nombre d’œufs par femelle
400
Red Chief
350
350
300
300
250
250
200
200
150
150
100
100
50
50
0
0
Eau
Non Traité
Traité
(moyenne +/- e.t.)
400
(moyenne +/- e.t.)
(moyenne +/- e.t.)
350
Nombre d’œufs par femelle
400
Nombre d’œufs par femelle
(moyenne +/- e.t.)
350
Eau
% œufs pondus par felemme
Reproduction des
effets des
changements
des signaux de
surface
induits par le Madex
sur la ponte
du carpocapse sur
support artificiel.
% œufs pondus par felemme
400
Avantages de la technologie
• *Déjà effective aux champs.
champs
*Systémie engendrée immédiatement après le
traitement.
* Non toxiques, faibles doses.
*Durée d’efficacité qui permet une flexibilité des
positionnements des traitements associés.
*Résistances multiples (séquentielles?).
*Durabilité probable.
Perspectives
* Applications aux cultures
prioritaires.
c
*Essais expérimentaux ET chez le producteur
-affiner le choix des sucres, doses, fréquences, période et
heure de traitement.
*Activer un réseau pour coordonner les actions et trouver
rapidement des solutions à la suppression de certains
produits en agriculture biologique.
*Examiner les effets éventuels sur d’autres ravageurs,
auxiliaires, pollinisateurs et/ou parasites et sur la qualité
des produits.
Effets des sucres sur l’efficacité du
granulovirus (ANADIAG 2009)
•Granulovirus formulations sans sucre: 0.1L/hL,
1L/ha
•Saccharose: 10g/100L, 100g/ha
•Fructose: 10g/100L, 100g/ha
•Granulovirus commercial: 0.1L/hL, 1L/ha
•Variété de pommier : Reinette du Canada
•Verger avec infestation carpocapse suffisante
Montauban , 2 rangées d’arbres taillés en axe
plantés en 1991, une parcelle élémentaire =5 arbres,
14 parcelles par traitement
•Tests de Student Newman et Keuls