Axe 2 – Nouveaux outils

Conception et développement de nouveaux moyens de luttes responsables

Inflorescence de Vitis vinifiera

Il est à présent indispensable de mettre en place de nouvelles alternatives de traitement respectueuses de l’environnement et efficaces. De plus, les différentes règlementations européennes diminuent le panel de molécules actives sur le marché.

Compréhension du mode d'action des plantes couvre‐sol à effet nématicide

Nous continuerons nos travaux prometteurs concernant l’utilisation des saponines pour une viticulture responsable. Les saponines sont des molécules naturellement produites par les plantes pour se protéger contre les bioagresseurs et il existe une bibliographie abondante sur le sujet mais peu de choses sont connues sur les saponines de la vigne.

Nématodes morts

L’équipe a publié une première série d’études concernant les effets de l’exposition aux saponines sur des microorganismes représentatifs de l’environnement viticole (Fischer et al., 2011 ; Pensec et al., 2013) et a réalisé l’identification et la caractérisation des saponines chez la vigne (Pensec et al., 2014 ; Pensec et al., 2016). Les saponines se sont révélées être actives contre les pathogènes testés, Botrytis cinerea et le nématode Xiphinema index. L’aspect nématicide des saponines est particulièrement intéressant car il n’y a actuellement pas de traitement pour les parcelles contaminées et la seule solution efficace consiste en un arrachage et une jachère pouvant durer plus de dix ans.

Les approches par traitements phytosanitaires classiques sont potentiellement problématiques en raison de la Directive Cadre Européenne 2009/128/CE obligeant à une diminution des traitements phytosanitaires. Un projet APR basé sur l’utilisation de plantes productrices de saponines et à effet nématicide a été accepté en 2016 (projet BioCou en réponse à l’APR 2014 Pesticides-Ecophyto financée par l’ONEMA). Il va s’intéresser au potentiel des saponines dans la lutte biologique contre la maladie du court-noué de la vigne, l’impact de l’intégration de techniques culturales impliquant des jachères en interculture et l’utilisation d’un porte-greffe résistant, la compréhension du mode d’action des plantes couvre-sol à effet nématicide.

Étude des effets de la mycorhization sur les réponses de défense et la résistance de la vigne aux bioagresseurs
Les vitro-plants du LVBE

Dans ce cadre, notre objectif est d’évaluer si la symbiose mycorhizienne peut stimuler les défenses de la vigne de manière à lui conférer une protection contre des bioagresseurs, c’est-à-dire induire la MIR (Mycorrhiza-Induced Resistance). Nous cherchons également à mettre en évidence des réactions de la plante qui soient liées spécifiquement à cette MIR, afin de mieux comprendre les mécanismes moléculaires en jeu. Au vu de nos précédents résultats, nous nous attacherons à développer un modèle d’étude des effets de la mycorhization sur de jeunes vignes issues de bouturage en vert ou de culture in vitro. Leur culture peut être réalisée en semi-hydroponie (substrat inerte). Ce modèle permet de contrôler au mieux les conditions de croissance (nutrition, environnement biotique et abiotique), et facilite le suivi de la mycorhization, ainsi que les modifications physiologiques, morphologiques et moléculaires au niveau de la plante.

Nous avons d’ores et déjà montré que des champignons mycorhiziens à arbuscules (CMA) peuvent efficacement coloniser des plants de porte-greffes issus de culture in vitro et qu’ils ont un effet significatif sur certains paramètres de la croissance et de l’architecture aérienne et racinaire. L’étude moléculaire pour identifier des gènes impliqués dans l’interaction symbiotique (défense, transport de phosphates, transport de sucres…) est en cours. L’étape suivante sera de confronter la vigne mycorhizée à différents pathogènes pour analyser sa réponse tant du point de vue de la résistance que du point de vue de ses réactions biochimiques.

Étude du rôle de transporteurs SWEET au cours de l'interaction entre la vigne et ses agents pathogènes

La durabilité de la résistance est particulièrement importante chez les plantes pérennes comme la vigne. La construction de variétés combinant des gènes de résistance contrôlant des mécanismes d’action différents (e.g., gènes dominants et récessifs) contribuerait à réduire les risques de contournement des résistances.

Bien que le transport et la répartition des sucres jouent un rôle très important pour cette culture fruitière, la régulation de l’allocation des sucres lors de l’interaction entre la vigne et ses différents agents pathogènes a été peu étudiée.

Chez le riz et Arabidopsis, de plus en plus d’études montrent que lors de la coévolution plantes-pathogènes, les microorganismes ont développé des mécanismes subtils afin de détourner à leur profit le transport de sucres normalement régulé au cours du développement de la plante. Les protéines SWEET représentent une classe de transporteurs impliqués dans l’export de sucres et qui sont la cible d’agents pathogènes extracellulaires, ceux-ci modifiant leur expression afin d’acquérir les sucres nécessaires à leur croissance. Chez le riz inoculé par Xanthomonas oryzae pv. oryzae, une bactérie pathogène vasculaire, certains allèles des gènes SWEET portant des mutations dans leur promoteur empêchant leur induction après infection, fonctionnent comme des gènes de résistance récessifs.

L’objectif principal de ce projet de recherche sera de caractériser plus précisément le rôle de ces transporteurs candidats dans l’interaction entre la vigne et ses agents pathogènes majeurs, afin d’explorer leur utilisation potentielle comme gènes de résistance récessifs.

Analyse phylogénétique des protéines Sweet

j, Structural model of SWEETs based on hydrophobicity plots (duplication of three transmembrane helices; red/blue triangles).

La caractérisation fonctionnelle de ces transporteurs candidats sera réalisée par une approche pluridisciplinaire impliquant l’étude détaillée de leur expression, leur surexpression ou leur extinction chez des plantes modèles et la vigne, suivie de tests de résistance à divers pathogènes,des études de transport de sucre in planta et enfin l’étude de leur localisation cellulaire.

Analyse phylogénétique des protéines Sweet

Ce projet apportera des informations nouvelles et originales sur le transport et la répartition des sucres dans les interactions entre plantes et différents types d’agents pathogènes. L’identification éventuelle de gènes SWEET comme gènes de résistance récessifs contre les agents pathogènes de la vigne représenterait une contribution importante pour la création de variétés de vigne résistantes possédant un fort potentiel de durabilité, et serait par conséquent une étape importante vers une viticulture responsable.

Ce projet est réalisé en étroite collaboration entre le LVBE de l’UHA et l’équipe GAV de l’INRA de Colmar.