Evolution de l’agressivité des champignons phytopathogènes

Evolution de l’agressivité des champignons phytopathogènes

Evolution de l’agressivité des champignons phytopathogènes

Le maintien d’une forte production agricole nécessite de savoir lutter efficacement contre les bio-agresseurs des cultures. Les champignons phytopathogènes sont, grâce à certaines caractéristiques de leur histoire de vie (comme l’asexualité partielle ou la multiplicité des cycles infectieux dans une saison épidémique), des organismes capables de s’adapter très rapidement à des modifications de leur environnement (McDonald et Linde 2002), ce qui conduit à la diminution et à la perte de l’efficacité des moyens de lutte. Les méthodes de lutte classiques contre ces pathogènes sont l’utilisation régulière et en quantité importante d’intrants.Ces méthodes sont coûteuses pour l’agriculteur et présentent des impacts négatifs importants sur les écosystèmes. Pour exemple, les pesticides utilisés pour la production céréalière en Ile de France représentent 33% des coûts de production .

Agressivité et virulence

Depuis les débuts de la pathologie, différentes communautés scientifiques se sont intéressées indépendamment à l’étude des interactions hôte-parasite, ce qui a conduit à une utilisation non consensuelle des termes employés pour définir des concepts similaires.
En phytopathologie, le pouvoir pathogène se décline traditionnellement en une composante qualitative, la capacité d’un agent pathogène à infecter un hôte donné et à causer une maladie et une composante quantitative, le degré de dommages infligés à l’hôte par l’infection pathogène (Van der Plank 1968).Pour la majorité des phytopathologistes européens, la composante qualitative est appelée virulence et repose sur l’interaction gène pour gène (Flor 1971). La composante quantitative est quand à elle nommée agressivité (Van der Plank 1968).

Des champignons phytopathogènes aux pathogènes producteurs de spores

Il existe une grande diversité des cycles de vie (Agrios, 2005) au sein du groupe communément appelé champignons phytopathogènes (eumycètes et oomycètes). Tous les groupes taxinomiques de champignons comprennent des espèces pathogènes de plantes. A
cette diversité phylogénétique s’ajoute une forte diversité fonctionnelle.
On rencontre de nombreuses stratégies de reproduction très différentes avec production de spores sexuées et/ou asexuées, avec possibilité d’autogamie lors de la reproduction sexuée ou nécessité d’allogamie entre types sexuels compatibles (respectivement homothallie et
hétérothallie).

Un ou plusieurs hôtes peuvent être impliqués dans le cycle de vie du pathogène. Le spectre d’hôte peut également être très variable, allant de pathogènes très spécialisés, à des pathogènes généralistes capables d’infecter une large gamme d’hôtes comme Botrytis cinerea, qui ne compte pas moins de 200 espèces hôtes connues (Choquer et al. 2007).

Petit historique des recherches sur l’évolution de la virulence
L’étude de l’évolution de la virulence est un champ de recherche assez ancien. Les premières réflexions théoriques voient le jour au début du 20ème siècle (par exemple Smith 1904). Elles donnent naissance à l’hypothèse d’avirulence (« avirulence hypothesis »), qui fût largement acceptée et rapidement renommée hypothèse de la sagesse traditionnelle (« conventional wisdom ») par Anderson et May (1982) et Ewald (1983). Cette théorie suppose que les pathogènes devraient évoluer pour devenir toujours plus inoffensifs envers leurs hôtes, car il est sélectivement avantageux pour les pathogènes, que leur hôte soit en
bonne santé pour leur assurer une bonne transmission.

La virulence devint ainsi clairement considérée comme un trait adaptatif. Tous les pathogènes étaient vus comme susceptibles de devenir avirulents. Le parasitisme était donc considéré comme un état évolutif transitoire
devant conduire vers le commensalisme et même le mutualisme. Suivant cette théorie, les forts niveaux de virulence seraient le résultat d’interactions récentes sur l’échelle de l’évolution alors que des interactions plus anciennes devraient présenter des niveaux de virulence plus faibles.

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Table des matières

Introduction
1.1 Evolution de l’agressivité des champignons phytopathogènes
1.2 Liens entre l’agressivité des champignons phytopathogènes et la virulence des pathogènes producteurs de spores
1.3 Evolution de la virulence
1.4 Marier l’expérience à la théorie
1.5 Projet de thèse
2. La virulence comme résultat d’une stratégie d’infection complexe : approche théorique
2.1 Introduction
2.2 Un modèle pour des pathogènes qui ne peuvent utiliser qu’une quantité finie des ressources de l’hôte
2.3 Un modèle pour des pathogènes qui peuvent potentiellement utiliser une quantité infinie
des ressources de l’hôte
Conclusion
3. Confrontation des modèles mathématiques à la réalité biologique
3.1 Objectifs et démarche empirique
3.2 Etude expérimentale de la stratégie d’allocation des ressources entre la croissance et la
sporulation chez un pathogène capable d’exploiter une quantité finie des ressources de
l’hôte
4. Conclusion générale
5 Références bibliographiques
6. Annexes
6.1 Développements mathématiques du « modèle 2 » (cf. §2.3)
6.2 Protocoles expérimentaux de « l’expérience nécrotrophe »
6.3 Projets empiriques en cours de réalisation

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