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Le flétrissement bactérien causé par Ralstonia solanacearum
Le flétrissement bactérien causé par Ralstonia solanacearum Le flétrissement bactérien Répartition géographique
Le flétrissement bactérien est une maladie très largement répandue dans le monde puisqu’elle a en effet été signalée sur les cinq continents et dans presque toutes les zones tropicales, subtropicales et tempérées chaudes (Hayward, 1991). Cette maladie bien adaptée aux climats chauds et humides a été observée également sous des climats plus frais rencontrés notamment en Europe ou au niveau des hauts plateaux d ’Amérique du Sud et d’Afrique. En Europe, la maladie a été détectée de manière sporadique en Suède (Olsson, 1976) et plus récemment en Grande Bretagne, en Espagne, au Portugal, en Italie en Belgique, aux Pays-Bas et en France (Janse, 1996; Stead et al., 1996). 1.1.1.2. Spectre d’hôtes Une autre caractéristique majeure du flétrissement bactérien est son très large spectre d ’hôtes, vraisemblablement le plus large pour une phytobactériose. En 1953,33 familles botaniques touchées par la maladie ont été recensées (Kelman, 1953). Depuis, de nouvelles plantes-hôtes, dont des adventices, ont été identifiées s’ajoutant à une liste qui ne cesse de s’élargir. En 1994, plus de 50 familles botaniques regroupant plus de 200 espèces végétales ont été signalées touchées par le flétrissement bactérien (Hayward, 1994a). La majorité des plantes-hôtes sont des dicotylédones, quelques monocotylédones sont aussi affectées. Certaines espèces sensibles présentent un grand intérêt économique car ce sont des cultures industrielles (banane, tabac, arachide, …) ou vivrières (pomme de terre, tomate, aubergine, poivron,…). 1.1.1.3. Processus infectieux et symptomatologie 1.1.1.3.1. Processus infectieux La majorité des recherches réalisées pour appréhender les mécanismes mis en jeu lors de l’infection d’une plante-hôte par R. solanacearum ont pris pour modèle d’étude la tomate. Digat et Caffler (1996) ont suggéré que des exsudais racinaires émis par la plante-hôte provoqueraient un chimiotactisme des bactéries présentes dans le sol vers les racines de la plante conduisant ainsi à une colonisation racinaire par les bactéries. La pénétration de la bactérie peut s’effectuer au niveau de blessures naturelles telles que l’aisselle ou la pointe d’émergence des racines secondaires (Kelman & Sequeira, 1965; Schmit, 1978) ainsi que l’apex des racines (Vasse et al., 1995). Elle peut aussi s’effectuer au niveau de blessures artificielles du système racinaire induites par l’homme lors des repiquages des plantes ou bien par des nématodes (Meloidogyne spp.); ces nématodes sont également connus pour favoriser l’infection par R. solanacearum du fait de la néoformation de galles au niveau racinaire, ce qui augmente le stress de la plante (Pitcher, 1963; Jatala et a l, 1975; Napière, 1980; Martin & Nydegger, 1982; Hébert, 1985; Cadet et ait, 1989; Deberdt, 1999). L ’étude par microscopie optique et électronique a permis de révéler que la pénétration se déroule en deux étapes successives. Tout d’abord, une étape d’infection des espaces intercellulaires du cortex interne, puis une étape de vascularisation par colonisation des vaisseaux du xylème (Vasse et a l, 1995). Les tissus adjacents aux vaisseaux du xylème colonisés par les bactéries réagissent en émettant des expansions vésiculeuses appelées thylles qui vont ensuite s’invaginer dans le xylème puis se rompre pour libérer les bactéries dans le xylème (Wallis & Truter, 1978; Grimault et a l, 1994). Les EPS (pour exogolysaccharides) produits par la bactérie, en particulier l’E PSl, seraient indispensables à cette phase de pénétration (Saile et a l, 1997; Araud-Razou et a l, 1998). La synthèse de l’EPS et des enzymes intervenant dans la pathogenèse serait activée durant la colonisation de la plante suite à une conversion phénotypique des bactéries (Denny et a l, 1994). Après avoir pénétré dans les vaisseaux du xylème, les bactéries vont se multiplier activement et se propager rapidement dans toute la plante. L’accumulation des bactéries et des EPS produits en grande quantité par les bactéries de même que les thylles formés par la plante seraient à l’origine de l’obstruction des vaisseaux du xylème et du flétrissement de la plante (Wallis & Truter, 1978). En revanche, dans un cultivar résistant, la multiplication des bactéries, leur propagation de même que la production de l’EPS reste limitée aux seuls vaisseaux infectés (Grimault et a l, 1994; McGarvey et a l, 1999). 1.1.1.3.2. Symptomatologie(planches 1 et2 ) Chez la plupart des plantes, le symptôme caractéristique de la maladie est le flétrissement irréversible de l’appareil végétatif aérien de la plante (Buddenhagen & Kelman, 1964). Cependant, l’intensité des manifestations pathologiques et leur vitesse d’apparition dépendent de l’hôte (âge, espèce et cultivar), du potentiel d’inoculum (qualité, quantité) et des conditions environnementales (température, humidité, type de sol,…). Chez la tomate, les premiers symptômes se caractérisent souvent par l’épinastie de certaines feuilles ou folioles. Sur les tiges, des bourrelets et des racines adventives, manifestation d’une accumulation d’acide indole acétique à l’intérieur des cellules végétales, peuvent se former (Buddenhagen & Kelman, 1964). Quand l’infection est importante, les bactéries envahissent tout le système vasculaire. Une coupe transversale de la tige laisse alors apparaître des exsudats bactériens blanchâtres sortant des vaisseaux du xylème (Digat & Caffter, 1996). La plante meurt ensuite en quelques jours. Dans le cas de la pomme de terre, on observe d’abord un léger jaunissement des feuilles les plus basses. Quelques folioles flétrissent aux heures les plus chaudes de la journée. Puis la plante finit par flétrir totalement. En cas de forte infection, les vaisseaux du tubercule brunissent et un exsudat blanchâtre s’échappe des « y eu x » (OEPP/EPPO, 1990). Le tubercule finit par se décomposer, d’où le nom de « pourriture brune » que donnent les producteurs de pomme de terre à la maladie. Chez le bananier, la maladie se manifeste généralement par un jaunissement des feuilles qui se dessèchent et par un arrêt prématuré de la croissance des mains de bananes. Les fruits noircissent et tombent. Parfois, un jaunissement précoce et un rabougrissement des fruits peut s’observer (Nicole, 1995). Néanmoins, dans beaucoup de cas les faciès de la maladie peuvent varier et les plus jeunes feuilles peuvent flétrir brutalement alors que le développement des fruits ne semble pas altéré extérieurement. Une section des fruits permet alors d’observer le brunissement caractéristique des tissus conducteurs (Prior, communication personnelle). Dans le cas du tabac, la manifestation de la maladie se limite généralement à un jaunissement puis un dessèchement des feuilles basses. Parfois, un flétrissement de la plante entière est observé mais uniquement dans le cas de jeunes plants (Luisetti, communication personnelle). Dans le cas des jeunes plants d’arachide, les feuilles et quelquefois les tiges entières deviennent molles, s’affaissent, se dessèchent et noircissent (Nicole, 1995). Les fruits sont en général plus petits (Luisetti, communication personnelle). Les plants de piment manifestent rarement le symptôme de flétrissement, mais progressivement les feuilles tombent et la plante se dessèche
Conservation et dissémination Modes de conservation R. solanacearum,
considéré comme un germe tellurique, peut survivre à l’état libre dans un sol mais sa capacité de survie dans un sol nu reste très discutée. Le temps de survie est dépendant du type de sol, du biovar et des conditions environnementales (Nicole, 1995). Lors d ’expérimentations avec des mélanges sol-sable, le temps de survie n’excède pas 24 semaines (Granada & Sequeira, 1983a). Selon d’autres auteurs (Okabe, 1971; Graham & Lloyd, 1979), la bactérie peut survivre pendant des périodes assez longues dans les couches profondes de certains sols. D ’après Sequeira (1993), R. solanacearum ne peut pas survivre dans un sol durant des périodes prolongées car ce n ’est pas un concurrent efficace par rapport à la microflore du sol. En fait, il semblerait que la bactérie ne survive pas dans le sol lui même mais dans les racines de plantes-hôtes ou dans la rhizosphère des plantes non-hôtes (Granada & Sequeira, 1
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Table des matières
Introduction générale
I. SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. Le flétrissement bactérien causé par Ralstonia solanacearum
1.1.1 Le flétrissement bactérien
1.1.2. Ralstonia solanacearum
1.1.3. Les méthodes de lutte
1.2. Analyse de la diversité génétique des bactéries phytopathogènes
1.2.1. Méthodes d’analyse fréquemment utilisées
1.2.2. Autres techniques
1.2.3. Application des méthodes d’analyse de diversité génétique
1.3. L ’identification et la détection des bactéries phytopathogènes
1.3.1. L’échantillonnage
1.3.2. La préparation de l’échantillon
1.3.3. L’extraction des bactéries
1.3.4. Les méthodes traditionnelles de détection
1.3.5. Autres méthodes
1.3.6. Les méthodes sérologiques ‘
1.3.7. Les méthodes basées sur les propriétés des acides nucléiques
II. PROBLEMATIQUE ET OBJECTIFS
11.1. Le flétrissement bactérien à la Réunion : problématique
II. 1.1. Le contexte réunionnais
II. 1.2. Le flétrissement bactérien
11.2. Objectifs
III. DIVERSITE GENETIQUE DE RALSTONIA SOLANACEARUM _
111.1. Analyse de la diversité génétique de R. solanacearum à partir d ’une collection
mondiale
III. 1.1. Analyse de la diversité existant chez R. solanacearum par RFLP des fragments
amplifiés de la région des gènes hrp
III. 1.2. Identification d’une nouvelle subdivision d’origine africaine au sein de l’espèce
R. solanacearum
III. 1.3. Confirmation d’une subdivision africaine au sein de l’espèce R. solanacearum
III. 1.4. Discussion générale
111.2. Analyse de la structure d’une population naturelle chez R. solanacearum
111.2.1. Matériels et Méthodes
111.2.2. Résultats
111.2.3. Discussion
IV. DETECTION MOLECULAIRE DE RALSTONIA SOLANACEARUM
IV.l. Validation des résultats obtenus par Seal et ses collaborateurs
IV. 1.1. Matériels et méthodes
IV. 1.2. Résultats
IV .1.3. Discussion
IV.2. Recherche d’amorces PCR spécifiques de R. solanacearum au sein des gènes lirp
IV.2.1. Matériels et méthodes
IV.2.2. Résultats et discussion
IV.3. Mise au point d’un outil d’identification et de détection spécifique des biovars
de R. solanacearum et application au niveau des plantes
IV.3.1. Détection moléculaire des biovars de R. solanacearum
IV.3.2. Validation de la méthode N-PCR pour la détection de R. solanacearum
dans la plante
IV.4. Détection moléculaire de R. solanacearum dans l’eau
IV .4.1. Matériels et méthodes
IV.4.2. Résultats
IV.4.3. Discussion
IV.5. Détection moléculaire de R. solanacearum dans les semences
IV.5.1. Matériel et méthodes
IV.5.2. Résultats
IV.5.3. Discussion
IV.6. Détection moléculaire de R. solanacearum dans le sol
IV.6.1. Matériels et méthodes
IV.6.2. Résultats
IV.6.3. Discussion
IV.7. Discussion générale
V. BIOLOGIE ET EPIDEMIOLOGIE D E RALSTO N IA SO LAN AC EARU M
V .l. Rôle de l’eau dans la survie et la dissémination de R. solanacearum
V . 1.1. Matériels et méthodes
V .l.2. Résultats
V .l.3. Discussion
V.2. La semence : une source potentielle d’inoculum ?
V .2.1. Matériels et méthodes
V.2.2. Résultats
V.2.3. Discussion
V.3. Influence du type de sol sur la survie de R. solanacearum et sur le développement
du flétrissement bactérien
V.3.1. Matériels et méthodes
V.3.2. Résultats
V.3.3. Discussion
VI. CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES
VII. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
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