Les systémiques inhibiteurs de la synthèse des stérols (IBS)

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Principales maladies du blé.

De tout temps, les plantes cultivées par l’homme furent atteintes de maladies (viroses, bactérioses, mycoses) ou la proie de ravageurs. (Insectes, oiseaux, rongeurs).
Chaque plante a un potentiel de croissance (rendement) qui est déterminé dans le patrimoine. Ce potentiel n’est jamais exploité à 100% parce que la plante vit dans un milieu naturel où elle est alors sans cesse exposée à des facteurs divers qui l’empêchent d’exploiter tout son potentiel.
Le blé peut être attaqué par de nombreuses maladies à différents stades de son développement. Ces attaques peuvent occasionner des pertes importantes lorsque les variétés utilisées sont sensibles et les conditions de l’environnement sont favorables à l’expansion des maladies, (Ezzahiri, 2004).
Parmi les nombreuses maladies du blé nous citerons :

Le piétin échaudage. (Gaeumannomyces graminis)

C’est une des maladies les plus dévastatrices du blé. Elle engendre une destruction massive du système racinaire à travers une phase d’échaudage. La plante se flétrit, se dessèche sous l’effet d’une grande chaleur. Il n’existe à l’heure actuelle aucun moyen chimique ou naturel pour combattre ce type d’attaque.
Un temps sec et un sol humide, sont des facteurs apparents qui risquent d’entraîner la contamination du champ.

Le Piétin verse (Gaeumannomyces graminis)

Cette maladie causée par l’agent Cercosporella herpotrichoides entraîne un affaiblissement de la tige de blé qui ne supporte plus le poids de l’épi et des grains et qui vire sous l’effet de ces derniers et d’éléments environnementaux tels que le vent et la pluie.

L’Helminthosporiose. (Helminthosporin).

C’est la conséquence potentielle de la septoriose, l’helminthosporiose se déclare sur les feuilles de blé généralement au cours du printemps. Plus la température ambiante est élevée, plus l’agression est rapide. Ses caractéristiques sont l’apparition de points de couleur sombre dans les lésions laissées par la septoriose
La Rouille brune. Puccinia recondicta, se développe entre 10° et 30° C, la dissémination du champignon est très rapide.
La Rouille noire. P. graminis, c’est la plus dévastatrice, il lui faut beaucoup d’humidité et une température plus importante (15 à 35°C).
La Rouille jaune. P. stiiformis. Se développe à des températures moins froides (2 à 15° C), c’est la raison pour laquelle on la rencontre dans les régions tempérées au climat froid et en altitude.
Les trois types de rouilles entraînent l’apparition de taches comprises entre un et deux microns de diamètre et dont la couleur varie selon l’espèce, du jaune orangé au noir. Les taches sont constituées de l’amalgame des spores du champignon (Pustules) Elles se transforment en stries qui vont atteindre la tige du blé. Une fois les premières plantes attaquées, la dissémination par le vent peut se faire sur une distance de prés de 20 kilomètres, c’est une maladie foliaire.

Les Septorioses. Septoria tritici et Septoria nodorum.

La première s’attaque aux feuilles de la plante, elle est plus répandue que la seconde (maladies des chaumes, des épis). Elle est capable de provoquer des pertes assez importantes, pouvant aller jusqu’au 5éme de la récolte. Elle se manifeste par une réduction de la taille des grains de blé et par l’apparition des lésions allongées sur les feuilles allant dans le sens des nervures. La maladie se propage du bas vers le haut de la plante puis
de pied en pied par le biais des éclaboussures et du frottement des feuilles entre elles. Les conditions optimales de propagation de la maladie sont, une température de 12° C et des pluies continues.

Oïdium. Erysiphe graminis.

L’infection se présente sous forme de touffes blanches à la surface de la feuille suivie de l’apparition de petits points noirs. Les conditions les plus favorables, sont une température comprise entre15° C et 20 ° C et un taux d’humidité élevé.

Fusarioses Fusariose.

On compte dans ce genre prés de 17 espèces. Un climat chaud (25 à 30° C) est nécessaire à leur développement. Le risque d’une attaque est plus important si l’hiver été doux et humide. Les spores du champignon sont disséminées par le vent. Cette maladie peut rendre les blés stériles. La colonisation du blé par ce champignon rend impossible son utilisation dans l’alimentation humaine.

Carie. Tilletia tritici.

Cette maladie est transmise par le biais des semences. Les grains sont remplis par une poussière noire constituée par des spores de champignon.

Le Charbon causée par l’Ustilago tritici.

Il se développe aussi bien sur blé dur que sur blé tendre.
Les conditions de développement sont une température comprise entre 10 et 20 °C et des sols secs ( 10% d’eau). (Soltner, 1999 ; Sutton et al., 2007).
Toutes ces maladies induites peuvent être contrôlées efficacement si elles sont identifiées à temps. En effet les agents pathogènes de maladies cryptogamiques du blé provoquent des symptômes qui leur sont spécifiques. De ce fait il est important de reconnaître les symptômes afin d’identifier les différentes maladies.
Les moyens de lutte englobent les méthodes physiques, chimiques ou biologiques.

Lutte biologique

La lutte biologique repose sur l’utilisation d’organismes vivants pour diminuer la population des pathogènes de manière à réduire les dégâts dans les cultures. Champignons, Nématodes, Bactéries, Insectes. Tous les organismes sont potentiellement des prédateurs pour les parasites et les ravageurs.
Le bio pesticide le plus utilisé est le Bacillus thurigiensis, une bactérie productrice de toxines mortelles.
La production de pesticides biologiques reste toutefois marginale. Elle représente moins de 1 % de la production totale de pesticides, (Brodeur, 2007).

Lutte biotechnologique.

Les biotechnologies apportent de diverses manières leur contribution contre les parasites. Le domaine de recherche le plus positif est lié à la création de virus destines à détruire des larves par pulvérisation sur les cellules. Inoffensifs pour les autres espèces, ces virus doivent s’auto détruire, lorsque leur travail toxique est achevé.
Le génie génétique est sans conteste le domaine le plus prometteur, mais aussi le plus controversé, avec la transgénése. Cette technique permet d’introduire des gènes de résistance dans les plants cultivés, ce qui les rend en théorie insensible à toute invasion. (Brodeur, 2007).

Lutte intégrée.

C’est un système combinant diverses actions, comme l’utilisation de variétés plus robustes et un apport de faibles doses de pesticides au moment favorable, ce qui permet d’égaler, voire de dépasser les rendements obtenus au moyen d’une lutte purement chimique.

Lutte chimique.

Trois types d’agents chimiques utilisés sont (Essoh, 2006) dans la lutte contre ces parasites, ce sont des substances chimiques naturelles ou de synthèse destinées à lutter contre les parasites végétaux ou animaux nuisibles aux cultures, aux récoltes et à l’homme.
Le terme pesticide dérive du mot anglais  » Pest  » qui désigne tout animal ou plante (virus, bactéries, champignons, herbes, vers, mollusques, insectes, rongeurs, oiseaux et mammifères) succeptibles d’être nuisible à l’homme et ou à son environnement. Ils sont principalement utilisés en agriculture. Les pesticides sont classés selon la nature des nuisibles auxquels ils sont destinés : herbicide (contre les plantes parasites), insecticides (contre les insectes nuisibles), fongicides (ou anticryptogamiques, contre les champignons parasites), acaricides (contre les acariens), nématicides (contre les nématodes), et rodonticides (contre les rongeurs). Testud et al., 2002 ; Aubertot et al., 2005.
Le marché mondial des pesticides est passé de un milliard d’euros en 1960 à plus de vingt cinq milliards d’euros en 2004.

Les fongicides.

Le premier utilisateur de fongicides dans le monde est l’Europe occidentale. Les fongicides sont connus comme étant des destructeurs de divers champignons pathogènes s’attaquant aux cultures de céréales à petits grains. La rouille des céréales est certainement le champignon parasite le plus nuisible et le plus visé par les fongicides. (Who, 2005).
De nouveaux composés de la famille des triazoles dont l’époxiconazole, le tébu conazole et le fluquinconazole ont été homologués comme fongicides et sont utilisés à travers le monde depuis la fin des années 1990.
Pour faire face aux capacités des champignons pathogènes à s’adapter aux pesticides et à développer une résistance, il est maintenant courant d’associer des fongicides ayant différents modes d’action. (Leroux, 2004 ; Viala, 1998).

Les divers groupes de fongicide s

Les fongicides de contact

Appelés produits de contact, ce sont des fongicides qui restent à la surface de la plante. Ils agissent par contact avec le ravageur ou le champignon. Ils sont également appelés fongicides protestants. Ils agissent sur des mécanismes enzymatiques impliqués dans la production d’énergie du végétal. Ces mécanismes de base se rencontrent chez tous les êtres vivants, ce qui donne à ces produits un large spectre d’action. Ces fongicides peuvent être divisés en plusieurs familles.

Les produits à base de métaux

Ces métaux sont le cuivre, le zinc, le fer, le manganèse, le mercure sous forme de sels (forme minérale) ou combiné à une molécule organique (forme organique). Le métal (me+, Me++) constitue la partie active de la molécule. Les métaux sont des agents thiol prives, c’estàdire qu’ils se fixent sur les grou pements SH ou thiols (RSH) constituant la partie active de nombreux enzymes ayant un rôle dans les phénomènes d’oxydoréduction assurant le transport d’énergie du végétal.
Ainsi, la toxicité de ces métaux n’est pas spécifique aux champignons mais touche tous les êtres vivants. Toutefois, la spore de champignon a le pouvoir de concentrer énormément les métaux, entraînant donc une concentration bien supérieure de thiol prives par rapport aux autres organismes d’où leur sensibilité particulière.
Les métaux ont l’inconvénient de posséder une phytotoxicité à l’égard de la culture. Il a donc été nécessaire de les préparer sous une forme qui réduit cette phytotoxicité (Forme organique). Les formes organiques ont de plus l’avantage d’avoir une meilleure rémanence, ce qui évite leur lessivage à la première pluie. Notons que les composées organomercuriels sont très efficaces mais redoutablement toxiques pour l’homme.

Le soufre

Le soufre sous forme de poudre est utilisé tel quel ou en mélange avec des tensioactifs sous forme de suspension dans l’eau. Le soufre pose des problèmes de phytotoxicité avec certaines cultures lorsque la température ambiante dépasse les 30°C.

Les produits soufrés (Carbamates)

Apparues dans les années 40, les séries des Thio carbamates et dithiocarbamates agissent en libérant des isocyanates ou du thirame, molécules actives qui bloquent les groupements SH des enzymes, perturban t ainsi le métabolisme à 3 niveaux : inhibition de l’oxydation du glucose, inhibition de la synthèse d’acide nucléique, inhibition de la dégradation des acides gras. Les dithiocarbamates sont déprouvus de toute phytotoxicité. Exemples : prothiocarbe, zinébe, manébe, mancozébe, propinébe, thirame.

Les fongicides systémiques

Les fongicides systémiques pénètrent dans la plante et sont véhiculés par la sève, ils agissent sur des phénomènes de biosynthèse et sont de ce fait davantage spécifiques. Leur dose d’utilisation est plus réduite que pour les produits de contact, généralement inférieure à 100g de matière active par hectare. Par contre, du fait de leur mode d’action, l’apparition de souches de champignons résistantes est à craindre. Ils sont le plus souvent commercialisés en mélange avec un produit de contact. « http://wikipedia.org/wiki/fongicides, 2007»

Les dérivés de l’acide carbamique et des benzimidazoles (carbamates)

Une fois absorbés, ces produits se transforment en carbendazime qui est antimitotique. Ces produits bloquent la division cellulaire et nucléaire (mitose) en perturbant la formation et le fonctionnement du fuseau chromatique. Cette molécule a de plus une action au niveau de l’ADN : elle se substitue aux bases puriques (adénine et guanine) des acides nucléiques provoquant des erreurs dans la transcription du génome. Toutefois, cette dernière propriété n’expliquerait pas la toxicité de ces produits. Spécifiques, ils sont sans effet sur les champignons Phycomycètes du genre Phythium, Phytophtora, Perenosporu, Mildiou et les Pleosporaceae. Ils sont largement utilisés sur les cultures tropicales. Ils provoquent souvent l’apparition de souches résistantes chez les Oïdiums. Exemples : bénomyl, carbendazime, thiabendazole, propamocarbe, diéthofencarbe.

Les systémiques inhibiteurs de la synthèse des stérols (IBS)

Ils provoquent l’inhibition d’enzymes impliqués dans la synthèse des stérols, entraînant une perturbation du fonctionnement et de la formation des membranes cellulaires des champignons. Beaucoup d’entre eux ont une action systémique, mais certains sont translaminaires (ils sont absorbés par la feuille ou par les racines sur lesquelles ils ont été appliqués, sans atteindre les autres feuilles ou organes. Les parties qui n’ont pas reçu de traitement et celles nouvellement émergées ne sont pas protégées). Ils sont efficaces, entre autres, contre Pyrenophora spp, Venturia spp et Septoria spp.
Actuellement on recherche des molécules ayant le même effet toxique mais sur maillons différents de la synthèse des stérols pour, (par complémentarité), limiter les risques de résistance. Exemples : Imidazoles : Triazoles, cyproconazole, flusilazole, penconazole, propiconazole, triflumazole «http://wikipedia. org/wiki/fongicides»

Cibles mouvantes

Les fongicides agissent à faible dose, parce que chacun cible dans la « pest » (le nuisible) une ou quelques activités ou fonctions biologiques précises et ne se « dilue » donc pas en empoisonnant tous azimuts.
Mis à part peut être quelques herbicides inhibiteurs de la photosynthèse ou visant les plastes, pratiquement tous les phytopharmaceutiques dont l’activité est connue, s’attaquent en effet à des voies biochimiques précises. On peut classer les voies biochimiques ciblées par les pesticides en 3 grandes familles.
La première famille détruit les voies de biosynthèse de molécules biologiques essentielles, ou en empêchant la production : biosynthèse d’acides nucléiques (fongicides), d’acides aminés indispensables pour la synthèse de protéines et d’enzymes (herbicides), biosynthèse de lipides (herbicides), de stérols (fongicides)
Une autre famille de fongicides s’atta que aux mécanismes cellulaires, tels les processus respiratoires cellulaires, la division cellulaire, la croissance, le développement.
Cependant la famille la plus important e est celle visant les communications neurocellulaires : 90% des insecticides sont des neurotoxiques. (Source : http://bioganendi. .ifrance.com/pesticides).

Mode d’action et site d’activité.

On distingue 3 modes d’action selon la cible visée :
Les fongicides multisites : s’attaquent aux spores des champignons en inhibant plusieurs fonctions enzymatiques de leur germination, mais sont peu efficaces pour stopper la croissance mycélienne. Ils sont mieux résistants. (Carbamate tri azine, dérivés du benzène).
Les fongicides unisites : s’attaquent à la membrane des champignons en perturbant la synthèse de l’ergostérol (constituant de la membrane). (Triazoles, Morpholines, pipéridine) (Graybill, 2000). Ils inhibent respectivement la déméthylase, la succinate déshydrogénase et l’ubiquinoloxydase.

Utilisation.

Le tilt 250 EC est agrée comme fongicide foliaire, utilisable du stade premier nœud au stade barbes/épiaison. La dose préconisée est de 0,5l/ha (Syngenta Crop Sciences, 1998).

Conduite de l’essai au laboratoire.

Pour tester l’effet des deux fongicides sur la germination des deux variétés de blé dur, nous avons choisi les concentrations suivantes : 0 (témoin), 35, 70, 140 et 280µg de produit Tilt 250EC
Pour ce qui est du Flamenco, les concentrations sont les suivantes : 0 (témoin), 28,36 ; 56,72 ; 113,4 et 226,88µg de produit (Flamenco SC). En fait, suite à des tests préliminaires effectués au laboratoire, nous avons pu constater une absence presque totale de toute manifestation germinative au delà de 350µg pour le Tilt 250EC et 280µg pour ce qui est du Flamenco SC.
Pour chaque dose de fongicide, pour chaque variété et pour chaque produit, trois essais sont effectués, avec trois répétitions par essai. Les solutions de traitement sont ajoutées par le biais d’arrosages quotidiens à raison de 10ml par boite de Pétri, pendant la phase de germination (8 jours).

Paramètres étudiés.

Paramètres morphométriques.

Nombre moyen de racines. (NMR)

Le nombre moyen de racines est déterminé, sur des germinations de 2 à 5 jours en présence ou non du FLSC ou de Tilt 250EC. Le nombre moyen des racines est suivi pendant cinq jours, par un marquage à l’encre de chine.

Longueur moyenne des racines (LMR)

Les paramètres d’élongation racinaire sont déterminé dans des boites de Pétri et réalisés sur des germinations de 2 à 5 jours en présence ou non de FL SC. ou de Tilt 250 EC.
La longueur moyenne des racines est suivie pendant 5 jours par un marquage à l’encre de chine.

Longueur moyenne des tigelles (LMT).

Les paramètres d’élongation des tigelles, sont déterminés dans des boites de Pétri et sont réalisés sur des germinations en présence ou non de fongicide. La longueur moyenne des tigelles est suivie pendant 5 jours par marquage à l’encre de chine.

Nombre moyen de feuilles (NMF)

Le nombre moyen de feuille, pour chaque concentration, est déterminé au bout de 120 heures par un simple comptage.

Surface foliaire (SF)

La surface foliaire est déterminée par une méthode traditionnelle qui consiste d’une part, à reproduire la feuille de blé sur papier, qui est ensuite pesée, et d’autre part, à couper un carré de 1 cm de côté du même papier et de le peser après ; on en déduit la surface assimilatrice, (Paul et al., 1979)

Paramètres physiologiques.

Pourcentage de la germination.

Le pourcentage de germination est déterminé après 48, 72, 96, et 120 heures de traitement .Le nombre de grains ayant germé et dont la longueur d’au moins une de leurs racines dépasse les 2mm est considérée comme ayant germé, (Ben Hamouda et al., 2001).

Mesure du métabolisme respiratoire (MR)

Le métabolisme respiratoire est évalué par la mesure de l’intensité respiratoire (IR) des racines isolées de blé dur. L’intensité respiratoire est suivie à l’aide d’une électrode à oxygène de Clarck (Hansatech Ltd, Kinj’s Lym, U.K) (Figure 10) couplée à un ordinateur. Le milieu réactionnel renferme de l’eau distillée additionnée de tampon (phosphate 10 mM) ajusté à pH 7,2 et 0,5 à 1g de racines isolées.
La cellule en verre, d’un volume réglable de 1 à 2 ml est thermostatée à 25°C ± 0 ,02°C. La concentration initiale en oxygène du milieu d’électrode en équilibre avec l’atmosphère est de 240 µmoles (Djebar et Djebar, 2000).
Les mesures sont effectuées sur des racines isolées après une durée de 08 jours de traitement par les deux fongicides.

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Table des matières

Chapitre Ι. INTRODUCTION
1 – Origine et histoire
2. Description
3. Caractéristiques techniques
4. Production
5. Importance du blé en Algérie
5.1. Situation actuelle
6. Principales maladies du blé
6.1. Le piétin échaudage
6.2. Le Piétin verse
6.3 Helminthosporiose
6.4. La Rouille brune
6.5. La Rouille noire
6.6. La Rouille jaune
6.7. Les Septorioses
6.8. Oïdium
6.9 Fusarioses
6.10. Carie
6.11. Le Charbon
7. lutte biologique
8. Lutte biotechnologique.
9. lutte intégrée
10. lutte chimique
11. Les fongicides
11.1 Les divers groupes de fongicides
11.1.1 Les fongicides de contact
a) Les produits à base de métaux
b) Le soufre
11.1.2. Les fongicides systémiques
a) Les dérivés de l’acide carbamique et des benzimidazoles (carbamates)
b) Les systémiques inhibiteurs de la synthèse des stérols (IBS)
11.1.3 Cibles mouvantes
11.1.4 Mode d’action et site d’activité
– Les dérivés azolés et leur mécanisme d’action
– Le cytochrome P450
12. Objectif du travail
Chapitre ΙΙ. Matériel et méthodes
A. Matériel expérimental
1. Présentation du matériel biologique
1.1 Classification du blé dur (Gaussen, 1982)
1.1.1. Variété GTA dur
1.1.2. Variété Vitron :
2. Préparation des grains de blé
3. Fongicides utilisés
3.1 Flamenco SC
3.1.1. Structure chimique du fluquinconazole
3.1.2. Mode d’action
3.1.3. Utilisation
3.1.4. Formulation
3.2. Le tilt 250 EC
3.2.1 Mode d’action
3.2.2. Structure chimique du propiconazole
3.2.3. Utilisation
4. Conduite de l’essai au laboratoire
5. Paramètres étudiés
5.1. Paramètres morphométriques
5.1.1. Nombre moyen de racines. (NMR)
5.1.3. Longueur moyenne des tigelles (LMT)
5.1.4. Nombre moyen de feuilles (NMF)
5.1.5. Surface foliaire (SF)
5.2.Paramètres physiologiques
5.2.1.. Pourcentage de la germination
5.2.2.. Mesure du métabolisme respiratoire (MR)
5.3. Paramètres biochimiques
5.3.1. Dosage des chlorophylles a, b et (a+b) dans les feuilles
5.3.2. Dosage des protéines totales
5.3.3. Dosage de la proline
5.3.4. Dosage des sucres solubles
5.3.5. Dosage enzymatique
– Extraction enzymatique.
– Quantification des mesures spectrophotométriques
– Dosage de l’activité Catalase (CAT)
– Dosage de l’activité guaïacol-peroxydase (GPX)
– Dosage de l’activité ascorbate – peroxydase (APX)
5.4. Méthode statistiques d’analyse et de traitement des données
5. 4.1. Description des données
5. 4.2. Le test t de STUDENT pour échantillons indépendants
5. 4.3. Le test de l’analyse de la variance (ANOVA)
5. 4.4. Le test de FRIEDMAN
Chapitre ΙΙΙ. Résultats
A. Introduction
B. La longueur moyenne des racines (L.M.R.)
1- Traitement par le Fongicide Flamenco SC
2- Traitement par le Fongicide Tilt 250 EC :
C. La longueur moyenne des tigelles (L.M.T)
2- Traitement par le Tilt 250 EC
D. le nombre moyen de racines (N.M.R)
1- Traitement par le Flamenco SC :
2- Traitement par le Tilt 250 EC
E. Le nombre moyen de feuilles (N.M.F)
F. La surface foliaire (S.F.)
G. Le pourcentage de germination (P.G.)
H. Le métabolisme respiratoire (M.R)
1- Le fongicide flamenco SC
2- Traitement par le fongicide Tilt 250 EC
I. les chlorophylles a, b et a+b
1- Traitement par le fongicide Flamenco SC
2- Traitement par le fongicide Tilt 250 EC
K. Les protéines
L. La proline
M. Les sucres
N. Activité enzymatique
1- Activité de la catalase (CAT)
1.1. Cas du traitement par le Tilt 250EC
1.2. Cas du traitement par le Flamenco SC
2- Activité Ascorbate – Peroxydase (APX) :
2.1 Cas du traitement par le Tilt 250EC
2.2. Cas du traitement par le Flamenco SC
3- Activité enzymatique Guaïacol-Peroxydase (GPX)
3.1. Cas du traitement par le Tilt 250 EC
3.2. Cas du traitement par le Flamenco SC
CHAPITRE IV DISCUSSION
Discussion générale
PERSPECTIVES

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