L’épillet est l’unité basale de l’inflorescence, communément appelé grain de paddy [www.ebeninois.com/file/50462]. Les épillets sont portés par des ramifications secondaires par groupes de 2 à 7. Chaque épillet est uniflore, c'est-à-dire qu'il n'est composé que d'une seule fleur et est porté par un pédicelle. Il présente à sa base deux petites bractées, les glumes, surmontées de deux grandes bractées refermées l'une sur l'autre, les glumelles : une glumelle inférieure (la lemma) et une glumelle supérieure (la paléa) (fig. 7). Ces dernières, portant 5 nervures dont la nervure centrale surtout chez la lemma, peuvent se prolonger par une aristation dont la taille et la forme sont des caractères variétaux [VERGARA et ARRAUDEAU, 1992 ; www.afd.be/~plant-ch/riz/sexualit/ep-fl-riz.htm].
Figure 7: L'épillet du riz
Source: www.rizepillet.htm II.3.3- Fleurs
Après ablation des glumes et des glumelles, on peut observer le gynécée entouré par l'androcée. Du centre vers l'extérieur, on découvre : l'ovaire, contenant un seul ovule et surmonté de deux styles aux stigmates plumeux, six étamines portant les six anthères bilobées et, à la base, un périanthe réduit à deux petits organes incolores qu'on appelle les lodicules et
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dont le gonflement, à l'anthèse, provoque l'ouverture des glumelles [HUBERT, 1970 ; www.afd.be/~plant-ch/riz/sexualit/ep-fl-riz.htm] (fig. 8).
Figure 8 : Fleur d’Oryza sativa
Source : www.afd.be/~plant-ch/riz/sexualit/ep-fl-riz.htm II.3.4- Fruits
Les fruits sont des paddy qui sont un ensemble de graines de riz, enveloppés par la glume et la glumelle [LACHARME, 2001]. Ils ont environ 4 à 14 mm de long, 2 à 4 mm de large et de couleur blanche jaunâtre, plus ou moins rouge ou noire. Une panicule peut contenir environ 0,9 à 3,6 g de grain de paddy [ANGLADETTE, 1996 ; VERGARA et ARRAUDEAU, 1992].
Les graines sont des caryopses composées de 3 parties (fig. 10) : le tégument, l’albumen et l’embryon.
II.3.4.1- Le tégument
C’est un péricarpe mince de couleur variable, riche en vitamines, qui enveloppe l’albumen et l’embryon. Les téguments donnent le son [www.afd.be/~plant-ch/riz/conaiss/gerrizhtm.htm].
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II.3.4.2- L’albumen
C'est la partie comestible du riz constituée par des cellules amidonneuses opaques ou translucides ; de couleur blanche suivant les variétés. Les grains, à un stade de développement non complet, donnent les grains verts. Ces grains verts se trouvent à la base de la panicule et sur les talles les plus tardifs [www.afd.be/~plant-ch/riz/conaiss/gerrizhtm.htm].
II.3.4.3- L’embryon
Il est situé sous la glumelle inférieure, à la base de l'albumen et contient déjà tous les organes différenciés de la future plante. Le site occupé par l'embryon est repérable par le méplat (M) entouré par le péricarpe (P) (fig. 9) [www.afd.be/~plant-ch/riz/conaiss/gerrizhtm.htm].
L’embryon est en forme d’une radicule surmontée d’une gaine (coléorhize), d’une gemmule surmontée aussi d’une gaine (coléoptile), et entre les deux il y a un axe hypocotyle court. Sa dimension et sa forme est variable avec environ 3,5 à 8,5 mm de long et 1,5 à 3,5 mm de large. Son poids est d’environ 77 % à 82 % du paddy [www.afd.be/~plant-ch/riz/conaiss/gerrizhtm.htm].
Figure 9 : Grain de riz
Source : www.afd.be/~plant-ch/riz/conaiss/gerrizhtm.htm
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Figure 10 : Section longitudinale du grain de riz Source : www.rizfruit.htm
III- BIOLOGIE ET ECOLOGIE III.1- Biologie
La phase végétative de la plante peut durer en moyenne 4 mois selon les variétés [VALLOIS, 1996]. Elle est composée de 4 phases.
III.1.1- Phase de germination
C’est la germination immédiate des grains en dormance [www.afd.be/~plant-ch/riz/conaiss/gerrizhtm.htm]. L'embryon, à l'état de vie latente pendant toute la durée du stockage du grain, germe dès qu'il rencontre une humidité suffisante. Pour que les graines germent, il faut une température optimum de 30 à 35°C et qu'ils renferment au moins 50% de
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leur poids en eau [www.maep.gov.mg/filtecrizamel.htm]. Les grains de riz peuvent germer sous l'eau. On estime également qu'il n'y a pas de possibilité de germination à des températures moyennes inférieures à 13°C. La rapidité de développement de la tigelle dépend essentiellement de la température. La qualité de germination d'une bonne semence est caractérisée par sa faculté et son énergie germinative [ANGLADETTE, 1996 ; VERGARA et ARRAUDEAU, 1992].
Le développement d'un plant de riz, entre le début de la germination et la phase de tallage, suit, pour des mêmes conditions de milieu, une croissance très régulière en poids et en taille. Quand les conditions sont satisfaites, la radicule apparaît en 24 h puis, lors du 2ème jour, la tigelle commence à poindre [BART et al, 2003]. Vers le 5ème jour, la première feuille apparaît. Vers le 10ème jour le collet émet de nouvelles racines. Puis la tige et les racines croissent en longueur. C'est la taille et le diamètre au collet qui déterminent, au stade pépinière, le moment de la date de transplantation [LACHARME, 2001 ; ANGLADETTE, 1996].
III.1.2- Phase de croissance
C'est la période où le riz a la possibilité d'émettre des tiges secondaires et tertiaires donnant naissance à autant de panicules [LACHARME, 2001]. Le tallage commence une quinzaine de jours après le semis et se poursuit jusqu'à la floraison. C'est pendant cette phase que le riz est le plus sensible aux soins culturaux, notamment aux sarclages et aux apports d'engrais azotés en couverture [VERGARA et ARRAUDEAU, 1992].
Au moment du repiquage, la tige primaire, issue de l'embryon, disparaît presque totalement. Seuls survivent les nœuds de la base d'où partiront de nouveaux talles. L’émission de ces talles est lente au début et devient de plus en plus rapide [BART et al, 2003]. Chaque nouvelle tige produit de nouveaux talles. L'importance du tallage est fonction de la variété, de la richesse du sol, de la température, de l'éclairement et du nombre de brins par touffe [LACHARME, 2001]. Environ 50 à 60 jours après le repiquage, les touffes couvrent totalement les espaces entre les plants si les écartements sont normaux [ANGLADETTE, 1996].
III.1.3- Phase d’épiaison-floraison
La phase d'épiaison - floraison est une des plus critiques dans la vie de la plante. De mauvaises conditions de culture ou de milieu peuvent provoquer un avortement partiel ou
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total de la panicule. Elle débute 2 à 5 semaines après le tallage [www.maep.gov.mg/filtecrizamel.htm].
La phase est composée de différents signes, entre autres :
- le renflement de la partie supérieure de la tige qui forme un ventre, - l’émergence de la panicule de la feuille paniculaire après quelques jours, - l'inflorescence sur les tiges les plus vieilles qui est la montaison,
- l’ouverture des glumelles (fleurs) durant deux heures au maximum et apparition des étamines à l'extérieur (la floraison),
- la pollinisation ou la fécondation qui ne se fait que par beau temps sans vent.
Dix jours après la fécondation, les grains sont formés [ANGLADETTE, 1996 ; www.maep.gov.mg/filtecrizamel.htm].
III.1.4- Phase de maturation
La phase de maturation a lieu 20 à 40 jours après la floraison si les conditions climatiques sont favorables [www.maep.gov.mg/filtecrizamel.htm]. Bien écartés de la feuille paniculaire toujours dressée et fonctionnelle, les grains mûrissent : d'abord laiteux, ils deviendront pâteux puis mûrs. Les dernières feuilles et surtout les feuilles paniculaires, qui contexture est encore laiteuse puis pâteuse et enfin dure, consistante et craquante au moment de la pleine maturité. Les variétés hâtives mûrissent plus vite que les variétés à cycle long. La maturité se fait progressivement du haut vers le bas de la panicule : les grains de l'extrémité supérieure de la panicule mûrissent en premier. L'état de maturité se définit par l'état de dureté du grain aux différents étages de la panicule [www.maep.gov.mg/filtecrizamel.htm].
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III.2- Ecologie
La culture du riz est extrêmement diversifiée. Il est cultivé depuis la latitude 40° Sud, en Argentine, jusqu’à 53° Nord, en Chine, du niveau de la mer jusqu’à 1.500 m et plus d’altitude [RATSIMBA, 2005].
III.2.1- Les conditions climatiques III.2.1.1- La température
Les variations de température de l'air favorable à chaque étape de développement du plant de riz sont données par le tableau 1.
Tableau 1: Température de l’air de chaque étape de développement du plant de riz.
Etape de
Une réduction de la température est particulièrement néfaste lors de la germination et de l'initiation paniculaire. En culture aquatique, la température de l'eau est importante. Le minimum est de 13-14 °C, l'optimum de 30-34 °C et le maximum de 38-40 °C [CIRAD-GRET, 2002].
III.2.1.2- Besoin en eau
La production rizicole est conditionnée totalement par la pluviométrie, lorsqu'il s'agit de culture sèche. Pour ce type de culture, le riz a besoin de 160 à 300 mm d'eau par mois
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pendant toute la durée du cycle. Cependant, pour une culture irriguée le volume d'eau nécessaire est de 12.000 à 20.000 m3/ha pour maintenir le sol submergé pendant toute la durée du cycle du riz [ANGLADETTE, 1996]. Durant la période d’exploitation, les phases critiques en eau sont le tallage, l'épiaison, la montaison et la maturation. Les besoins en eau sont en corrélation avec la nature du sol : sur sols argilo-limoneux, on peut cultiver le riz avec seulement 800 à 1000 mm d'eau [www.maep.gov.mg/filtecrizpluv.htm].
III.2.1.3- Humidité relative
L'humidité relative de l'air a une grande influence sur la végétation; plus elle est élevée, plus on assiste au développement de maladies cryptogamiques. La floraison du riz nécessite 70 à 80% d'humidité. En culture irriguée, une sécheresse atmosphérique peut être un facteur accroissant le rendement. La floraison exige 70 à 80 % d’hygrométrie [ANGLADETTE, 1996].
III.2.1.4- Vent
Le plant de riz nécessite un vent léger pour accélérer la transpiration mais il n'aime pas les vents trop forts qui peuvent déraciner les jeunes plants après repiquage ou provoquer la pourvu que les conditions précédentes, concernant surtout la chaleur et l'eau, soient satisfaites [www.maep.gov.mg/filtecrizpluv.htm].
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III.2.2- Conditions édaphiques
Le riz préfère les sols à texture fine avec 40 à 60 % d'argile et de pH 7 à 9.
Le sol idéal pour une culture sèche doit être riche, meuble, limoneux ou limono-argileux, tandis qu’en culture aquatique le sol doit être plus argileux (50%) alluvionnaires, argiles noires tropicales, ferralitique et organique. La présence de sulfures ou de sulfates est défavorable pour la riziculture [ANGLADETTE, 1996].
III.2.3- Les écosystèmes
III.2.3.1- Les écosystèmes aquatiques
La riziculture aquatique englobe toute culture de riz qui se pratique en sols de rizière sous une lame d’eau durant tout le cycle cultural. Les écosystèmes aquatiques représentent 88% des superficies totales en culture de riz [CIRAD-GRET, 2002]. La riziculture aquatique se subdivise en deux sous-types :
III.2.3.1.1- La riziculture irriguée
On assiste à une parfaite maîtrise de l’eau car les dates d’arrivée et de retrait ainsi que la hauteur de la lame d’eau sont maîtrisées (fig. 11). Elle représente 55% des superficies rizicoles mondiales [COURTOIS, 1998].
Figure 11 : Riziculture irriguée Source : COURTOIS, 1998
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III.2.3.1.2- La riziculture inondée
C’est une riziculture sans maîtrise d’eau car on ne se soucie ni des dates d’arrivée et de retrait, ni de la hauteur de la lame d’eau (fig. 12). Dans ce cas, le système de culture le plus répandu est le semi direct et on utilise des variétés rustiques qui sont bien adaptées au régime hydrique [COURTOIS, 1998].
III.2.3.2- L’écosystème terrestre
La riziculture pluviale
La riziculture pluviale désigne toute culture de riz pratiquée sur sol exondé d’un versant ou de la partie sommitale des collines et dont l’alimentation hydrique est totalement assurée par la pluviométrie (fig. 13). Ce système représente 12% des superficies rizicoles mondiales [COURTOIS, 1998].
Figure 12 : Riziculture inondée Source : COURTOIS, 1998
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Figure 13 : Riziculture pluviale Source : COURTOIS, 1998
IV- LES BACTERIES RESPONSABLES DES MALADIES DE LA RIZICULTURE Les bactéries peuvent provoquer des dégâts importants comme la mort des jeunes plantules et la réduction du rendement qui peut aller jusqu'à 50 %. Quelques bactéries responsables sont recensées.
- Xanthomonas campestris pv.oryzae qui est à l’origine du flétrissement bactérien des feuilles. Les pertes de rendement, dans les champs gravement contaminés, se situent entre 20 et 30 % et peuvent atteindre 50 % [ROBERT et PAMELA , 1992]. Les symptômes sont suffisamment caractéristiques pour être reconnus à l'œil nu. Bien que présente dans la culture, la maladie peut d'abord passer inaperçue (absence de symptômes) puis, former de petites nécroses sur les feuilles [AGRAWAL et al, 1994].
Sur les plantules, le flétrissement apparaît tout d'abord comme une petite tache mouillée, à la périphérie des feuilles inférieures pleinement développées. Avec l'extension des taches, les feuilles jaunissent, sèchent et se fanent. Sur le limbe, les lésions apparaissent en général sur les bords, à partir de la pointe, et s'agrandissent avec un contour ondulé, puis deviennent jaunes et sèches. Les zones voisines des parties saines sont trempées [BORO, 2002] (fig. 14).
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Dans les champs très contaminés, les grains peuvent être également atteints et la maladie se manifeste sur les glumes par des taches de couleur altérée entourées d'une marge mouillée. Sous les tropiques, on rencontre deux autres types de symptômes: le kresek, ou le dessèchement des feuilles et des plants entiers; et l'apparition de feuilles d'un jaune pâle à un stade ultérieur de croissance [SOMDA et al, 2004 ; SERE et NARCO, 1992].
Figure 14 : Flétrissement bactérien des feuilles Source : Plant pathology, 1997
- Xanthomonas campestris pv. oryzicola est responsable de la maladie des stries bactériennes [VALES et RAZAFINDRAKOTO, 1996]. Les températures élevées sont propices à sa propagation. Les pertes enregistrées varient entre 8,3 et 17,1 % pendant les saisons des pluies, et entre 1,5 et 5,9 % pendant les saisons sèches. Les premiers symptômes apparaissent entre les nervures des jeunes feuilles sous forme de stries courtes de 0,5 à 1 mm de large et de 3 à 5 mm de long de couleur vert sombre avec un aspect translucide humide.
Les stries sont longitudinales mais peuvent s’étendre latéralement [SERE et NARCO, 1992].
Des gouttelettes jaunes se forment, correspondant à des exsudats bactériens qui apparaissent à la surface des lésions linéaires dans des conditions humides (fig. 15). Les feuilles se dessèchent en virant au blanc grisâtre. Les parties blanchies sont envahies par des saprophytes [VALES et RAZAFINDRAKOTO, 1996].
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Figure 15 : Maladie des stries bactériennes
Source : Cliché DODELYSb
- Pseudomonas fuscovaginae provoque la pourriture de la gaine foliaire du riz. La maladie est favorisée par des températures basses (14 à 20°C) et par une humidité élevée[ROBERT et PAMELA, 1992]. Elle peut engendrer des pertes de plus de 50%. Elle se manifeste par des lésions d’aspect huileux sur les feuilles de base des jeunes plants. Les taches se nécrosent en s’agrandissant et forment de larges zones de couleur brun gris (fig. 16). Une forte attaque à ce stade peut provoquer la mort des jeunes plants [LEE e al, 2003]. Mais le stade le plus sensible est la formation des panicules pendant laquelle des stries anguleuses d’aspect huileux et de couleur brun foncé sur les gaines foliaire et paniculaires apparaissent. Les stries s’agrandissent et prennent une forme irrégulière. Les lésions peuvent atteindre 20 cm de longueur. La maladie entraîne une mauvaise émergence des panicules [SERE et NARCO, 1992].
Figure 16 : Pourriture de la gaine foliaire du riz Source : Plant pathology, 1997
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET
METHODES
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I- MATERIELS
I.1- Matériels utilisés
I.1.1- Echantillons de semences
Trois échantillons de semences de variétés de riz à savoir : Fofifa X263, Fofifa X265 et VL (Vary Laniera) sont testés durant l’expérience.
I.1.2- Milieu de culture
Le milieu Nutrient Agar (NA) est utilisé pour l’isolement et la conservation des bactéries.
La composition de ce milieu de culture se trouvent à l’annexe V.
I.1.3- Substrat
Un sol destiné à la riziculture, mélangé à du sable et des mousses, est utilisé pour l’expérience.
II- METHODES
La méthodologie est divisée en trois étapes.
II.1- ISOLEMENT DES BACTERIES DES SEMENCES
Cette étape relate la collecte des matériels végétaux, l’isolement, la purification des microorganismes isolés, l’identification préliminaire et la conservation des souches.
Cette étape a pour but d’isoler les bactéries qui sont présentes chez les semences de riz.
II.1.1- Principe
La plupart des bactéries responsables des maladies du riz est transmise par la semence.
Il existe différentes manière pour isoler les microbes présentes en surface des graines du riz.
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Celle que nous avons adoptée est le dépôt direct des graines coupées en petites morceaux sur des milieux de culture solides. Les bactéries obtenues sont ensuite transférées sur un nouveau milieu de culture, c’est la purification.
La purification des bactéries est basée sur la technique d’isolement par épuisement et chaque microbe vivant (dite revivifiable) donne, en se multipliant, des colonies visibles à l’œil nu, après incubation dans un milieu gélosé favorable.
II.1.2- Mode opératoire
II.1.2.1- Collecte des matériels végétaux
Les semences que nous avons utilisées proviennent du SEEDLAN (SEhatra- Ezaka- Doria- LANiera), un producteur local de semences situé dans le Lemak’i Laniera.
Chaque échantillon est mis dans des sachets stériles en plastique, fermés hermétiquement pour éviter toute contamination avec le milieu extérieur.
II.1.2.2- Isolement et purification des bactéries
Les graines sont coupées en petits morceaux et déposées sur des milieux de culture gélosés (NA) en raison de 5 morceaux par boîte de 90 mm à raison de 4 boîtes par échantillons. Les boîtes sont incubées à température ambiante pendant 24 à 48 h. Une observation est effectuée tous les jours. Chaque type de colonies émergeant des explants est prélevé à l’aide d’une pipette préalablement stérilisée à la flamme d’un bec Bunsen, et dilué dans quelques microlitres d’eau distillée stérile. La suspension bactérienne ainsi obtenue est prélevée à l’aide de la boucle de la pipette, et ensemencée sur le milieu de culture pour la purification en faisant des stries serrées partant d’un bout à l’autre de la boîte. Les boîtes sont incubées à température ambiante pendant 24 à 48 h.
D’autres repiquages sont nécessaires quand les colonies isolées ne sont pas encore pures.
II.1.2.3- Identification des souches bactériennes purifiées Elle se fait à partir d’une souche pure.
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Test à l’état frais
Avec une souche jeune de 24 h, l’inoculum est pris à l’aide d’une anse préalablement stérilisée à la flamme du bec Bunsen, puis mélangé avec une goutte d’eau déposée sur une lame porte objet. Le mélange est couvert avec une lamelle puis observé microscopiquement avec un objectif à l’huile d’immersion 100X.
Réaction de Gram (Test de solubilité dans KOH, LELLIOT et STEAD, 1987)
A l’aide d’un cure-dent stérile, les bactéries sont prélevées à partir d’une culture pure de 24-48 heures et frottées rapidement dans une goutte d’une solution aqueuse de KOH 3%
préalablement déposée sur une lame de verre. Au bout de quelques secondes, on soulève le cure-dent de quelques cm au-dessus de la lame. S’il se forme un filet visqueux, la bactérie est Gram négatif. Les bactéries Gram positif ne produisent pas de filet.
II.1.2.4- Conservation
La conservation permet de maintenir la croissance des microorganismes à une vitesse ralentie en vue d’une utilisation ultérieure.
Deux modes de conservation sont utilisés.
Type 1 : conservation à court terme (6 mois maximum)
Les bactéries isolées et purifiées sont prélevées à l’aide d’une anse stérile, ensuite ensemencées dans un tube contenant de la gélose en pente. Après une incubation de 24h à température ambiante, les tubes sont conservés à +4°C au réfrigérateur.
Type 2 : conservation à long terme
Les mêmes souches bactériennes sont cultivées dans un milieu de culture liquide pendant 24 h, mélangées ensuite avec une proportion de 1/3 de glycérine préalablement stérilisée dans un cryotube en raison de deux cryotubes par souches et incubées à -20°C.
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II.2- RECHERCHE DES BACTERIES DES PLANTULES MALADES DU RIZ L’objectif de cette étape est d’isoler et d’identifier les bactéries présentes dans les plantules malades.
II.2.1- Principe
La culture de riz, comme la plupart des cultures, peut être attaquée par des bactéries tout au long du cycle de développement. L'attaque commence dès que la graine tombe au sol, se poursuit jusqu’à la germination et la croissance du végétal, et se termine par la mort de celui-ci. Ce contact est aussi étroit puisque l'on peut détecter plus de 106 bactéries/g de feuilles et plus de 109 bactéries/g de racines. La plupart de ces micro-organismes vivent probablement en saprophyte (ce qui signifie qu'ils n'exercent - a priori - aucune action sur le végétal), d'autres exercent un effet néfaste (organismes pathogènes par exemple) et d'autres peuvent, au contraire, protéger et favoriser le développement du végétal (organismes dits promoteurs de croissance, agents microbiens de lutte biologique ou symbiotiques fixateurs d'azote, etc.).
II.2.2- Mode opératoire
II.2.2- Mode opératoire