Université Ferhat Abbas SETIF Faculté des Science de la Nature et de la Vie Département de Biologie et Ecologie Végétale
Module Pathologie et Protection des Plantes
Master 1 - Biodiversité et Physiologie Végétale
EL HADEF EL OKKI L.
LA PHYTOPATHOLOGIE :
L'étude des différents accidents ou maladies atteignant les plantes en cours de croissance et, après récolte, les altérations de leurs produits, constitue la Pathologie Végétale. Le terme de Phytopathologie, couramment employé, comprenait autrefois, outre les maladies proprement dites, les dégâts causés par les insectes et les ravageurs, possédant un sens plus restreint aujourd'hui, il est spécialement réservé aux troubles causés par l'action d'êtres vivants (maladies parasitaire), de virus (viroses), d'agents externes (maladies non parasitaires) ou ceux résultant d'un défaut de fonctionnement de la plante elle-même (désordres physiologiques).
Donc, la phytopathologie se définit comme étant l'étude des micro-organismes et des facteurs environnementaux qui induisent des maladies chez les plantes, les mécanismes par lesquels ces différents éléments agissent et les méthodes de prévention ou de contrôle des maladies.
En général, les maladies causées par les insectes et les animaux supérieurs ne font pas partie de la phytopathologie.
Le mot phytopathologie vient du grec phyto, qui signifie plante, pathos, qui signifie maladie et Logos qui signifie étude. À l'intérieur de la pathologie, on distingue souvent l'étiologie, qui étudie les causes des maladies, et l'épidémiologie, qui traite de leur développement.
L'absence de contrôle sur une maladie de plante peut avoir des conséquences dramatiques sur la production et la qualité des produits. Elle en résulte souvent une augmentation des prix, la possible apparition de toxicité, le bouleversement d'un écosystème qui se répercutent obligatoirement sur l'économie.
1. MALADIES DES PLANTES :
Les maladies des plantes sont causées par des agents à la fois infectieux et non infectieux.
L'organisme parasite qui cause la maladie est appelée un agent pathogène et la plante envahie par l'agent pathogène et lui servant de source de nourriture est désigné comme un hôte.
Un environnement favorable est d'une importance cruciale pour le développement de la maladie, même les plantes les plus sensibles qui sont exposées à des quantités énormes d'un inoculum de l'agent pathogène ne vont pas développer la maladie à moins que les conditions environnementales soient favorables.
Des pathogènes peuvent avoir comme spectre d'hôte quelque dizaines voire centaines d'espèces végétales. Les maladies des plantes sont parfois regroupées par types de symptômes (pourriture racinaire, flétrissements, taches foliaires, rouilles, brouissures, niellure), par types d'organes qu'elles affectent (maladies racinaires, maladies des tiges, maladies foliaires), par type de plantes affectées (herbacées, maraîchères, ...etc.), mais le critère le plus utile reste la classification par le pathogène responsable de la maladie.
1.1 Définition d’une maladie de plante :
Une maladie de plante peut-être définie par une succession de réponses invisibles et visibles des cellules et des tissus d’une plante, suite à l’attaque d’un micro-organisme ou à la modification d’un facteur environnemental qui provoquent des bouleversements de forme, de fonction ou d’intégrité de la plante. Ces réponses peuvent induire une altération partielle voire la mort de la plante ou de certaines de ses parties.
1.2 Le triangle de la maladie : Pour que la maladie se manifeste ;
1) Tout d'abord, il doit y avoir un hôte qui est susceptible (prédisposé) à devenir malade. Par exemple, certains champignons pathogènes des plantes principalement attaquent les jeunes racines et plants, donc nous pouvons dire que les plantes plus âgées ne sont pas susceptibles à la maladie.
2) Deuxièmement, il doit y avoir un agent pathogène, que nous appelons parfois «l'agent causal », qui est capable d'attaquer la plante.
3) Troisièmement, l'interaction entre l'agent causal et la plante doit se produire dans un environnement qui est favorable (propice).
Nous pouvons illustrer l'importance de ces trois facteurs avec un modèle appelé le «triangle de la maladie» (Figure 1).
Figure1 Triangle de la maladie
Le triangle de la maladie fournit également un moyen de penser à lutter contre les maladies des plantes, car si nous pouvons éliminer ou réduire l'importance de l'une quelconque des trois côtés du triangle, nous pouvons éliminer ou réduire la maladie. Sauf les trois côtés du triangle sont présents, la maladie ne se produira pas. Par exemple, pour un champignon pathogène, l'application d'un fongicide peut tuer l'agent pathogène et éliminer le côté du triangle
"pathogène virulent". Or, si nous plantons des cultures avec une résistance génétique à un agent pathogène («résistance» est le contraire de «susceptibilité»), nous pouvons éliminer ou réduire le côté du triangle de la maladie étiqueté «hôte sensible ».
Comme autre exemple, certains agents pathogènes des plantes ont besoin d'eau pour attaquer les racines des plantes, nous pouvons éliminer l'«environnement favorable» en drainant l'eau du sol, ou en plantant lorsque le sol est sec.
Pour toutes les maladies des plantes, nous pouvons penser à des façons d'utiliser le triangle de la maladie pour découvrir des mesures de lutte contre la maladie.
1.3 Types De Maladies : On peut donc classer les maladies de plantes comme suit :
Maladies infectieuses (biotiques) : Causées par : - des champignons et oomycètes
- des procaryotes (bactéries et molécules).
- des virus et viroïdes.
Maladies non infectieuses (abiotiques) : Causées par : - températures trop basses ou trop hautes,
- manque ou excès d'humidité.
- manque ou excès de lumière.
- manque l'oxygène.
- pollution atmosphérique.
-déficiences nutritionnelles.
- toxicité minérale.
- acidité ou alcalinité du sol.
- toxicité des pesticides.
- mauvaises pratiques culturales.
3. LES AGENTS PATHOGENES :
3.1. Caractères généraux : Avant d'envisager une lutte contre une maladie de plante, il est nécessaire d'identifier le pathogène responsable et de connaître son écologie, son cycle de développement et ses modes de dissémination et de maintien dans l'environnement. Il faut cependant garder à l'esprit que plusieurs pathogènes peuvent infecter une plante.
3.2 Agents subcellulaires 3.2.1. Viroïdes (15 espèces) :
Ce sont des parasites intracellulaires stricts constitués d’ARN mono caténaire circulaire de 250 à 375 nucléotides, sans capacité codante, sans propriété antigénique. Leur réplication et multiplication dépend de la machinerie cellulaire de l’hôte. Leur mode d’action est encore inconnu.
On suppose qu’ils provoquent des interférences sur le métabolisme des ARN cellulaires. Les viroïdes induisent des nanismes, des déformations, des dépérissements. Leur identification n’est possible que par hybridation moléculaire. Leur transmission est essentiellement mécanique et certains insectes peuvent éventuellement servir de vecteur sans spécificité.
Exemple de maladies : Tubercules en fuseau de la pomme de terre (Potato spindle tuberviroid PSTV)
3.2.2. Virus (plus de 500 espèces) :
Ce sont des parasites intracellulaires stricts. Leur acide nucléique peut être du DNA (minorité) ou du RNA mono ou bi caténaire, circulaire ou linéaire, de polarité positive ou négative. Le génome peut être divisé et permet l’expression de protéines non structurales pour la réplication virale et le mouvement de cellule à cellule et de protéines structurales (capside).
La taille des génomes varie de 1500 à 15-20000 nts avec une capacité codante de 4 à 10 gènes. Leurs modes d’action sont souvent peu connus.
Les infections virales provoquent de nombreux types de symptômes (nanisme, chloroses, nécroses, mosaïques, rabougrissements, jaunisses, ...etc.) qui sont parfois exploités en horticulture pour leur propriétés ornementales (zébrures, taches sur feuilles et pétales de variétés horticoles). Les symptômes sont souvent insuffisants pour identifier le pathogène car ils dépendent du milieu, de la variété de plante, et de la souche virale.
En général, l’appel à des tests sérologiques et moléculaires est souvent nécessaire pour compléter les identifications biologiques sur plantes indicatrices. Sur plante hôte, le passage du virus de cellule à cellule se fait par les plasmodesmes et le transport dans la plante entière, s’il existe, utilise le système vasculaire. La transmission des virus se fait par contact physique
(greffe, blessure) ou par des vecteurs (insectes, champignons, nématodes) selon un mode persistant ou non, avec une grande spécificité.
Exemple de maladie : Mosaïque du tabac, du concombre, sharka (pêchers, pruniers, abrico- tiers ...etc.).
3.3. Agents cellulaires
3.3.1. Bactéries (200 espèces) :
- Bactéries phytopathogenes, sont des Procaryotes de 0,8 à 2 μm dont le génome est porté par un chromosome bactérien appelé nucléoïde (~ 106 pb, circulaire) et par des plasmides (ADN circulaire, n x 106 pb) pouvant être transmis horizontalement entre individus d’espèces identiques ou non. Les plasmides portent parfois les gènes impliqués dans l’interaction du pathogène et de la plante (Agrobacterium, Rhizobium, Pseudomonas).
Les mécanismes de pathogénèse sont très variés : synthèse de toxines (certaines Corynébactéries), d’antibiotiques, hormones et régulateurs de croissance (Agrobacterium, Corynebacterium), enzymes lytiques (pectate lyase et méthylestérases d’Erwinia carotovora), transfert d’ADN dans la cellule végétale (Agrobacterium).
Les bactéries peuvent être en forme de bâtonnet, sphérique, spirale, ou filamenteuses.
Certaines bactéries peuvent se déplacer dans des milieux liquides au moyen de flagelles, tandis que d'autres ne possèdes pas de flagelles. Les bactéries filamenteuses (Streptomyces) peuvent produire des spores, appelées conidies, à l'extrémité du filament. D'autres bactéries, cependant, ne produisent pas de spores.
Les bactéries se multiplient avec une rapidité étonnante, et leur importance en tant que pathogènes provient principalement du fait qu'ils peuvent produire un nombre considérable de cellules dans un court laps de temps.
Les infections bactériennes provoquent des symptômes variés (dépérissements, pourritures, tumeurs, nécroses, chancres, flétrissements). Certaines bactéries vivent en symbiose avec les plantes en permettant la fixation de l’azote au niveau de nodules racinaires ou aériens (Rhizobium sp. et Bradyrhizobium sp.). L’identification repose sur l’isolement et l’observation en microscopie (morphologie, Gram, présence de flagelles, ...), les tests biochimiques, sérologiques et moléculaires (hybridation, PCR,...).
Six genres bactériens sont principalement impliqués dans les maladies de plantes :
-Agrobacterium : galle du collet (crown gall) (A. tumefaciens) chevelu racinaire (hairy root) (A. rhizogenes).
- Erwinia : feu bactérien des pomoïdes (E. amylovora), flétrissement des cucurbitacées (E.trachetphila), jambe noire de la pomme de terre (E. carotovora subsp atroseptica)
- Pseudomonas : nécroses sur arbres fruitiers (Burkholderia, Comamonas, Pseudomonas ,Ralstonia, P. syringae).
- Xanthomonas : nécrose bactérienne de la vigne (X. ampelina), pourriture noire du chou ou chancre des agrumes (X. campestris).
-Streptomyces : galle commune de la pomme de tere (S. scabies).
-Corynebacterium : (Clavibacter, Corynebacterium, Curtobacterium, Rhodococcus) croissance anormale (C. fascians).
Certaines bactéries vivent en symbiose avec les plantes en permettant la fixation de l’azote au niveau de nodules racinaires ou aériens (Rhizobium sp. et Brady rhizobium sp.).
La transmission et la conservation des bactéries se fait par les débris et les organes végétaux morts et souillés. Les pratiques culturales (tailles, récoltes, irrigation, ...), les échanges internationaux (semences et organes de propagation végétative), les insectes, les nématodes, la pluie et le vent sont autant de sources possibles de dissémination des bactéries phytopathogènes.
3.3.2. Mollicutes : Procaryotes strictement endophytes.
Il s’agit de bactéries ayant subi une évolution régressive à partir de bactéries à Gram positif ayant perdu la capacité de former une paroi par réduction du génome (0,65 à 1.106 pb). Il en existe quatre types :
Phytoplasmes ou mycoplasma-like organismes non cultivables pour l’instant.
Spiraplasmes (S. citri), cultivable.
Deux types de Rickettsia-like organisme (RLO) spécifiques du xylème ou du phloème.
Nanisme, balais de sorcières, proliférations, jaunisse : les symptômes provoqués étaient souvent attribués à des infections virales avant l’identification des mollicutes qui reste difficile en particulier pour les espèces non cultivables. Certains outils moléculaires et immunologiques sont disponibles.
La transmission des mollicutes se fait par greffes ou par des insectes vecteurs (Cicadelles) qui se nourrissent de la sève du liber. Ces vecteurs sont aussi source d’amplification des mollicutes qui s’y développent dans différents organes.
Exemple de maladies : entêtement des agrumes, dépérissement du poirier, prolifération de la pomme de terre, flavescence de la vigne.
