Histologie, cytologie et physiologie
des réactions de défense
Diversité des interactions entre les racines de plants de tomate (Lycopersicon esculentum), de concombre (Cucumis sativus) et les composantes d'un complexe de Pythium spp. isolé de cultures hors-sol
Patrice REY
Thèse soutenue le 3 Juin 1996 à l'Université de Bretagne Occidentale
Travaux réalisés :
- dans le laboratoire de Microbiologie et Biochimie sous la direction du Pr. Y. Tirilly (Université de Bretagne Occidentale)
- dans le laboratoire de Cytologie Moléculaire du Pr. N. Benhamou (Université Laval, Québec, Canada)
De récentes études épidémiologiques conduites en cultures hors-sol ont montré l'existence d'un complexe d'espèces de Pythium spp. de pathogénicités différentes sur racines de tomate. L'objectif de ce travail a été d'évaluer, par une meilleure compréhension des relations plante/ Pythium spp., les risques pathologiques inhérents à ces micro-organismes.
Dans une première étude, une technique immunocytochimique a permis de montrer que les racines ne présentant pas de symptômes apparents sont fréquemment colonisées par les hyphes de Pythium spp. en serres commerciales hors-sol. Lors de ces infections, souvent attribuées aux Pythium du groupe F, les filaments mycéliens pénètrent dans les tissus internes de racines de plantes adultes en induisant des dommages très limités Dans ces conditions culturales, les pertes de rendement avoisinent 7%. A l'occasion d'une hypoxie, ces phénomènes sont accentués et des symptômes de pourritures racinaires sont alors notés. Ces derniers résultats témoignent du caractère fondamental des stress abiotiques dans la réceptivité racinaire aux Pythium spp. et de la nécessité d'apprécier cette réceptivité lors d'une évaluation des risques.
Une attention particulière a été portée aux relations plante/Pythium du groupe F qui représentent la grande majorité des isolats de Pythium spp. Des études cytochimiques et ultrastructurales de leur processus infectieux à l'intérieur des tissus racinaires de tomate et de concombre ont confirmé les aptitudes pathogènes de ces champignons. Les altérations et dommages cellulaires sont cependant essentiellement localisés au niveau du cortex des racines. La présence de filaments mycéliens est associée avec la formation de barrières physiques et chimiques dans les tissus internes de la plante, qui vont inhiber le développement de l'infection et provoquer une dégénérescence manifeste des hyphes. Ces observations contrastent particulièrement avec les altérations conséquentes localisées au niveau de tous les tissus racinaires suite à une inoculation par P. aphanidermatum, champignon connu pour son fort pouvoir pathogène.
Le comportement in planta du mycoparasite P. oligandrum, qui est aussi une composante du complexe de Pythium spp., a fait l'objet d'investigations ultrastructurales et cytochimiques. L'aptitude de P. oligandrum à pénétrer les tissus racinaires de tomate et à induire de fortes réactions de défense est démontrée pour la première fois. La mort des cellules fongiques suite aux réactions de la plante est très rapide. Ce déclenchement intense de mécanismes de défense présente un grand intérêt et demande un examen plus approfondi dans une perspective de protection intégrée incluant ce champignon.
Ces études microscopiques ont mis en évidence les aptitudes pathogènes différentes de certaines espèces formant le complexe de Pythium spp., cependant la séparation entre agent pathogène majeur et mineur est parfois aléatoire. Ainsi, les Pythium F qui possèdent les caractéristiques de pathogènes mineurs, pénètrent et perturbent la physiologie racinaire sans manifestation systématique de symptômes; cependant ils développent une aptitude nécrogène importante à la suite d'une fragilisation des plantes. Ces interactions sous l'influence de stress demandent donc à être précisées.
La dernière partie est consacrée à la recherche de molécules susceptibles d'exercer un effet inhibiteur ou délétère sur la croissance des plantes. Lors de tests biologiques, des symptômes de types auxiniques sont observés suite aux inoculations de plantules par les filtrats de culture de Pythium du groupe F. Des études biochimiques ont montré que ces Pythium F mais aussi P. irregulare possèdent une capacité de synthèse des molécules auxiniques (Acide Indole-3-Acétique et/ou tryptophol) élevée par rapport à 8 autres espèces de Pythium spp. D'autre part, ces deux micro-organismes se démarquent par leur aptitude à produire des quantités importantes d'auxine(s) à partir d'une molécule comme le tryptophane. L'implication de ces métabolites dans les relations hôte/parasite est discutée.
Dernière mise à jour: 28 Mai 1998