L'enroulement viral de la vigne et la cochenille Phenacoccus aceris

Plusieurs années d'expérimentations révèlent que cette espèce est vectrice de la maladie

Voilà dix ans que les recherches sur la transmission de l'enroulement viral de la vigne par des cochenilles ont débuté en France, en particulier sur les espèces de cochenilles présentes dans les vignobles septentrionaux. L'une d'elles, Phenacoccus aceris, est souvent observée, notamment sur les vignes de la Côte bourguignonne jusqu'au Beaujolais. Nous présentons ici une étude épidémiologique conduite sur une parcelle contaminée par l'enroulement et infestée par P. aceris, ainsi que des expérimentations permettant d'évaluer les capacités vectrices de cette cochenille farineuse. Suite à ces travaux, le verdict est sans appel...

L'enroulement viral de la vigne est une maladie connue depuis le XIXe siècle et présente dans tous les pays viticoles du monde. On a longtemps pensé qu'elle n'était transmise que par le matériel végétal contaminé. Mais de nombreuses études effectuées à partir des années 1980 ont mis en évidence des cas de dispersion naturelle d'enroulement au vignoble malgré l'utilisation de matériel végétal certifié sain.

Ce constat a amené les chercheurs à se pencher sur l'existence d'insectes vecteurs capables de transmettre le virus de vigne à vigne. Le premier virus transmis expérimentalement avec succès est le Grapevine virus A (GVA), Vitivirus couramment associé avec l'enroulement viral et agent de la maladie des cannelures (complexe du bois strié) (Rosciglione et al., 1983). Depuis, de nombreuses cochenilles ont été impliquées dans la transmission de l'enroulement viral et du complexe du bois strié (Boscia et al., 1993 ; Fortusini et al., 1997 ; Petersen and Charles, 1997 ; Golino et al., 2002 ; Sim et al., 2003 ; Zorloni et al., 2006 ; Hommay et al., 2008). Nous avons étudié la responsabilité de la cochenille farineuse P. aceris dans la diffusion de la maladie au vignoble. En parallèle, nous avons mené des expériences de transmission visant à évaluer ses potentialités vectrices vis-à-vis des espèces d'enroulement et du complexe du bois strié.

La maladie de l'enroulement viral

Symptomatologie et dégâts

Les symptômes de l'enroulement viral se caractérisent par une décoloration des limbes des feuilles. Dès juin, on constate l'apparition de taches rougeâtres sur les feuilles basales des cépages rouges (photo en médaillon). Sur les cépages blancs, le jaunissement des limbes (photo 1) est plus difficile à déterminer car les confusions sont possibles avec d'autres symptômes (phytoplasmoses, carences minérales). Ensuite, les limbes des feuilles s'épaississent, deviennent cassants et s'enroulent vers l'intérieur. Le rougissement du feuillage s'étend progressivement jusqu'à l'automne à l'ensemble des feuilles des rameaux (photo 2).

La maladie s'extériorise bien sur les cépages de Vitis vinifera, mais à l'inverse les porte-greffe contaminés ne présentent pas de symptômes. Ainsi, des observations ne suffisent pas toujours à déceler une contamination : celle-ci peut être latente lors de la plantation d'une vigne avec des porte-greffe virosés.

Selon les années, un même cep contaminé exprime plus ou moins de symptômes. Par exemple on a noté suite aux fortes chaleurs de 2003 une prévalence plus faible de l'enroulement dans les vignes en Bourgogne et Champagne.

Un complexe de virus

L'enroulement de la vigne est causé par des virus, agents infectieux microscopiques et parasites cellulaires obligatoires.

Onze espèces de la famille des Closteroviridae ont été décrites en association avec les symptômes d'enroulement. Elles sont appelées GLRaV-1 à -9 (Grapevine LeafRoll-associated Virus) ainsi que GLRaV-Pr, -De, et –Cyp, le GLRaV-8 ayant été exclu. Ces virus filamenteux (photo 3) sont inféodés aux vaisseaux du phloème qu'ils obstruent, empêchant les produits de la photosynthèse de parvenir depuis les feuilles jusqu'aux baies. L'amidon s'accumule dans les chloroplastes dégénérés, ce qui épaissit et fragilise les limbes.

À ce jour, la vigne est la seule plante hôte connue de l'enroulement. En France, on n'a détecté que trois espèces en condition naturelle. Le GLRaV-1 est majoritaire en vignobles septentrionaux, le GLRaV-2 dans le Bordelais et le GLRaV-3 en vignobles méditerranéens.

Conséquences sur la production

La présence de l'enroulement viral dans une vigne provoque une baisse de la photosynthèse ce qui fait diminuer la quantité de raisins produits. La maladie a des répercussions différentes selon les espèces de GLRaVs impliquées et les cépages touchés.

La baisse de rendement, en moyenne de 15 à 30 %, peut aller jusqu'à 60 % pour les parcelles les plus touchées. La baisse de production de raisin s'accompagne d'une moindre qualité des baies. Les raisins des ceps atteints mûrissent tardivement et de façon irrégulière. Leur teneur en sucre à la récolte est moins bonne, d'où un faible degré alcoolique probable (jusqu'à – 14 % d'alcool probable selon les cépages), une acidité totale plus élevée ainsi qu'une teneur médiocre en polyphénols (Boudon-Padieu et al., 2000).

Bien que non létale pour la plante, la contamination d'un cep par l'enroulement est irréversible. Une vigne « enroulée » représente ainsi une perte économique sur le long terme.

Étude épidémiologique d'une parcelle

L'enroulement viral est fréquemment répandu dans nos vignobles septentrionaux. Mais, faute d'étude d'envergure, il est difficile d'évaluer précisément la quantité de parcelles infectées et la gravité des contaminations pour l'ensemble d'un vignoble. Les études disponibles, effectuées par les interprofessions viticoles, les Chambres d'Agriculture et les comités techniques, se concentrent sur des réseaux de parcelles ayant pour but de suivre la dynamique de l'enroulement sur une période donnée.

2 800 ceps suivis depuis 2003

Un suivi épidémiologique a été conduit sur une parcelle de pieds mères de greffons située dans le Mâconnais (Bonzon, Saône-et-Loire) et plantée en 2001 avec du matériel végétal certifié sain (pinot noir clones 667, 828 et 115 sur porte-greffe 3309). Les premiers symptômes d'enroulement sont apparus dès 2003.

Les tests sérologiques effectués par la Chambre d'Agriculture de Saône-et-Loire de 2003 à 2005 ont permis d'identifier la présence de ceps contaminés par le GLRaV-1. L'observation de fortes populations de cochenilles a motivé la profession et l'INRA à commencer un suivi précis et régulier de la dispersion de la maladie sur le vignoble. Ainsi, depuis 2003, les 2 800 ceps de la parcelle font l'objet chaque automne d'un suivi des symptômes. En 2006, des tests ELISA (Enzym Linked ImmunoSorbent Assay) effectués sur un quadrillage d'un cep sur quatre ont permis d'étudier la prévalence réelle de l'enroulement sur l'ensemble de la parcelle sans tenir compte des symptômes apparents. La répartition des cochenilles sur la parcelle a été suivie depuis 2006 par un contrôle individuel des ceps au printemps. Les pousses, l'écorce et les rameaux de chaque cep sont ainsi inspectés pour évaluer la quantité d'individus des différentes espèces de cochenilles présentes.

Progression fulgurante de l'épidémie

La prévalence de l'enroulement sur la parcelle de Bonzon connaît une progression fulgurante et constante. Le taux de plantes infectées croît de 5 % en 2004 à 70 % en 2009 (Figure 1).

Les tests ELISA conduits fin 2006 ont permis de confirmer la forte prévalence du GLRaV-1 sur la parcelle et de vérifier la justesse des notations de symptômes d'enroulement. Seuls 23 ceps ont fait l'objet d'une erreur de diagnostic (Figure 2) : confusions avec les symptômes d'autres maladies, carences ou piqûres d'insectes.

Parmi les 144 ceps positifs au GLRaV-1, 64 n'avaient pas exprimé de symptômes jusqu'à 2006 inclus (Figure 3). Mais cela n'a pas duré. En effet, les trois quarts de ces ceps (47 sur 64) ont exprimé des symptômes dès 2007. La répartition spatiale des ceps infectés est représentée sur une cartographie où chaque case correspond à cep de vigne (Figure 4).

On peut observer que l'épidémie s'étend depuis trois foyers principaux, situés aux bordures, le long de parcelles voisines contiguës. L'extension des trois foyers est constante et seule la partie ouest de la parcelle (haut de la figure 4) reste à l'écart de la progression de l'épidémie.

Une zone de plantation fortement virosée

Il apparaît que la parcelle de Bonzon a été implantée dans un vignoble préexistant déjà largement contaminé par l'enroulement viral. Les parcelles voisines du vignoble d'étude, plantées en pinot noir ou en chardonnay, sont toutes contaminées par les GLRaV-1 et/ou -3 ainsi que par le GVA (Figure 5).

En outre, les observations de symptômes ont montré que les deux parcelles contiguës présentent une prévalence importante de l'enroulement : près de 100 % de ceps contaminés sur la parcelle adjacente située au nord de la nôtre (à sa droite sur la figure 4).

P. aceris infeste la parcelle

Deux espèces de cochenilles farineuses (P. aceris et Heliococcus bohemicus) et deux espèces de cochenilles à bouclier (Parthenolecanium corni et Pulvinaria vitis) ont été observées durant les quatre années de notation. P. aceris est l'espèce la plus abondante et a infesté 50 % des ceps en 2009 (plan, figure 6). Cependant, le nombre de spécimens (L3 + femelles adultes) présents sur chaque cep excède rarement la centaine.

Cette espèce est quasi systématiquement observée en association avec les fourmis, qui déplacent et protègent les larves et femelles en contrepartie du miellat excrété par les cochenilles. On trouve également P. aceris en abondance dans les deux parcelles contiguës.

En comparant les deux cartographies des ceps (Figures 4 et 6), on peut noter que la distribution spatiale des zones infestées par les cochenilles suit de manière sensible celle des zones atteintes d'enroulement, notamment au niveau des trois foyers principaux.

P. aceris responsable de la dispersion de la maladie

Avant sa plantation en 2001, la surface de la parcelle était restée sans culture pendant plus d'une dizaine d'années (prairie de fauche), conformément à la réglementation en vigueur pour les parcelles de pieds mères de greffons. Les espèces de cochenilles observées n'infestant que les plantes ligneuses, on peut donc exclure toute infestation préalable ou toute contamination du sol avant la plantation de la vigne sur la parcelle.

En outre, des tests ELISA entrepris sur les parcelles mères ayant fourni les clones de pinot noir (matériel de base A) et les porte-greffe ont permis de confirmer l'absence d'enroulement dans le matériel végétal à la plantation.

La contamination post-plantation à partir du vignoble environnant se trouvant ainsi confirmée, la présence d'un organisme vecteur dispersant l'enroulement d'une parcelle à l'autre constitue l'hypothèse la plus vraisemblable pour expliquer la situation actuelle.

Suite à la plantation des rangs au sein du vignoble existant, les cochenilles virulifères ont été disséminées (fourmis, vent, travaux mécaniques sur la vigne) depuis les parcelles contiguës virosées vers les ceps de la nouvelle parcelle, et ont progressivement infesté et contaminé les vignes en inoculant l'enroulement viral.

Ainsi, la progression rapide des symptômes d'année en année sur la parcelle d'étude est directement liée à la dispersion du GLRaV-1 par P. aceris (Le Maguet et al., 2009).

Évaluation des capacités vectrices de P. aceris

Le but de ce volet est de connaître davantage la spécificité vectrice de P. aceris. Cette cochenille transmet en effet des virus à la vigne (GLRaV-1 et -3) mais également au cerisier (Little Cherry Virus-2, LChV-2) (Rott and Jelkmann, 2001).

Ces deux Ampelovirus ayant une structure génomique assez différente (Martelli, 2002) on peut penser que P. aceris est aussi capable de transmettre d'autres espèces d'enroulement à la vigne.

Deux expériences complémentaires

Deux types d'expériences visant à inoculer des vignes saines ont été conduites.

• Transmission contrôlée (Figure 7) :

(1) Des larves du 1er stade sont prélevées dans un élevage avirulifère conduit sur des plantes non hôtes de l'enroulement (tubercule de pomme de terre, lierre).

(2) On laisse ces cochenilles se nourrir durant 24 heures sur des feuilles malades, sources d'un ou plusieurs virus (GLRaV-1, -3, -5, -9, GVA, GVB).

(3) Ensuite, ces feuilles infestées de cochenilles sont attachées à des vignes saines élevées en pots (environ 100 cochenilles transférées par vigne). Les cochenilles quittent la feuille virosée sénescente pour se nourrir sur la plante saine. L'inoculation est arrêtée au bout de 48 heures par un traitement insecticide (Confidor®200SL) et les plantes sont conservées en serre en vue des tests de détection ultérieurs.

(4) Ces tests par ELISA et RT-PCR (reverse transcriptase polymerase reaction) interviennent au minimum deux mois après l'expérience afin d'attendre que le ou les virus potentiellement transmis se soient suffisamment répliqués.

• Infectivité naturelle : des larves des premier et deuxième stades sont prélevées directement au vignoble avec leur feuille virosée sur des ceps co-infectés par le GLRaV-1 et le GVA (parcelle de Bonzon). La durée du temps d'acquisition n'est donc pas contrôlée. La suite de l'expérience (inoculation et détection) se déroule comme décrit pour la transmission contrôlée.

P. aceris, vecteur des GLRaV-1 et -3

Les expériences de transmission ont confirmé avec de bons taux de transmission (environ 50 % de plantes positives) les résultats obtenus en 2003 (Tableau 1). De même, les temps d'acquisition et d'inoculation ont été considérablement réduits par rapport aux premiers essais sur P. aceris (Sforza et al., 2003). Cette cochenille est ainsi capable d'acquérir en 24 heures les GLRaV-1 et -3 à partir de sources virales différentes (Y 258, Te 132, pinot noir Bz) puis de les inoculer en 2 jours minimum à des vignes saines. Ainsi, cette espèce s'avère être un vecteur efficace des GLRaV-1 et GLRaV-3.

Ces résultats sont corroborés par les taux de transmission obtenus avec les expériences d'infectivité naturelle (Tableau 2). Cependant, seules les expériences utilisant les larves de premier stade de P. aceris ont donné des événements de transmission pour le GLRaV-1.

P. aceris est capable de transmettre aussi les GLRaV-5, -9, GVA et GVB

Nous avons prouvé pour la première fois que P. aceris est capable de transmettre les espèces GLRaV-5 et -9 (Tableau 1). Jusqu'alors, seules des cochenilles communes en climat méditerranéen avaient été impliquées dans la transmission de ces virus (Golino et al., 2002 ; Mahfoudhi et al., 2009 ; Sim et al., 2003).

Nous avons également obtenu des événements de transmission dans le cas des GVA et GVB. Le GVA a été transmis dans 50 % des plantes en acquisition contrôlée et également dans 30 % des plantes en infectivité naturelle.

Ainsi, nous prouvons pour la première fois que P. aceris est capable, en plus des virus de l'enroulement, de transmettre à la vigne des agents de la maladie des cannelures.

Conclusion

Les travaux présentés ici prouvent que P. aceris peut représenter un problème sanitaire notable dans les vignobles. Cette cochenille farineuse est en effet capable de transmettre quatre espèces de GLRaVs de vigne à vigne ainsi que les GVA et GVB.

Des vecteurs encore mal connus en vignoble

Par des approches épidémiologique et biologique, cette étude montre que les GLRaVs, GVA et GVB peuvent être inoculés de parcelle en parcelle au rythme de la dispersion des cochenilles. Cette dispersion naturelle, variable selon les espèces de cochenilles, dépend vraisemblablement de facteurs humains (mode de conduite de la vigne, traitement insecticide, entretien des abords), et de facteurs environnementaux (présence de plantes hôtes en bordure, faune auxiliaire, antagoniste et symbiotique).

Les cochenilles, de par leur large gamme d'hôtes, infestent des biotopes variés et sont potentiellement présentes à proximité immédiate des zones de culture de la vigne. Ces insectes, encore peu connus des viticulteurs, sont difficiles à observer d'autant plus s'ils sont présents en faible quantité.

Nos expériences de transmission ont permis de préciser les spécificités vectrices de l'une des cochenilles présente sur vigne en France, P. aceris (Tableau 3, page 50). D'autres expériences de transmission sont en cours afin de préciser davantage ces capacités vectrices :

– expériences de transmission des GLRaV-2, -4, -6 et -7 ;

– comparaison des efficacités vectrices des stades larvaires ; cet aspect est important pour la profession car pour d'autres espèces de cochenilles, c'est le stade le plus mobile des cochenilles (larve du 1er stade) qui transmet le plus efficacement l'enroulement ;

– expériences de transmission des GLRaV-1 et -3 avec un nombre réduit de cochenilles. Il est en effet prouvé que l'enroulement pouvait être inoculé avec seulement 5 larves du 1er stade (Tsai et al., 2008).

Un modèle épidémique

Les GLRaV-1 et -3 sont des espèces d'enroulement répandues dans les vignobles bourguignons. La situation à Bonzon montre le rôle que peuvent jouer les cochenilles dans la dispersion de la maladie au sein d'un « vignoble enroulé ». P. aceris a ainsi colonisé progressivement les ceps de la parcelle d'étude à partir des vignobles voisins et a joué le rôle de vecteur dans la dispersion du GLRaV-1 d'une vigne à l'autre. Une analyse spatio-temporelle est en cours afin d'étudier la structuration en foyer des ceps enroulés et infestés par les cochenilles. Le but est de pouvoir corréler les deux jeux de données en tenant compte de la latence de l'expression des symptômes après l'inoculation du virus.

Ce modèle constitue un exemple épidémique particulier pour lequel l'ensemble des facteurs favorables étaient présents pour assurer une dispersion rapide de l'enroulement dans la parcelle. La structure parcellaire des vignobles étant souvent morcelée (petites surfaces et différents propriétaires) la présence potentielle de foyer d'infection est très probable.

Le cas de Bonzon illustre ainsi que l'implantation d'une parcelle au sein d'un vignoble préexistant nécessite de faire un état des lieux sur l'état sanitaire des parcelles aux alentours.

Cas des enroulements non détectés en France

À ce jour, aucune mention n'a été faite concernant la possible présence des GLRaV-5 et -9 dans le vignoble français. Cependant, ces espèces ne font pas l'objet de tests de détection car selon la réglementation européenne, seuls les GLRaV-1, -2 et -3 sont inscrits sur la liste des virus devant être impérativement absents lors de la sélection du matériel végétal (IFV, 2010). Dans l'hypothèse où les GLRaV-5 et -9 seraient introduits en France, dans le présent ou dans l'avenir, nous avons montré que P. aceris peut représenter, pour ces espèces de virus, un vecteur efficace dans le vignoble.

Remerciements : Ces travaux de recherche ont été effectués grâce aux financements de FranceAgriMer, des interprofessions viticoles régionales (CIVC, BIVB, CIVA) ainsi que du Conseil régional de Bourgogne.

<p>* Institut national de la recherche agronomique UMR 1131 INRA-UDS : Santé de la vigne et qualité du vin, BP 20507, 68021 Colmar cedex.</p> <p>** Comité interprofesionnel du vin de Champagne (CIVC), 5, rue Henri-Martin, BP 135, 51204 Épernay.</p> <p>jean.le-maguet@colmar.inra.fr</p>