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1. Plants de cyclamen sains. Photos : Astredhor
2. Plants de cyclamen atteints de fusariose vasculaire (photo 2). Ce champignon envahit les vaisseaux de la plante, ce qui cause le flétrissement des parties aériennes. Photos : Astredhor
Tableau 1 : Modalités expérimentales éprouvées lors du test de sélection et des deux tests de confirmation
La fusariose vasculaire du cyclamen causée par Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis (Focy) constitue l'une des maladies les plus dommageables de cette culture ornementale (voir article précédent). La gestion de cette maladie s'avère difficile et les producteurs se trouvent démunis face à cet agent pathogène.
Pourquoi les producteurs sont démunis
Prophylaxie nécessaire mais pas suffisante
Le développement de la maladie en serres de production peut engendrer de lourds dégâts et donc de fortes pertes économiques (photo 2 ci-contre).
Le maintien de bonnes conditions sanitaires avant la culture est préconisé. Cela implique d'utiliser des supports de culture propres, des semences et des jeunes plants sains et de désinfecter les serres en interculture.
Il est conseillé de bannir les surfaces de culture poreuses et les systèmes d'irrigation en circuit fermé. Un suivi attentif en cours de culture est également indispensable, chaque plante malade devant être retirée de la serre rapidement. Il est recommandé d'éviter les hausses brutales de température car les chocs thermiques favorisent l'expression des symptômes de la maladie.
Ces pratiques permettant de limiter les sources d'inoculum potentielles et la propagation de l'agent pathogène sont un prérequis à la mise en place et au bon déroulement de la culture. Cependant, si le pathogène est accidentellement introduit, ces mesures de prophylaxie ne sont pas suffisantes pour limiter la gravité de la maladie.
Un manque de produits de lutte et de cultivars résistants
Les fongicides autorisés sont peu nombreux et d'une efficacité insuffisante pour préserver l'état sanitaire de la culture. De plus, bien qu'il existe des différences de sensibilité au niveau inter et intraspécifique, aucun cultivar de cyclamen résistant à la fusariose n'est actuellement disponible sur le marché.
Pourquoi tester des micro-organismes ?
Les atouts du biocontrôle
La lutte biologique, ou biocontrôle, se définit comme l'ensemble des moyens de lutte contre les maladies et ravageurs des plantes utilisant des produits ou agents naturels. Plus précisément, elle regroupe l'utilisation des médiateurs chimiques, des substances naturelles, des macro-organismes et des micro-organismes.
Ces méthodes de lutte présentent de nombreux avantages. Elles visent à limiter le développement du pathogène tout en respectant l'environnement et l'applicateur. Elles évitent les contournements de résistance rencontrés en lutte variétale.
Cependant, bien que le nombre d'études sur la lutte biologique foisonne, très peu de produits arrivent sur le marché. Il existe des freins au développement de ces méthodes.
Freins au biocontrôle
D'abord, le processus de mise au point du produit, allant des premiers tests de sélection jusqu'à la production en masse et à la formulation, est long et fastidieux.
De plus, la lourdeur des processus réglementaires d'autorisation de mise sur le marché (AMM) ralentit leur commercialisation. Ce constat est tout particulièrement vrai en Europe. En effet, le processus européen d'homologation d'un produit de lutte biologique est strictement identique à celui exigé pour une substance active de synthèse. Ceci peut décourager certaines entreprises et expliquer le faible nombre de produits de lutte biologique commercialisés en Europe par rapport à d'autres régions du monde, dont les États-Unis.
Aujourd'hui, aucune solution de lutte biologique n'est disponible en Europe pour lutter contre la fusariose du cyclamen. C'est pourquoi cette étude vise à rechercher des agents de lutte biologique (ALB) efficaces contre cette maladie.
Recherche sur des produits déjà autorisés en France par ailleurs
Pour cela, le projet Fucy (fusariose du cyclamen : détection préventive et contrôle biologique), présenté dans l'article précédent, a débuté en 2013.
Dans le cadre de ce projet visant à proposer le plus rapidement possible des solutions aux producteurs, seules des préparations déjà autorisées en tant que matières fertilisantes ou produits de protection des plantes ont été évaluées.
Ainsi, les produits les plus prometteurs devraient pouvoir obtenir rapidement une AMM contre la fusariose du cyclamen.
L'expérimentation en serre
Deux étapes réalisées
Pour réaliser une première sélection et identifier un ou plusieurs agents de lutte biologique efficace contre Focy, sept produits ont tout d'abord été testés. Les trois les plus prometteurs ont ensuite été testés à plus large échelle afin d'infirmer ou de confirmer les premiers résultats.
Dans les deux cas, différents rapports de concentration entre l'agent pathogène et l'ALB ont été effectués afin de mettre en évidence la dose efficace de produit.
Choix des sept ALB (agents de lutte biologique) testés
Pour cette étude, nous avons sélectionné sept produits commercialisés : un à base de bactérie (n° 2), cinq à base de champignons (nos 1, 3, 5, 6, 7), et un mélange de micro-organismes (n° 4). Pour des raisons de confidentialité, la composition, le nom des produits et celui des entreprises ne peuvent pas être dévoilés. Ils ont été choisis car ils mettent en oeuvre des genres et espèces microbiens connus pour leurs activités antagonistes.
Les différents produits ont été mélangés au substrat (Pindstrup n° 4), aux concentrations choisies, d'abord au semis puis au rempotage des cyclamens (Figure 1). Après semis, les cyclamens ont été placés en chambre de germination à 19 °C et 90 % d'humidité pendant quinze jours. Après rempotage, les paramètres climatiques de la serre ont été réglés pour permettre une fluctuation des températures pouvant atteindre, voire dépasser 30 °C.
Selon le stade végétatif et les besoins hydriques, les cyclamens ont été arrosés au minimum deux fois par semaine et jusqu'à plusieurs fois par jour.
Les souches d'agents pathogènes
Deux souches de F. oxysporum f. sp. cyclaminis, codées Focy 43T3 et Focy 14 et provenant respectivement des Pays-Bas et d'Italie, ont été utilisées pour les tests. Ces souches dont la virulence a été vérifiée lors d'essais précédents (voir article précédent) ont montré de fortes agressivités. Les inoculum ont été préparés en laboratoire sous forme de suspensions de spores.
Une à deux semaines après rempotage, les souches de Focy ont été apportées à proximité du tubercule. (Figure 1). Les concentrations apportées permettaient de se situer dans les rapports agent pathogène/ALB suivants : 1/10 et 1/100.
Outre les témoins non inoculés, des modalités témoins ont été réalisées en apportant d'une part les deux agents pathogènes et d'autre part les agents de lutte biologique seuls aux mêmes concentrations que celles employées dans les confrontations.
Premier test de sélection : sept ALB face à la souche Focy 43T3
Un premier test en serre a été mené afin de sélectionner les meilleurs produits parmi les sept testés. Les ALB ont été apportés à 106 unités formant colonie (UFC)/litre de substrat. Une semaine après rempotage, la souche Focy 43T3 a été apportée à 105 ou 104 UFC/l de substrat. Cet apport a été réitéré dans les mêmes conditions onze semaines après le premier apport de Focy.
Au total, trente-trois modalités expérimentales ont été testées (Tableau 1) et quinze plantes par condition ont été préparées.
Les trois meilleurs ALB face aux deux souches de Focy
En 2015, un double test a été réalisé, d'une part en Bourgogne (Dijon) et d'autre part en Normandie (Rouen), pour évaluer l'efficacité des préparations 1, 2 et 7, apportées à 108, 107 ou 106 UFC/l de substrat (Tableau 1).
La démarche expérimentale est identique à celle du premier essai, à ceci près que le nombre de plantes par condition est passé à quarante afin de permettre un traitement statistique des résultats.
Deux semaines après rempotage, les souches pathogènes Focy 43T3 ou Focy 14 ont été apportées à 106 ou 105 UFC/l de substrat. Ces deux souches ont été choisies afin d'évaluer l'efficacité des produits biologiques avec deux souches de forte agressivité mais d'origines géographiques différentes.
La notation de la maladie
Dès l'apparition des premiers symptômes, l'évolution de la maladie a été notée deux fois par semaine en utilisant une échelle de notation allant de 0 à 3.
Des isolements ont été réalisés à partir de plantes symptomatiques pour vérifier la présence de F. oxysporum, et sur plantes asymptomatiques pour vérifier son absence.
Résultats
Test de sélection : effet à la levée
Avant même d'ajouter la souche pathogène, un effet négatif des produits 3 et 6 sur le nombre de plantes levées a été observé. Ce nombre atteignait respectivement 61 % et 46 % contre 71 % dans le témoin. La combinaison incluant le produit 3 a le même effet : 59 % de plantes levées. Ces produits ont donc une phytotoxicité sur cyclamen.
En revanche, les modalités 4, 5 et 7 ont un nombre plus important de plantes levées, respectivement 75 %, 85 % et 82 % . La combinaison incluant le produit 4 montre la même tendance que le produit utilisé seul : 81 % de plantes levées (Figure 2A page suivante).
Sélection de trois ALB
Après apport de l'agent pathogène, les résultats obtenus permettent seulement de dégager des tendances (Figure 2B).
Les produits 4 et 5 et l'ensemble des combinaisons montrent un taux de plantes mortes plus élevé que dans la condition témoin. Ils ne sont donc pas retenus pour la suite des tests, de même que les produits 3 et 6 qui ont montré une phytotoxicité avant l'apport du pathogène. Pour la suite des tests, les produits 1, 2 et 7 ont été conservés.
Agressivité des souches pathogènes et efficacité des trois ALB
En 2015, seul l'essai réalisé à Dijon a permis d'enregistrer un nombre de plantes malades suffisant pour évaluer l'effet des ALB. Dans cet essai, les premiers symptômes sont apparus un mois après l'inoculation des agents pathogènes.
L'incidence de la maladie a progressé dans le temps pour atteindre 100 % de plantes mortes dans les témoins, 4 mois après l'inoculation à la dose la plus forte. Les deux souches pathogènes confirment les fortes agressivités pour lesquelles elles avaient été sélectionnées (voir article précédent). Cependant, la souche Focy 14 montre une agressivité supérieure à celle de la souche Focy 43T3.
Ainsi pour la dose d'inoculum la plus faible, la souche la plus agressive entraîne des symptômes sur toutes les plantes alors qu'il reste 30 % de plantes parfaitement saines lorsque l'inoculation a été réalisée avec la souche la moins agressive. Aucune des trois préparations de biocontrôle n'a entraîné le développement de symptômes sur les plantes, même à la concentration la plus forte de 1 × 108 UFC/l.
Un ALB se détache... vis-à-vis d'une souche
La Figure 3 présente l'évolution de la maladie au cours du temps lorsque les plantes ont été protégées avec l'ALB 2 confronté à la souche pathogène la moins agressive (Focy 43T3). Les résultats sont présentés en pourcentages de plantes sans symptômes, c'est-à-dire commercialisables. La meilleure protection est observée pour la dose 1 d'ALB, soit 106 UFC/l confronté à 105 UFC/l de Focy (rapport Focy/ALB de 1/10), avec environ 75 % de plantes saines.
La comparaison de toutes les modalités de biocontrôle est présentée dans les Figures 4A et 4B qui montrent les surfaces sous la courbe d'incidence de la maladie lorsque les agents de biocontrôle ont été confrontés aux souches agressives Focy 43T3 (Figure 4A) et Focy 14 (Figure 4B) inoculées, soit à 105 soit à 106 UFC/l.
Pour la souche Focy 43T3 inoculée à la dose la plus faible, outre l'efficacité du produit 2 déjà mentionnée ci-dessus, on observe un effet bénéfique significatif du produit 1 à la dose la plus forte. Aucune autre différence significative n'est enregistrée.
Il n'y a aucun effet des ALB dans les modalités inoculées avec cette souche Focy 43T3 à la dose la plus forte. De même, aucun effet significatif n'est enregistré lorsque les ALB ont été confrontés à la souche pathogène la plus agressive (Focy 14), quelle que soit la dose d'inoculation considérée.
Conclusions et perspectives
Pas d'ALB garanti efficace : difficile de conclure sur seulement trois essais
Les essais menés par Astredhor, l'Inra de Dijon et la société Agrene ne permettent pas d'identifier clairement un agent de lutte biologique pour lutter contre la fusariose du cyclamen parmi les produits testés.
L'essai de 2014 et celui mené en 2015 en Normandie n'ont pas permis l'expression de la forte agressivité des souches de Focy. Ce constat est probablement attribuable à la forte influence des conditions climatiques et culturales sur l'expression de la maladie.
En revanche, la maladie s'est bien installée lors de l'essai mené en Bourgogne en 2015. La conduite d'un essai de lutte biologique est donc loin d'être anodine et nécessite des conditions optimales pour le développement de l'agent pathogène.
Un produit prometteur, mais de façon surprenante
Parmi les différents produits testés, seul un produit à base d'une bactérie (un Bacillus sp.) a permis de diminuer significativement l'incidence de la maladie.
Mais, de manière surprenante, le meilleur effet obtenu lors du test de 2015 en Bourgogne n'a pas été enregistré avec la dose d'ALB la plus forte mais dans une condition comprenant seulement dix fois plus d'ALB que de Focy.
De plus, ce résultat n'a été obtenu qu'avec la souche pathogène la moins agressive. Certes, une tendance similaire a été observée avec l'autre souche pathogène, mais elle n'est pas significative. L'efficacité de ce produit semble donc dépendre de l'agressivité de la souche pathogène à laquelle il est confronté.
Spécificité d'action contre un pathogène
Ces résultats mériteraient d'être confirmés en confrontant cet agent de lutte biologique à des souches pathogènes d'agressivité très différentes, car les deux souches choisies pour cet essai faisaient partie des plus agressives identifiées précédemment (voir article précédent).
De plus, les produits testés n'avaient jamais été éprouvés contre les fusarioses, et en particulier celle du cyclamen ; ils sont commercialisés en tant que biofertilisants ou agents de lutte, mais seulement contre d'autres agents pathogènes.
Or, aujourd'hui, il est établi qu'il existe une spécificité d'action des agents de lutte biologique contre un pathogène donné. Les ALB éprouvés ici n'ayant pas été sélectionnés pour leur activité antagoniste vis-à-vis des Fusarium oxysporum et encore moins des Focy, ils ne sont probablement pas les plus efficaces.
À propos de conditions expérimentales
Globalement, ces résultats soulignent les difficultés à surmonter pour évaluer l'efficacité potentielle d'agents de lutte biologique.
De nombreux facteurs influencent le développement de la maladie et la première condition pour évaluer l'efficacité d'ALB est de se placer dans des conditions permettant d'induire la maladie.
Il convient ensuite de bien maîtriser les conditions d'application des agents de lutte biologique et de respecter les paramètres climatiques nécessaires au bon développement de la culture.
Ainsi, ce travail ouvre la voie à la lutte biologique contre la fusariose du cyclamen, à condition d'éprouver un plus grand nombre de produits dans un plus grand nombre de conditions de culture.
Fig. 1 : Protocoles utilisés pour les essais menés en serre
Premier test de sélection sur sept micro-organismes (agents de lutte biologique, ALB) face à la souche 43T3 de Focy. Puis test de confirmation (deux tests jumeaux) sur trois des ALB soumis à deux souches de Focy (43T3 et 14).
Fig. 2 : Résultats obtenus lors du test de sélection, avant (A) puis après (B) l'apport de l'agent pathogène
En (A), c'est la phytotoxicité de l'ALB qui est évaluée.En (B), c'est son effet contre Focy 43T3 apporté à 104 ou 105 UFC/l de substrat. Modalités 1 à 7 : différents ALB (voir matériel et méthodes) ; modalités 1 + 2, 2 + 3, 3 + 4 : association de deux ALB.
Fig. 3 : Résultats obtenus lors de l'essai de Dijon (2015)
Évolution du pourcentage de plantes saines au cours du temps en présence de la souche Focy 43T3 (105UFC/L de substrat) et de l'ALB 2 (106 et 107 UFC/L de substrat), ainsi que dans les témoins sains (non inoculés avec Focy). Après apport du pathogène, le meilleur résultat est obtenu avec la dose d'ALB la plus faible (rapport Focy/ALB de 1/10).
Fig. 4 : Résultats obtenus lors de l'essai de Dijon en 2015
Surface sous la courbe de progression de la maladie (« SCPM ») pour les souches Focy 43T3 (A) et Focy 14 (B) en présence des ALB 1 (en rouge), 2 (en vert) et 7 (en orange) pour les différents rapports agent pathogène/ALB éprouvés (Dose 1 = 106 signifie que l'ALB est apporté à 106 UFC/l de substrat) ; si Focy est apporté à 105 UFC, le rapport pathogène/ALB est de 1/10.
