Recherches sur les maladies et ravageurs de la pomme de terre

La rencontre 2016 de l'EAPR a permis d'aborder l'ensemble des recherches sur les bioagresseurs et les moyens d'en protéger les pommes de terre.

Après le tour du monde des problèmes phytosanitaires de la pomme de terre, voici les recherches entreprises pour résoudre ces problèmes, présentées à la rencontre EAPR de 2016.

Combattre les chips zébrées

Connaissances acquises sur la maladie et son vecteur

« Zebra chips », évoqué dans six présentations, est particulièrement étudié en Nouvelle-Zélande par Andrew Pitman et aux États-Unis par Erik J. Wenninger, de l'université de l'Idaho et Carrie H. Wohleb, Ph. D., du service de vulgarisation de l'université de l'État de Washington.

La maladie a été détectée en 1994 au nord du Mexique et aux États-Unis en 2007. C'est un gros problème depuis 2008 en Nouvelle-Zélande et 2011 en Idaho, dans l'État de Washington et dans le bassin du Columbia.

Son vecteur, le psylle de la pomme de terre (Bactericera cockerelli), parcourt de longues distances. Il s'attaque à de nombreuses solanées cultivées et adventices. La femelle pond 500 oeufs. Les piqûres de nymphes qui se nourrissent des plantes provoquent des symptômes de « jaunisse à psylles », attribués à l'effet d'une toxine.

La bactérie Candidatus Liberibacter solanacearum provoque des chloroses foliaires, l'enroulement vers le haut des feuilles puis le rougissement des plantes jusqu'au dépérissement, d'où une baisse du rendement.

Sur tubercules, on observe des colorations, une alternance de bandes foncées et claires partant du centre, d'où le nom de chips zébrée. Les symptômes augmentent à la friture par conversion de l'amidon en sucres solubles. La maladie déprécie le goût des pommes de terre de consommation.

Pièges, lutte biologique, génétique et risques en Nouvelle-Zélande

Un réseau de pièges jaunes englués a été mis en place (en bordures et milieux de parcelles) en Nouvelle-Zélande. Il est complété par l'observation des plantes afin de limiter le nombre de traitements en routine.

Des recherches sont conduites pour développer la lutte biologique en utilisant les chrysopes, syrphes et coccinelles et en introduisant l'hyménoptère parasitoïde Tamarixia triozae. La sélection génétique est en cours à partir d'hybrides américains issus de croisements avec Solanum chacoense.

L'auteur cite les risques de contamination de l'Europe : les tubercules (importation prohibée) mais aussi via le psylle Bactericera nigricornis présent en France sur carotte.

À noter : en France, le CTIFL a pris ce risque en compte. Il conduira une étude en 2017 avec l'Inra sur l'identification et la quantification des diverses espèces de psylles en culture de carotte, et aussi sur la proportion d'insectes porteurs de la bactérie.

Piégeage du psylle vecteur aux États-Unis

Dans l'Idaho, un programme de surveillance débuté en 2011 a été renforcé en 2013, 2014 et 2015. Il est basé sur un réseau de pièges jaunes englués (dix par champ) et d'observation des adultes, oeufs et nymphes en parcelles (cent feuilles par parcelle). En 2015, sur 6 258 pièges, 1 137 psylles ont été capturés (0,18 par carte-piège) ; sur 1 136 psylles testés, quarante contiennent la bactérie, soit 3,5 %.

Dans le Columbia Basin, après d'importants dégâts en 2011, un réseau de piégeage a été mis en place en 2012 pour étudier la migration des psylles et la distribution des parcelles contaminées.

La stratégie de protection est l'application d'un insecticide néonicotinoïde à la plantation (soixante jours de protection) ou un traitement quand les parcelles sont contaminées, le choix du produit dépendant du stade de l'insecte : oeufs ou nymphes.

En 2015, ont été traitées :

- 70 % des parcelles de primeurs avec en moyenne 3,8 applications (0 à 11) ;

- 92 % des parcelles de conservation avec six traitements en moyenne (0 à 13).

La « jambe noire » et les bactéries responsables

Un sujet vedette des publications, et de la démonstration au champ

Le sujet le plus abordé dans cette rencontre, avec une quinzaine de publications, est la jambe noire et la pourriture molle causées par les bactéries pectinolytiques Pectobacterium spp. et Dickeya spp.

Concernant la jambe noire, il faut noter que sur la manifestation « Potatoes in practices », The James Hutton Institute (Dundee, Écosse) a beaucoup insisté sur la nécessité de manipuler les plants avec précaution pour éviter le développement ultérieur de cette maladie. Une parcelle plantée avec des plants blessés manifeste d'importants dégâts (photo 1).

Taxonomie des bactéries : clarifier pour mieux légiférer

Leighton Pritchard (The James Hutton Institute) rappelle les évolutions de la classification. Les bactéries appelées auparavant Erwinia spp. (= du genre Erwinia) sont aujourd'hui réparties en trois genres : Pectobacterium, Dickeya et Erwinia. Ainsi, E. carotovora est devenu Pectobacterium spp., et Pectobacterium chrysanthemi est devenu Dickeya spp.

L. Pritchard rappelle l'évolution des Dickeya spp. en Europe : D. dianthicola est établie dans de nombreux pays et D. solani est une nouvelle menace envahissante. Il évoque la réglementation européenne : selon lui, les États membres devraient mettre D. dianthicola sur la liste de quarantaine (liste A2). En Écosse, la politique sanitaire est : zéro tolérance pour tous les Dickeya spp., afin de garantir l'absence totale sur plants exportés. Un programme Euphresco vise l'épidémiologie et la lutte.

L'auteur estime que, pour légiférer, il faut avoir identifié et discriminé les bactéries. Les analyses QPcR sont complétées par des approches nouvelles : DNA-DNA hybridation, etc. Il propose une nouvelle classification.

En Écosse, bactéries en cause et épidémiologie

Gerry Saddle cherche à identifier les causes de l'augmentation de la jambe noire en Écosse. Le suivi des lots de plants de 2010 à 2015 montre qu'environ 30 % des lots sont contaminés :

- D. solani et D. dianthicola, non détectés ;

- Pectobacterium atrosepticum, 95 % ;

- autres pectobacteriums, P. carotovorum subsp. carotovorum, P. wasabiae, 5 % (P. car. subsp. brasiliensis non testé).

Une enquête par interviews d'agriculteurs montre des causes multiples et complexes. La variété est souvent citée mais cela n'explique pas toute l'augmentation de l'incidence de la maladie ces dernières années.

Greig Cahill (Science and Advice for Scottish Agriculture, Edimbourg) travaille sur la diversité génétique de Pectobacterium atrosepticum (Pba).

Depuis les années 1960, en Écosse, l'incidence de Pba sur pommes de terre de semences avait fortement baissé. Mais en 2012, l'impact de la jambe noire a été le plus fort depuis vingt ans. L'étude vise à déterminer s'il y a de nouvelles populations de Pba en comparant les souches en collection avec les souches récentes. Premiers résultats : il y a bien une diversité génétique et la population a changé.

Sonia Humphris confirme que la source quasi unique en Écosse est P. atrosepticum (Pba). La chercheuse travaille sur la dispersion de la jambe noire dans les parcelles. Le but est de comprendre comment les premières contaminations apparaissent au champ puis se disséminent sur les plantes voisines. Un essai consiste à suivre le mouvement d'une souche de Pba résistante à la streptomycine sur trois ans.

Les résultats montrent un mouvement de Pba des plantes malades vers les plantes saines, mais des contaminations naturelles d'autres Pba se rajoutent pendant la saison. La plupart des contaminations sont sur racines et tiges. À la récolte, les bactéries sont détectées sur la peau et les stolons des tubercules récoltés, les dégâts ne sont pas toujours causés par des infections systémiques.

Étude de la variabilité des bactéries en Pologne et en Finlande

Sabina Zoledowska étudie, sur plants, la variabilité des souches de Pectobacterium wasabiae (Pwa) qui représente 30 % des bactéries pectinolytiques en Pologne. Les souches de Pwa isolées en 2014 sont phénotypiquement plus variables que celles isolées en 2013 (caractères phénotypiques étudiés : pectinase, cellulase, activité de protéase, développement sur agar). Les différences entre les populations testées sont liées aux échanges importants de pommes de terre de semence sur le marché.

En Finlande, Yeshitila Degefu présente les résultats de dix années de suivi et la carac-térisation de ces bactéries, notamment en production de plants. Les diagnostics moléculaires sont utilisés. Pectobacterium atrosepticum (dès 1993), Pectobacterium brasiliensis, Pectobacterium carotovorum et Pectobacterium wasabiae sont « courants », mais on note l'arrivée de Dickeya solani en 2009, puis sa forte progression très agressive avec développement rapide en parcelles. La leçon de l'été finlandais de 2015 montre clairement que 5-7 jours avec des températures d'environ 25 °C suffisent pour induire une forte infection.

En Amérique du Nord

Gary Secor, de l'université du Dakota du Nord, étudie Dickeya spp. en Amérique du Nord. Jusqu'en 2015, Dickeya était détecté sporadiquement dans quinze États, mais en 2015, des dégâts importants se sont manifestés dans l'est des États-Unis.

Le « potato board » du Maine a donc engagé une étude. Bilan : la seule espèce identifiée est D. dianthicola. La coupe du plant est une cause essentielle, mais il y a aussi des contaminations de plante à plante. Il a été mis en évidence une origine de plant provenant d'une ferme très contaminée dans le Maine. Aussi, le système de certification est revu.

En Israël

Leah Tsror (Gilat Research Centre Negev, Israël) rappelle que Dickeya solani et Pectobacterium spp. causent de gros dégâts. Si le climat chaud est très favorable, les infections latentes des tubercules de semence importés d'Europe sont mises en cause.

Par conséquent, un plan d'analyses par la méthode RT-PCR a été suivi. En 2016, sur 97 lots importés, 7 % sont infectés par D. solani (Ds) et 37 % par Pectobacterium carotovorum brasiliense (Pcbr). En surveillance des parcelles de primeurs, 77 % des lots de plants négatifs en Ds ne donnent pas de symptôme et 5 % des lots Ds positifs expriment des symptômes. Un essai montre une transmission aux tubercules fils.

Leah Tsror conclut que la présence de Ds et Pcbr sur les plants importés affecte directement les rendements des productions de printemps et celles d'automne (plants issus de la récolte de printemps).

Prévention et lutte en Pologne et en Israël

Wojciech Sledz, de l'université de Gdansk, en Pologne, souhaite savoir si les eaux de surface utilisées pour l'irrigation sont des réservoirs de bactéries pectinolytiques.

À la suite de prélèvements dans des lacs, 17 souches de Pectobacterium spp. et une souche de Dickeya spp. sont isolés. En revanche, D. solani, P. wasabiae et Pc subsp. brasiliense n'ont pas été trouvés. Le nombre de souches est plus élevé en milieux pollués.

Renata Lebecka rappelle les espèces en cause en Pologne :

- Dickeya solani + D. dianthicola, 5 % ;

- Pectobacterium atrosepticum, 57 % ;

- P. carotovorum subsp. carotovorum, 37 % ;

- P. wasabiae, 6 % ;

- P. carotovorum subsp. brasiliense, 1,8 %.

Elle travaille sur la résistance variétale à D. solani, en particulier sur des hybrides interspécifiques diploïdes et conduit des tests sur plantes en pots (inoculations par suspension de bactéries à la base des tiges) et sur tubercules (inoculation directe dans les tubercules).

Les résultats disponibles aujourd'hui montrent que les hybrides interspécifiques diploïdes présentent une meilleure résistance des tubercules à la pourriture molle et une meilleure tolérance des plantes à l'infection que les variétés connues témoins. Les tubercules de la descendance de diploïdes les plus tolérants seront testés pour l'infection latente avec D. solani.

Iris Yedidia, d'Israël, présente un OGM de l'ornithogale résistant à Pectinobacterium carotovorum. Les tachyplesines provenant de limule contenant des peptides antimicrobien sont introduits dans la plante. Janak Raj Joshi, de l'Université hébraïque de Jerusalem, en Israël, teste différents composés phénoliques sur la virulence de Pectobacterium carotovorum et en étudie le mécanisme. Les composés phénoliques bloquent ou interfèrent directement sur le « quorum sensing system » (système de communication de cellule à cellule). Ces études laissent espérer de nouvelles voies et de nouveaux outils de lutte contre ces bactéries.

Alison Blackwell (APS Biocontrol, Écosse) présente un nouveau mélange bactériophage (Biolyse) pour lutter contre les bactéries pathogènes (Pectobacterium spp.). Un essai de traitement du plant à la plantation en végétation donne des résultats prometteurs, de même que des traitements sur tubercules récoltés lors du conditionnement.

Mécanismes biologiques

Wang Huan (Écosse) donne de nouvelles informations sur le métabolisme et son rôle dans la virulence de Pectobacterium. Le rôle d'Eda (Entner-Doudoroff aldolase) est important pour de l'infection. (N. B. : la voie d'Entner-Doudoroff, ou voie du 2-céto-3-désoxy-6-phosphogluconate (KDPG) est une voie de dégradation du glucose).

Autres bactéries

Mieux comprendre la situation de Ralstonia solanacearum

Kalpana Sharma précise que les rendements en Éthiopie restent très bas. Les causes en sont les mauvaises pratiques culturales mais aussi des plants de mauvaise qualité avec notamment le flétrissement bactérien dû à Ralstonia solanacearum, menace émergente sur plants. Pour comprendre la situation, une enquête est conduite dans 21 structures productrices de plants en 2015 ; 14 sont touchées avec de nombreuses contaminations latentes. La mise en place d'un dispositif de gestion des plants est indispensable.

Autres maladies du sol et du tubercule

Gale verruqueuse due à Synchytrium endobioticum : travaux en Pologne

Jaroslaw Przetakiewicz et Jaroslaw Plich (Plant Breeding and Acclimatization Institute, Pologne) travaillent sur la sélection de variétés résistantes à la gale verruqueuse (photo 2). La lutte chimique contre cet organisme de quarantaine n'existe pas. La sélection de variétés résistantes menée depuis des années a donné de bons résultats contre S. endobioticum pathotype 1... mais des pathotypes plus virulents sont apparus !

Le premier chercheur teste la virulence de très nombreux pathotypes (130) provenant de l'Europe de l'Ouest et de l'Est, de Scandinavie et de Pologne sur 21 variétés différentes. Au moins huit profils de virulence différents sont identifiés. Le second indique que de nouvelles sources de résistance ont été identifiées dans des hybrides diploïdes interspécifiques. La « cartographie » des gènes est en progrès ; il sera possible d'introduire la résistance dans des clones de pommes de terre tétraploïdes, donc de développer de nouvelles variétés

Diverses maladies en Écosse

Jennie Brierley (Écosse) compare l'impact de l'inoculum sur semences avec celui du sol dans les récoltes en conduite conventionnelle et raisonnée (= sustainable : moins d'engrais minéraux, herbicides, fongicides et insecticides, plus de composts).

Parmi les résultats, on note la forte influence du niveau d'inoculum du sol pour la dartrose (photo 3) (Colletotrichum coccodes) : en dessous de 10 pg de DNA/g de sol, risque faible ; entre 100 et 1 000, risque moyen ; au-delà, risque élevé. Pour la gale argentée (Helminthosporium solani) non détectée dans le sol, le niveau de contamination des semences influe peu sur la descendance. Pour la gale commune (Pathogenic Streptomyces spp.), on note l'influence des variétés et de l'année. Pour le rhizoctone (Rhizoctonia solani AG3), l'influence de l'inoculum du sol est dominante, l'augmentation de la matière organique (paille d'orge et fumier) en sol contaminé accentue l'impact de la maladie.

Travaux en Suisse et en Afrique du Sud

Josep Massana Codina, en Suisse, travaille sur la gestion de la dartrose et de la gale argentée après récolte. Des produits naturels sont testés in vitro puis en stockage sur des variétés de sensibilités différentes.

Moleboheng Lekota (Afrique du Sud) étudie la gale poudreuse (Spongospora subterranea). La maladie cause des pertes de rendement et de qualité des tubercules par infection des racines : galles sur les racines (photo 4), pustules sur tubercules. Les variétés sont plus ou moins sensibles. Le travail a consisté à vérifier le lien entre le niveau d'infection des racines et l'importance des galles sur racine et ou de la maladie sur tubercules. Résultat : pas de corrélation.

Un antivirus biologique testé dans le Montana ?

Barry J. Jacobsen (université du Montana) présente les nouvelles souches de PVY au Montana : PVYN o, PVY NTN et surtout PVY Wilga, qui domine. Il expérimente un nouvel outil de lutte : Bacillus mycoides (BmJ) isolé dans la phyllosphère de la betterave sucrière. Cette bactérie limite l'infection du virus, c'est une résistance induite par activation du gène NPR1 et la voie de signalisation de l'éthylène. Elle a, de plus, un effet répulsif vis-à-vis du vecteur Myzus persicae.

Des expérimentations au champ avec quatre applications à quatorze jours d'intervalle montrent des résultats intéressants. Le produit devrait être homologué au Canada et aux États-Unis fin 2016 et sera commercialisé par la compagnie Certis.

En Slovénie et aux Pays-Bas

Tjasa Lukan, en Slovénie, mène des recherches sur les interactions entre le virus et la plante-hôte afin de repérer les sensors qui sont à l'origine de passages des signaux. Jan Spoelder, du laboratoire HLB (Pays-Bas), qui pratique de très nombreux diagnostics sur des symptômes observés sur les plantes, signale la découverte du virus PAMV (potato aucuba mosaic virus) aux Pays-Bas, en Belgique, en France et en Pologne sur six variétés dans quatorze échantillons.

Ce virus entraîne un jaunissement du feuillage, des symptômes de mosaïque et parfois des déformations. Sur tubercules, on trouve des nécroses brunes.

Sa collègue, Rozemarijn de Boer, insiste sur le fait que si les analyses par les techniques PCR sont intéressantes, des diagnostics basés sur des isolements suivis de culture et des déterminations par techniques visuelles microscopiques permettent de mettre en évidence des pathogènes nouveaux et d'expliquer les causes non parasitaires.

Nématodes

Le Docteur Vivian Blok (the James Hutton Institute, Royaume-Uni) présente ses recherches sur les nématodes à kyste. Globodera pallida et G. rostochiensis, originaires d'Amérique du Sud, ont été introduits en Europe il y a 150 ans. Dès 1952, la résistance à G. rostochiensis (R01, R04) provenant de Solanum tuberosum ssp. andigena est identifiée et « introduite » dans la variété Maris Piper. Au Royaume-Uni, 43 % des variétés sont résistantes à G. rostochiensis et seulement 6 % à G. pallida.

L'usage des variétés résistantes à G. rostochiensis a entraîné la forte diminution des oeufs de cette espèce mais également... la forte augmentation de G. pallida. La surveillance conduite en 2000 donnait 36 % de parcelles saines et 64 % de parcelles contaminées, dont 5 % avec G. rostochiensis, 43 % avec G. pallida et 16 % mixtes.

Les résultats des enquêtes en 2014 et 2015 donnent : 48 % de champs contaminés dont 2 % avec G. rostochiensis, 43 % avec G. pallida et 3 % mixtes. En Écosse, 77 % des parcelles sont saines, 12 % contiennent G. rostochiensis et 11 % G. pallida.

Les variétés résistantes à G. pallida sont Innovator, Arsenal et Vales Everest. Il existe différents pathotypes de G. pallida avec virulences différentes en Europe, y compris en France. L'auteur travaille sur la répartition de ces pathotypes en Écosse. Il sélectionne les souches les plus virulentes pour tester les variétés nouvelles. L'objectif est également d'« introduire » plusieurs gènes de résistance dans la même variété tout en gardant les caractères de qualité. Les sources proviennent de Solanum sauvages : S. vernei, S. multidissectum et S. spegazzinii.

Notons une démonstration, lors de la journée « Potatoes in practices », d'un appareil applicateur de nématicide (oxamyl) avec incorporation après passage de l'épierreur (voir photo 5).

Mildiou : le projet Euroblight

Prévisions dans les îles britanniques

David Cook présente le groupe de travail Euroblight qui regroupe tous les deux ans une centaine de chercheurs pour faire le point sur le mildiou et l'alternaria.

Pour Siobhán Roísín Dancey (Grande-Bretagne), il s'agit d'adapter le modèle de prévision « smith period » aux nouvelles souches identifiées en Europe et au Royaume-Uni. L'étude est faite sur feuilles détachées contaminées par les différentes souches. L'influence de la température et de l'hygrométrie est étudiée : 90 % d'hygrométrie est nécessaire, et 6 heures à 10 °C suffisent à contaminer 70 % des plantes en essai. L'influence de la radiation solaire sur la germination des spores est à l'étude.

Mladen Cucak souhaite vérifier si les règles de prévisions du mildiou en Irlande restent valables vu l'évolution des populations et du climat. En pratique, il préconise de faibles doses de fongicides sur variétés résistantes.

Peter Skelsey (Écosse) cherche à prévoir l'évolution du mildiou avec le réchauffement climatique. Il fait « tourner » un modèle de risques sous différentes conditions climatiques simulées. Une des conclusions serait une augmentation des risques de mildiou en première partie de saison en Écosse.

Variations en Suède et en Chine

Jonathan Yuen, en Suède où la reproduction sexuelle est avérée, présente la variation spatiale et temporelle de la population sexuelle Phytophthora infestans et compare les génotypes de plus de deux cents échantillons prélevés à différentes dates et différents endroits.

Des clones apparaissent à divers moments mais beaucoup ne persistent pas. La plupart des nouvelles infestions proviendraient d'autres parcelles, par des échanges génétiques entre populations locales.

Weixing Shan étudie les variations génétiques de P. infestans dans le nord-ouest de la Chine. Il obtient comme résultats :

- pas d'évidence de reproduction sexuelle ;

- une faible diversité génétique ;

- les migrations sont le mécanisme essentiel pour structurer la population ;

- peu de survie hivernale.

Les plants contaminés sont une source importante de l'inoculum primaire.

Lutte biologique en Suisse et en Chine

La recherche suisse est très orientée lutte biologique. Mout De Vrieze isole des bactéries dans le microbiome de la pomme de terre. Il teste quinze souches de Pseudomonas spp. en étudiant leur mode d'action et leur efficacité sur des souches de Phytophthora de virulences différentes (en boîtes de Petri) et leur colonisation des plantes (en plantes en pot). Le travail est en cours, les premiers résultats dans les conditions de l'étude semblent prometteurs.

Juan Du (Huazhong, université de Chine) travaille une protéine élicitine « secrétée par P. infestans ». Ce type de protéine est à l'origine d'immunité (éliciteur de résistance) dans les plantes. Pour analyser les protéines en cause, il travaille sur Nicotiana benthamiana (espèce de tabac d'Australie).

Suède et Écosse

Laura Masini, en Suède, cherche à comprendre l'arsenal de défense de Solanum dulcamara (morelle douce-amère que l'on trouve dans nos cours d'eau) vis-à-vis à de Phytophthora infestans, afin de trouver de nouvelles voies de lutte plus durable. Elle fait une approche sur la tolérance (peu d'impact sur le rendement même avec infection) plutôt que la résistance. Les différents génotypes de S. dulcamara collectés montrent une grande variabilité dans la tolérance à P. infestans. Iungo James, Hutton Institute (Écosse), utilise la carte du génome de la pomme de terre pour des études fondamentales et notamment divers aspects sur la résistance à P. infestans.

Alternaria

Ivette Acuna Bravo fait l'inventaire des principales espèces d'Alternaria au Chili et fait le point sur l'efficacité des fongicides. Cinq espèces d'Alternaria sont associées aux symptômes de la maladie : Alternaria alternata, A. arborescens, A. tenuissima, A. infectoria et A. solani.

Les fongicides utilisés sont le difenoconazole, le boscalid et une strobilurine (QoI). Compte tenu de la résistance aux QoI détectée aux États-Unis en 2000 - soit seulement deux ans après l'homologation - et une baisse d'efficacité en Allemagne, des tests de résistance sont conduits in vitro sur S. solani.

Tous les isolats sont très sensibles à l'azoxystrobine, à la pyraclostrobine, au difénoconazole et au boscalid. La mutation F129L n'est pas détectée dans la population.