Identification et caractérisation de candidats d'origine naturelle à action herbicide pour contrôler les adventices

Identification et characterization of microorganisms acting as natural herbicide to manage weeds

• Auteur / Autrice : Marion Triolet
• Direction : Christian Steinberg, Jean-Philippe Guillemin, Olivier André
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 08/07/2019
• Etablissement(s) : Bourgogne Franche-Comté
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Environnements, Santé (Dijon ; Besançon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biogéosciences (Dijon)
• Jury : Président / Présidente : Marielle Adrian
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Nicot, Alia Dellaghi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thomas Guillemette, Marie-Hélène Balesdent

Mots clés

Mots clés contrôlés

Métabolites

Champignons endophytes

Plantes adventices

Mots clés libres

Adventices

Biocontrôle

Champignons endophytes

Interactions adventices-Champignons

Métabolites secondaires d’origine fongique

Mycoherbicides

Biocontrol

Mycoherbicides

Endophytic fungi

Secondary metabolites of fungal origin

Weeds

Weed-Fungi interactions

Résumé

Un projet visant à identifier des mycoherbicides pour lutter contre les adventices a été initié entre l’UMR Agroécologie de Dijon et la société DE SANGOSSE® (Agen). Trois volets ont structuré ce projet à l’issue d’une collecte de prélèvement de 475 plantes représentatives de 23 espèces d’adventices symptomatiques et asymptomatiques en Bourgogne et en Beauce. Le 1er volet reposait sur une approche de type metabarcoding (technologie Illumina), pour évaluer et comparer la diversité des communautés fongiques endophytes des plantes symptomatiques et asymptomatiques. 542 genres fongiques ont ainsi été identifiés. Des taxons associés aux plantes symptomatiques ont été identifiés. Parmi ceux-ci, certains sont des pathogènes connus, d’autres non et ils constituent des pistes à exploiter pour la recherche de candidats mycoherbicides. Le deuxième volet repose sur une approche conventionnelle de microbiologie et pathologie. Une collection de 194 champignons associés aux symptômes des adventices a été constituée. La pathogénicité de ces isolats a été testée grâce à une série de screenings de plus en plus sélectifs qui ont abouti à la sélection de cinq souches, identifiées par séquençage de l’ITS ou d’autres marqueurs taxonomiques. Une souche appartient à l’espèce Boeremia exigua var exigua, une autre à l’espèce Alternaria alternata, deux appartiennent à l’espèce A. penicillata et la dernière au genre Alternaria. Le troisième volet visait à identifier le mode d’action d’une souche par une double approche, métabolomique et microscopique. La souche de B. exigua var exigua secrète des métabolites phytotoxiques mais également infeste et semble détruire les tissus végétaux sous-épidermique de la plante hôte.Ce projet exploratoire a fourni des pistes de taxons fongiques associés à des symptômes observés sur adventices en analysant la diversité par une approche moléculaire et a fourni des souches fongiques, mycoherbicides potentiels, par une approche microbiologique dont on voit bien qu’elle reste une méthode incontournable, malgré ses limites, pour obtenir des candidats fongiques à action herbicide.

A project aiming at identifying mycoherbicides to control weeds has been initiated between the UMR Agroécologie (Dijon) and the company DE SANGOSSE® (Agen, France). Three axes structured this project after a sampling collection of 475 plants representative of 23 species of symptomatic and asymptomatic weeds was carried out in Burgundy and Beauce. The first part was based on a metabarcoding approach (Illumina technology), to evaluate end compare the diversity of endophytic fungi communities of symptomatic and asymptomatic weeds. 542 fungal genera have been identified. Taxa associated with symptomatic plants have been identified. Of these, some are known pathogens, others are not, and both constitute avenues to exploit for the research of mycoherbicide candidates. The second axe is based on a conventional approach to microbiology and pathology. A collection of 194 fungi associated with weed symptoms was established. The pathogenicity of these isolates was tested through a series of increasingly selective screenings that resulted in the selection of five strains that were identified by sequencing of ITS or other taxonomic markers. One strain belongs to the species Boeremia exigua var exigua, another species Alternaria alternata, two belong to the species A. penicillata and the last to the genus Alternaria. The third axe aimed at identifying the mode of action of a strain by a dual metabolomics and microscopic approach. The strain of B. exigua var exigua produced phytotoxic secondary metabolites but also infested and apparently destroyed the sub-epidermal plant tissues of the host plant.This exploratory project provided tracks to exploit fungal taxa associated with observed weeds symptoms, by analyzing the diversity, by a molecular approach and provided fungal strains, potential mycoherbicides by a conventional microbiological approach that we can see it remains an unavoidable method, despite its limitations, to obtain fungal candidates with herbicidal action.