Formulation et phytopharmaceutique : le cas du Subsalicylate de Bismuth, un composé fongistatique et stimulateur des défenses des plantes

Formulation and phytopharmaceuticals : the case of Bismuth Subsalicylate, a fungistatic compound and plant defense stimulator

• Auteur / Autrice : Loriane Merlen
• Direction : Christelle Delaite, Mélanie Benard-Gellon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Biologie
• Date : Soutenance le 28/11/2022
• Etablissement(s) : Mulhouse
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Photochimie et d'Ingenierie Macromoleculaires (LPIM) - EA 4567 - Laboratoire Vigne Biotechnologies et Environnement (Colmar)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ennemis des cultures -- Lutte biologique contre

Maladies de la vigne

Microorganismes phytopathogènes

Plantes -- Maladies

Mots clés libres

Maladies du bois

Subsalicylate de bismuth

Antifongique

Stimulateur des défenses des plantes

Endothérapie végétale verticale

Extraits de bois

Grapevine trunk diseases

Bismuth subsalicylate

Antifungal

Plant defense stimulator

Vertical plant endotherapy

Wood extracts

Résumé

Depuis l’interdiction d’utilisation de l’arsénite de sodium en 2001 en France, une augmentation considérable des vignes touchées par les maladies du bois (MDB) a été observée. L'absence de produit de lutte ayant montré une réelle efficacité a conduit au lancement du projet d’étude sur le subsalicylate de bismuth (BSS). Ce composé est utilisé depuis des décennies dans des produits pharmaceutiques comme le PeptoBismol®. L’effet dual de ce composé comportant des propriétés antifongiques sur les agents pathogènes des maladies du bois de la vigne et une capacité à stimuler les gènes de défense des plantes, puisque le BSS contient de l'acide salicylique, métabolite secondaire produits par les plantes, a été étudié.L'objectif de cette thèse était de concevoir des formulations appropriées pour le BSS, qui est insoluble dans l'eau. Deux formulations ont été développées, avec des particules de tailles suffisamment petites, permettant ainsi d’augmenter la biodisponibilité du composé. Des études in vitro de confirmations des propriétés antifongiques du BSS nouvellement formulé sur les champignons impliqués dans les MDB ont été réalisées pour la première formulation. L’induction des gènes de défense a été analysée par RT-qPCR et la non-toxicité du BSS a également été vérifiée par des techniques de microscopie à fluorescence, sur cals de Vitis vinifera cv. Gewurztraminer pour cette même formulation. L’efficacité de la formulation a ensuite été évaluée in planta, au vignoble, grâce à la technique d'endothérapie végétale verticale développée au LVBE. Une seconde formulation qui sera appliquée en badigeon de plaie de taille a été développée. Cette seconde formulation permet d’obtenir une protection durable et qui engendrera moins de dérive des produits. Ce manuscrit propose deux formulations optimisées. Parallèlement, une autre étude visant à évaluer les propriétés antifongiques d’extraits de la filière forêt - bois, issus de déchets industriels, a été réalisée sur des pathogènes impliqués dans les maladies du bois de la vigne. Les premiers résultats de cette étude sur le développement de moyens de lutte bio-sourcés sont également présentés dans ce manuscrit.

Since the ban on the use of sodium arsenite in France in 2001, a considerable increase in the number of vines affected by grapevine trunk diseases (GTDs) has been observed. The lack of effective control product led to the development of the Bismuth Subsalicylate (BSS) research project, the topic of this thesis. Bismuth subsalicylate has been used for decades in pharmaceuticals like PeptoBismol®. The dual effect of this compound was studied: both antifungal properties on GTDs-pathogens and an ability to stimulate plant defense genes were investigated, since BSS contains salicylic acid, a secondary metabolite naturally produced by plants.The aim of the doctoral thesis was to develop appropriate formulations for BSS, naturally insoluble in water. Two formulations were established with sufficiently small particle sizes to increase the bioavailability of the compound. In vitro confirmation of the antifungal properties of the newly formulated BSS on fungi involved in GTDs was performed for the first formulation. The induction of defense genes was analyzed by RT-qPCR and the non-toxicity of BSS was also verified by fluorescence microscopy techniques on Vitis vinifera cv. Gewurztraminer callus for this same formulation. The efficacy of the formulation was then evaluated in planta, in the vineyard, by the vertical plant endotherapy technique, developed at LVBE. A second formulation to be applied as a pruning wound protection was developed. This latter oneallows for obtaining durable protection, generating less drift of the product. This manuscript proposes two optimized formulations. Concurrently, another study evaluating the antifungal properties of extracts from industrial waste derived from the forest-wood sector, has been carried out on pathogens involved in GTDs. Preliminary results of this study on the development of phyto-based control agents are also presented in this manuscript.