Efficacités et modes d'action de nouveaux simulateurs de défenses des plantes sur le pathosystème blé-Zymoseptoria tritici

Efficacy and modes of action of new plant defense simulators on the wheat-Zymoseptoria tritici pathosystem

• Auteur / Autrice : Samara Mejri
• Direction : Philippe Reignault, Patrice Halama
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des fonctions biologiques
• Date : Soutenance le 12/07/2018
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant
• Partenaire(s) de recherche : Institut : Institut Charles Viollette - Institut supérieur d'agriculture (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant
• Jury : Président / Présidente : Alia Dellagi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Reignault, Patrice Halama, Alia Dellagi, Marielle Adrian, Marc Bardin, Philippe Jacques, Alina Ghinet, Ali Siah
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marielle Adrian, Marc Bardin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Maladies -- Lutte contre

Agents pathogènes

Blé

Mots clés libres

Blé

Zymoseptoria tritici

Stimulateurs de défense des plantes

Biofongicides

Lipopeptides cycliques

Wheat

Zymoseptoria tritici

Elicitors of plant defense responses

Biofongicides

Cyclic lipopeptides

Résumé

L'utilisation de biofongicides et de molécules stimulatrices des défenses des plantes (SDP) constituent des stratégies de lutte alternative permettant la réduction de l'utilisation des fongicides conventionnels. Toutefois, il n'existe que peu de produits homologués et appliqués sur blé et encore moins contre la septoriose. Dans le cadre de cette étude, nous avons testés et mis en évidence l'efficacité de protection du blé contre Zymoseptoria tritici de plusieurs molécules. En effet, 29 molécules biosourcées dérivées de la fonctionnalisation de l'acide pyroglutamique (PGA), contenu dans les mélasses de la betterave sucrière, ont été évaluées en plus de l'acide y-aminobutyrique GABA, pour la première fois contre Z. tritici. Le GABA et 16 molécules fonctionnalisées ont réduit significativement les pourcentages de la maladie. L'absence d'effets directs sur Z. tritici vérifiée in vitro confirme que ces protections sont dues exclusivement à un effet SDP. Pour ces molécules, l'étude de la relation structure activité a mis en évidence l'importance des différents groupements chimiques impliqués dans les protections observées. D'autre part, la conjugaison du PGA avec l'acide salicylique (SA) a permis l'obtention de 5 nouvelles molécules parmi lesquelles 4 étaient plus efficaces que les molécules mères et cette efficacité semble être également due à un effet SDP. Enfin, la saccharine ainsi que trois lipopeptides cycliques produits par Bacillus subtilis (mycosubtiline, surfactine et fengycine seuls ou en mélange) ont été évalués pour la première fois sur le pathosystème blé - Z. tritici et ont conféré des protections significatives dues à des propriétés SDP, à des activités antifongiques directes ou à des effets combinés. Cette étude a donc permis d'identifier de nouvelles molécules possédant différents modes d'action et qui pourraient être envisageables en lutte alternative contre la septoriose du blé, toutefois, des analyses complémentaires sont requises.

The use of biofungicides and elicitors of plant defenses are alternative control stategies that can reduce the use of conventional fungicides. However, there are few products registered and applied on wheat and even less against Septoria tritici blotch. As part of this study, we tested and demonstrated the protective efficacity of several molecules on wheat against Zymoseptoria tritici. In fact, 29 biosourced molecules derived from the functionalization of pyroglutamic acid (PGA) contained in the molasses of sugar beet were evaluated with y-aminobutyric acid GABA, for the first time against Z. tritici. GABA and 16 functionalized molecules significantly reduced the percentages of the disease. The absence of direct effects on the fungus tested in vitro confirms that these protections are due exclusively to an elicitation of plant defense mechanisms. For these molecules, the study of the structure activity relationship has highlighted the importance of different chemical groups involved in the observed protections. On the other hand, the conjugation of PGA with salicylic acid (SA) allowed the obtention of 5 new molecules among which 4 were more effective than the parent molecules and this efficiency seems to be also due to an eliciting effect. Finally, saccharin and three cyclic lipopeptides produced by Bacillus subtilis (mycosubtilin, surfactin and fengycin alone or as mixtures) were evaluated for the first time on the pathosystem wheat - Z. tritici and conferred significant protection due to eliciting properties, direct antifungal activities or combined effects. This study has thus made it possible to identify new molecules with different modes of action and which could be considered in alternative control against wheat leaf blotch, however, additional analyses are required.