Sociocultural factors involved in the spread of Cassava Bacterial Blight in the Colombian Caribbean

Facteurs socioculturels impliqués dans la dissémination de la bactériose vasculaire du manioc dans les Caraïbes Colombiennes

• Auteur / Autrice : Dario Antonio Perez gonzalez
• Direction : Boris Szurek, Laure Emperaire
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des systèmes
• Date : Soutenance le 13/12/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Plant Health Institute (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Marie-Agnès Jacques
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Boris Szurek, Laure Emperaire, Marie-Agnès Jacques, Carlos Emanuel Sautchuk, Adeline Barnaud, Lauren Raz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marie-Agnès Jacques, Carlos Emanuel Sautchuk

Mots clés

Mots clés contrôlés

Xanthomonas

Phytopathologie

Sécurité alimentaire

Mots clés libres

Connaissances locales

Mémoire bioculturelle

Sécurité alimentaire

Phytopathologie

Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm)

Local knowledge

Biocultural memory

Food safety

Phytopathology

Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm)

Résumé

Le manioc (Manihot esculenta Crantz), dont la racine tubéreuse est une source importante de carbohydrates pour des centaines de millions de personnes dans le monde, est largement cultivé sous les tropiques. En raison de sa tolérance aux stress thermiques et hydriques, le manioc est considéré comme une plante résiliente face au changement climatique. En Colombie, le manioc est l'une des espèces alimentaires les plus cultivées, assurant la subsistance de nombreux petits exploitants familiaux. La région des Caraïbes contribue à environ 50 % de la production nationale, principalement grâce à l’exploitation à petite échelle par les communautés locales qui utilisent le manioc non seulement dans le cadre de leur régime alimentaire traditionnel, mais aussi comme source de revenus.Le manioc est menacé par plusieurs ravageurs et maladies pouvant réduire de manière significative les rendements. Ces pertes de rendement sont à l’origine de problèmes socio-économiques pour les petits agriculteurs, qui dépendent de leur production pour leur survie. Parmi les principales maladies qui affectent la production de manioc figure la bactériose vasculaire du manioc (CBB, pour son acronyme en anglais), qui est causée par Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm). Xpm est une bactérie Gram-négative systémique qui pénètre dans les feuilles de l'hôte par des ouvertures naturelles ou des blessures et se déplace dans les feuilles distales et les tiges via la colonisation du système vasculaire de la plante. L'agent pathogène peut se propager au sein d’une parcelle par le biais d'outils contaminés utilisés pour préparer les boutures de tiges au moment de la plantation ou pour couper les tiges au moment de la récolte. De plus, les agriculteurs reconnaissent le CBB comme une préoccupation en raison du manque de connaissances pour le contrôler, mais il ne reçoit toujours pas l'attention nécessaire car les agriculteurs manquent de formation pour l'identification du CBB ou n'ont aucun intérêt à l'arrêter car ils sous-estiment son impact sur le rendement.Il existe des connaissances assez détaillées sur la diversité génétique des populations de Xpm, leur dynamique évolutive et les gènes impliqués dans la virulence de l'agent pathogène. Cependant, des aspects tels que l'impact des pratiques agricoles et du contexte sociopolitique sur l'épidémiologie de Xpm restent à déterminer. En ce sens, l'objectif principal de cette thèse de doctorat était d'étudier, par le biais d'approches multidisciplinaires issues des sciences sociales et naturelles, le rôle joué par les connaissances locales, les pratiques agronomiques et les facteurs socio-économiques sur l'occurrence du CBB, à l'échelle du village Villa López situé dans la région des Caraïbes en Colombie.Nos résultats montrent que : (i) l'occurrence du CBB dépend fortement des questions de propriété foncière, probablement en raison d'un contrôle phytosanitaire inadéquat lors de l'acquisition de boutures lorsque les agriculteurs sont contraints de louer la terre ; (ii) le système de circulation des semences de manioc a un fort impact sur la propagation et la diversité de Xpm à l'échelle de Villa López ; (iii) il existe une corrélation positive significative entre les changements de pratiques agricoles et l'occurrence du CBB dans le village de Villa López. En outre, (iv) l'histoire agraire de la culture du manioc dans la région et les effets des conflits fonciers sur la propagation du CBB au fil du temps ont été enregistrés, grâce à une méthode participative avec les agriculteurs. Ces informations sont un élément clé dans l’amélioration de notre compréhension de la structure génétique des populations du pathogène et de sa prévalence dans le monde. De plus, elles fournissent des informations nécessaires à la détection précoce et au contrôle durable du CBB dans les cultures de manioc à l'échelle locale.

Cassava (Manihot esculenta Crantz) is extensively cultivated all over the tropics, as its tuberous root is a major source of carbohydrates for hundreds of millions of people worldwide. Because of its tolerance to heat and water stress, cassava is thought to be resilient to climate change. In Colombia, cassava is one of the most cultivated food crops, ensuring the subsistence of many smallholder family farmers. The Caribbean region contributes to about 50% of the national production, mainly through small-scale cultivation by local communities that not only use it as part of their traditional diets, but also as a source of income.Cassava is threatened by several pests and diseases that can significantly reduce the crop yield, thus creating socioeconomic issues to small-scale farmers that depend on their production for survival. Among the main diseases affecting cassava production is Cassava Bacterial Blight (CBB), which is caused by Xanthomonas phaseoli pv. manihotis (Xpm). Xpm is a systemic Gram-negative bacterium that penetrates host leaves through natural openings or wounds, and can move into distal leaves and stems upon colonization of the plant vascular system. The pathogen can spread via contaminated tools used to prepare stem cuttings at planting time, and to cut stems upon harvest. Exchanges of infected stem cuttings can disperse the pathogen among fields. Moreover, farmers recognize CBB as a concern because of the lack of knowledge to control it, but it is still not given the necessary attention since farmers lack training for CBB identification or have no interest in stopping it because they underestimate its impact on yield.There is quite detailed knowledge about the genetic diversity of the Xpm population, its evolutionary dynamics and the genes involved in the virulence of the pathogen. However, aspects such as the impact of farming practices and the sociopolitical context on Xpm epidemiology have yet to be determined. In this sense, the main objective of this PhD thesis was to investigate, through multidisciplinary approaches from the social and natural sciences, the role played by local knowledge, agronomic practices, and socioeconomic factors on the occurrence of CBB, at the scale of the village Villa López located in the Caribbean region of Colombia.Our findings show that (i) CBB occurrence strongly depends on land property issues, likely because of an inadequate phytosanitary control during acquisition of cuttings when farmers are forced to rent the land. (ii) The cassava seed circulation system is strongly impacting the spread and diversity of Xpm at the scale of Villa López. (iii) There is a strong positive correlation between the changes of agricultural practices and the occurrence of CBB in the village of Villa López. Additionally, (iv) the agrarian history of the cassava cultivation in the region and the effects of land tenure conflicts on the spread of CBB over time were registred, through a participatory method made together with farmers. This information can be a key element to improve our understanding of the pathogen population genetic structure and its prevalence worldwide, and, at the same time, it provides necessary information for early detection and sustainable control of CBB in cassava crops at the local scale.