Étude pluriannuelle de la sporée aérienne de Plasmopara viticola par quantification moléculaire : un nouvel indicateur de risque des épidémies du mildiou de la vigne.

Pluriannual study of Plasmopara viticola airborne sporangia using molecular quantification : a new risk indicator of downy mildew epidemics.

• Auteur / Autrice : Antonin Douillet
• Direction : François Delmotte, Marc Raynal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques et forestières
• Date : Soutenance le 27/02/2023
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Santé et agroécologie du vignoble (INRA Bordeaux-Aquitaine)
• Jury : Président / Présidente : Anne Legrève
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre-Henri Dubuis, Laurence Mercier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Legrève, Catherine Abadie-Fournier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plasmopara viticola

Fongicides

Mildiou de la vigne

Mots clés libres

Aérobiologie

Épidémiologie

Vigne

Aerobiology

Epidemiology

Grapevine

Résumé

Le mildiou de la vigne, causé par l'oomycète Plasmopara viticola, est l'une des maladies les plus dommageable pour cette culture. Sa gestion repose essentiellement sur l’utilisation préventive de fongicides. La prévision des risques épidémiques est basée sur l’interprétation des prévisions météorologiques et l’observation des symptômes sur des réseaux de parcelles viticoles. Ces méthodes d’épidémiosurveillance ne permettent pas de caractériser le risque avec une précision suffisante à l'échelle de l’exploitation viticole. Cette imprécision est aujourd’hui couverte par des traitements fongicides qui pourraient être économisés. L’objectif de la thèse est de proposer une méthode de suivi de la concentration en sporanges aéroportés de Plasmopara viticola pour améliorer la prévision du risque épidémique à l’échelle du parcellaire. L’utilisation de capteurs à bras rotatif, couplés à une détection moléculaire par LAMP-PCR a permis de détecter et de quantifier l’ADN contenu dans les sporanges de P. viticola au cours de la saison végétative de la vigne. La méthode s’est révélée à la fois reproductible, spécifique et sensible, aux seuils de détection de 0.3 et de quantification de 3.3 sporanges /m3 d’air. Nos données montrent l’absence de rythme circadien d’émission des sporanges et une position optimale du capteur au sommet de la canopée. Ce dispositif de piégeage est déployé dans une parcelle de 2 hectares du site INRAE de Bordeaux : 3300 points de mesure de la sporée ont été générés de 2019 à 2021 par 6 capteurs de spores, relevés 3 fois par semaine d'avril à octobre. Ces observations sont complétées par un suivi hebdomadaire de la dynamique épidémique du mildiou sur feuilles et grappes. L’analyse de ces données révèle une relation significative entre le nombre d’heures propices aux contaminations, la quantité de sporanges détectées dans l’air, et la vitesse de propagation de la maladie. L’analyse combinée des données météorologiques et de la sporée aérienne pourrait ainsi permettre une meilleure anticipation de la vitesse de propagation de la maladie. L’ensemble de ces résultats montre que la mesure directe la sporée aérienne permet d’anticiper la progression des symptômes à l’échelle de la parcelle. Le déploiement de cette méthode à l’échelle d’un réseau régional pourrait préfigurer un système d’épidémiosurveillance permettant d’optimiser des stratégies de lutte contre le mildiou de la vigne.

Downy Mildew, caused by the oomycete Plasmopara viticola, is one of the most damaging diseases of the vineyard. The management of the epidemic is mainly based on the preventive application of fungicides. The epidemic risks prediction is based on the interpretation of weather forecasts and the monitoring of vineyard plots networks. These epidemiological survey methods do not allow to characterize the risk with a sufficient accuracy at the scale of the farm. This uncertainty is currently covered by fungicide over treatments that could be saved. The objective of this thesis is to propose a method to monitor the concentration of airborne sporangia of Plasmopara viticola in order to improve the prediction of the epidemic risk at the plot scale. The use of rotating arm samplers, coupled with molecular detection by LAMP allows the detection and quantification of DNA contained in P. viticola sporangia during the vegetative season of the vine. The method is shown to be reproducible, specific and sensitive, with detection and quantification thresholds of 0.3 and 3.3 sporangia/m3 of air respectively. Our data show the absence of a circadian rhythm of sporangia emission and an optimal position of the sampler at the top of the canopy. This trapping device is implemented in a 2 hectare plot of the INRAE site in Bordeaux : 3300 sporangia measurements have been generated from 2019 to 2021 by 6 spore trap, collected 3 times a week from April to October. These measures are complemented by a weekly monitoring of the epidemic dynamics of downy mildew on leaves and clusters. The data analysis reveals a significant relationship between the number of hours favorable to contaminations, the sporangia quantity detected in the air, and the spreading speed of the disease. The combined analysis of meteorological data and airborne sporangia could thus allow a better anticipation of the speed of disease spreading. All these results show that the direct measurement of airborne spores is able to anticipate the progression of symptoms at the plot level. The implementation of this method at the scale of a regional network could foreshadow an epidemic monitoring survey allowing to optimize control strategies against downy mildew in grapevine.