Emergences à l'interface agro-écologique : le rôle des réservoirs naturels sur les dynamiques épidémique et évolutive des agents pathogènes

Emergence at the agroecological interface : the role of the natural reservoirs on the evolutive and epidemic dynamics of pathogens

• Auteur / Autrice : Elise Lepage
• Direction : Benoit Moury, Loup Rimbaud
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
• Etablissement(s) : Avignon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et agrosciences (Avignon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : PV - Pathologie végétale

Mots clés

Mots clés libres

Phytopathologie

Pathogène généraliste

Réservoir naturel

Generalism

Natural reservoir

Phytopathology

Résumé

La lutte contre les organismes pathogènes des cultures est un enjeu majeur de la sécurité alimentaire, ainsi qu'un domaine prioritaire de la transition agroécologique. Si ces dernières années ont été marquées par la pandémie de Covid19, le même constat s'applique à la santé des êtres humains et des plantes : les émergences de nouveaux organismes pathogènes sont très dommageables et difficiles à prévoir. Pour une gestion de crise sanitaire efficace, la connaissance des caractéristiques des agents pathogènes concernés est fondamentale . En particulier, le rôle des interfaces entre zones naturelles et espaces anthropisés est encore mal compris en dépit de son impact potentiellement crucial sur les émergences et le devenir des épidémies. Partant du constat que les zones naturelles diversifiées sont de manière générale plus résilientes face aux épidémies que les monocultures, la diversification du paysage dans l'espace et dans le temps est une composante fondamentale à la gestion agroécologique des maladies. Cependant, les études portant sur ces stratégies de gestion prennent rarement en compte le rôle ambivalent des hôtes sauvages à proximité des cultures, et, lorsque c'est le cas, la complexité du compartiment sauvage est extrêmement simplifiée. De plus, nombre de stratégies paysagères peuvent être mises à mal par les agents pathogènes généralistes (c'est-à-dire capables d'infecter une large gamme d'hôtes). En effet, ceux-ci sont, d'une part, susceptibles d'être présents dans de nombreuses plantes du compartiment sauvage et ont, d'autre part, un potentiel évolutif leur permettant de contourner rapidement la résistance des plantes. Ce projet de thèse propose de répondre à la problématique suivante : Quels rôles jouent les réservoirs naturels sur les dynamiques épidémique et évolutive des agents pathogènes agricoles généralistes, et quelles conséquences pour les stratégies de gestion ? La thèse s'appuiera sur l'étude de l'épidémie actuelle de Cucumber mosaic virus (CMV) sur la culture de piments dans la région d'Espelette, émergence récente dont les causes sont encore inconnues. Une approche systémique, alliant expérimentations de terrain et de laboratoire et modélisation, en collaboration avec le Syndicat du Piment d'Espelette AOP, permettra (1) d'étudier la structure génético-spatio-temporelle du virus dans le territoire d'Espelette, (2) d'identifier les facteurs clés des épidémies, et (3) de proposer des stratégies de lutte contre le virus.

The fight against pathogens affecting crops is a major concern for food security, as well as a priority area in the agroecological transition. While the past few years have been marked by the Covid-19 pandemic, the same observation applies to the health of both humans and plants: the emergence of new pathogenic organisms is highly damaging and difficult to predict. For effective crisis management in plant health, understanding the characteristics of the relevant pathogens is essential. In particular, the role of interfaces between natural areas and human-modified spaces remains poorly understood, despite its potentially crucial impact on the emergence and development of epidemics. Starting from the premise that diverse natural areas are generally more resilient to epidemics than monocultures, landscape diversification in space and time is a fundamental component of agroecological disease management. However, studies focusing on these management strategies often overlook the ambivalent role of wild hosts in close proximity to crops. And even when considered, the complexity of the wild component is greatly simplified. Moreover, many landscape strategies can be undermined by generalist pathogens (i.e., capable of infecting a wide range of hosts). Indeed, these pathogens are, on one hand, likely to be present in numerous plants in the wild component and, on the other hand, possess an evolutionary potential that enables them to quickly overcome plant resistance. This thesis project aims to address the following issue: What roles do natural reservoirs play in the epidemic and evolutionary dynamics of generalist agricultural pathogens, and what are the implications for management strategies? The thesis will be based on the study of the ongoing epidemic of the Cucumber mosaic virus (CMV) in the pepper cultivation in the Espelette region, a recent emergence whose causes are still unknown. A systemic approach, combining field and laboratory experiments, as well as modeling, in collaboration with the Espelette Pepper PDO Association, will enable (1) the study of the genetic-spatial-temporal structure of the virus in the Espelette territory, (2) the identification of key epidemic factors, and (3) the proposal of strategies to combat the virus.