République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique Université d’Oran Es-Senia Faculté des sciences Département de Biologie Mémoire de Magister Option : Phytopathologie Thème : Caractérisation de cinq isolats de Drechslera teres (Sacc.), agent responsable de la rayure réticulée de l’orge (Hordeum vulgare L.). Présenté par : CHAMEKH RAJAA Membre du jury : Présidente : M me FORTAS Z. Professeur, Université d’Oran. Examinateurs : M elle BOUABDALLAH L. Maître de conférence, Université d’Oran. M r BENDAHMEN A.S. Maître de conférence, Université de Mostaganem. M r BELABID L. Maître de conférence, Université de Mascara. Directeur de thèse : M r BOUZNED Z. Professeur, I.N.A. El-harrach. Co-Rapporteur : M r LABDI M. Docteur, I.N.R.A. Sidi Belabbès.
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République Algérienne Démocratique et PopulaireMinistère de l’enseignement supérieur et de la recherche scientifique
Université d’Oran Es-Senia
Faculté des sciencesDépartement de Biologie
Mémoire de MagisterOption : Phytopathologie
Thème :
Caractérisation de cinq isolats de Drechslera teres (Sacc.),agent responsable de la rayure réticulée de l’orge
(Hordeum vulgare L.).
Présenté par : CHAMEKH RAJAA
Membre du jury :Présidente : Mme FORTAS Z. Professeur, Université d’Oran.
Examinateurs : Melle BOUABDALLAH L. Maître de conférence, Université d’Oran.
Mr BENDAHMEN A.S. Maître de conférence, Université de Mostaganem.
Mr BELABID L. Maître de conférence, Université de Mascara.
Directeur de thèse : Mr BOUZNED Z. Professeur, I.N.A. El-harrach.
Co-Rapporteur : Mr LABDI M. Docteur, I.N.R.A. Sidi Belabbès.
REMERCIEMENTS
J’ai le plaisir d’adresser mes vifs remerciements à Mr Bouznad Z. Professeur àl’I.N.A. d’El Harrach pour m’avoir proposé ce sujet et pour l’avoir suivi et corrigé.
Je tiens à remercier Mr Labdi M., directeur de l’I.N.R.A.A. de Sidi Belabbèspour l’accueil qu’il ma réservé durant la réalisation de ce travail au sein de sonlaboratoire.
Je remercie chaleureusement Melle Bouabdallah L. Maître de conférence àl’Université d’Oran et Mme Khouaijia M. chargée de cours à l’Université d’Oranpour m’avoir accepter dans leur laboratoire et pour l’intérêt tout particulier qu’ellesont accordé à mon travail. L’appui matériel dont j’ai bénéficié, les précieux conseilset le soutien moral qu’elles m’ont apporté aux moments difficiles m’ont été d’ungrand secours. Je ne saurais assez les remercier.
Je suis très reconnaissante à Mr Bendahmane A.S. Maître de conférence àl’Université de Mostaganem de m’avoir aidé à réaliser ce travail et d’avoir acceptéd’examiner et de juger ce mémoire. Je lui exprime mes vifs remerciements.
Je suis très sensible à l’honneur que me fait Melle Bouabdallah L. en acceptantd’examiner ce travail. Qu’elle veuille accepter le témoignage de mon profondrespect.
J’exprime mes sincères remerciements à Mr Belabid L. Maître de conférence àl’Université de Mascara, qui a bien voulu accepter d’examiner ce travail et à Mme
Fortas Z. Professeur à l’Université d’Oran d’avoir accepté de présider et de juger cemémoire. Qu’ils trouvent ici l’expression de mes vifs remerciements.
Je voudrais également remercier chaleureusement Mr Abd El Latif, Melle AbbarW., Melle Belahcene N., Melle Benademe W. et Mme Benmansor F., ingénieurs aulaboratoire de l’I.N.R.A.A. de Sidi Belabbès, pour leur aide et leur collaborationefficace dans la réalisation de ce travail. Qu’il me soit permis de leur prouver maprofonde reconnaissance.
Je ne remercierai jamais assez ma très chère famille en adressant ma vivereconnaissance pour le soutien et les sacrifices qu’elle m’a apporté tout au long demes études.
Je remercie enfin tous ceux et celles qui ont contribué de près ou de loin àl’élaboration de ce mémoire dans les meilleures conditions.
Résumé :
Drechslera teres est un champignon qui attaque l’orge causant une maladie
foliaire appelée la rayure réticulée.
Dans ce présent travail, nous avons étudié la variabilité morphologique et
pathologique de cinq isolats de Drechslera teres, l’induction de la sporulation et
l’effet du milieu de culture et du pH sur leur vitesse de croissance.
L’étude morphologique réalisée sur différents milieux de culture n’a pas révélé
une grande variabilité morphologique entre les isolats.
La sporulation des cinq isolats de Drechslera teres est obtenue sur les milieux
minéraux appauvris en carbone. Cette sporulation nécessite une incubation des
isolats sous une lumière continue (G28, G30 et G44) ou sous une lumière alternée
(G1 et G23).
La vitesse de croissance des isolats est affectée par la composition du milieu de
culture et par le pH. L’ensemble des isolats enregistre leur optimum de croissance
sur le milieu PDA à pH 5.5 et 6.
L’étude du comportement des isolats de Drechslera teres vis-à-vis des sept
variétés d’orge a montré qu’aucune variété n’est résistante aux cinq isolats et elle
nous a permis de noter des différences entre les isolats en fonction de leur
agressivité.
Mots clés : Drechslera teres, orge, sporulation, croissance, agressivité.
:الملخص
Drechsleraیعتبر فطر teres من الفطریات الممرضة لنبات الشعیر مسببة لھ مرض التبقع الشبكي
.على مستوى الأوراق
قمنا في عملنا ھذا بدراسة التغیرات المرفولوجیة و القدرة المرضیة لخمس عزلات و مدى تأثیرالاوساط
.معلى التبر ععلى سرعة النمو، كما حاولنا حث العزلاتpHالمغذیة و
لم تظھر الدراسة المرفولوجیة المنجزة على مختلف الأوساط المغذیة وجود اختلاف كبیر بین عزلات
الفطر، أما فیم یخص التبوغ فقد كانت النتیجة ایجابیة في الأوساط المعدنیة الفقیرة من حیث الكربون و
,G28)تحت إضاءة مستمرة ةالمحضون G30, G44)تناوبة أو تحت إضاءة م(G1, G23).
تبلغ سرعة نمو كل العزلات ذروتھا .pHسرعة نمو عزلات الفطر تتأثر بتركیبة الوسط المغذي و ب
.6و pH5.5ذات PDAعلى وسط
إن دراسة القدرة المرضیة لھذه العزلات على سبع أصناف من الشعیر أثبتت انھ لا یوجد صنف مقاوم
.فات بین العزلات على مستوى القدرة المرضیةللعزلات الخمس و انھ یوجد اختلا
II.1. L’HOTE ……………………………………………………………………3II.1.1. Description de la plante ………………..…………………………….3II.1.2. Position taxonomique.…………………….…………………………..4II.1.3. Caractères écologiques………………………………………………..4II.1.4. Utilisation……………………………………….…………………….4
II.2. Les maladies de l’orge…………………………………..………………….5II.3. La rayure réticulée…………………………………………..………….…..7
II.3.1. Biologie de Drechslera teres………………………………………….7II.3.2. Position taxonomique…………………………………………...…….9II.3.3. Cycle de la maladie…………………………………………..………10II.3.4. Symptômes de la maladie…………………………………..………. 13II.3.5. Conditions favorisant la maladie…………………………………….15
II.4. Méthodes de lutte……………………………………………………...…. 17II.4.1. Les pratiques culturales……………………………………………... 17II.4.2. La lutte chimique………………………………………………… …18II.4.3. La lutte génétique…………………………………………………... 19
III.2. Techniques d’isolement et de purification des isolats...…………….…….21III.2.1. Isolement…………………………………………………….………21III.2.2. Culture monospore………………………………………….……… 21III.2.3. Conservation des isolats……...…...………………………….…….. 22
III.3. Caractérisation morphologique …………………………………………..22III.4. induction de la sporulation …………………………….…………………22III.5. Etude de la croissance mycélienne ……………………………….……....23
III.5.1. l’effet du milieu de culture …………………………………….……23III.5.2. l’effet du pH du milieu de culture ……………………………….….24
III.6. Test du pouvoir pathogène………………..…………….………….……..24III.6.1. L’obtention des plantules de l’orge……………………………..…...24III.6.2. Préparation de l’inoculum ………………………………………..…24III.6.3. Inoculation des plantes …….……………………………………..…25III.6.4. Estimation de la maladie ………………………….………….…..…25III.7. Etude statistique……………………………………...………………..26
IV. Résultats et Discussion :
IV.1. Caractérisation morphologique des isolats……………………….………27Discussion……………………………………………………………………….31IV.2. Induction de la sporulation des isolats ……………………………...…….32Discussion………………………………………………………………….……34IV.3. Evaluation de la croissance mycélienne …………………………….……36
IV.3.1.L’effet du milieu de culture …………………………………….……36Discussion………………………………………………………………..…..41IV.3.2. L’effet du pH sur la croissance …………………………………..….42Discussion……………………………………………………….…………...45
IV.4. Test de virulence …………………………………………….…………....46Discussion……………………………………………………………………….51
Charbon nu Ustilago nuda Les grains sontremplacés par desmasses charbonneusesde spores. Ces massespeuvent être poudreuses,recouvertes d’unemembrane grisâtre ouprendre la forme desgrains qu’elles ontremplacé.
Faux charbon nu Ustilago nigra
Charbon couvert Ustilago hordei
Carie commune etcarie naine
Les Tilletia
II.3. La rayure réticulée
La rayure réticulée est surtout une maladie foliaire de l’orge causée par
Drechslera teres qui est la forme imparfaite de Pyrenophora teres. C’est un
champignon microscopique qui se caractérise par un grand polymorphisme
symptômatologique et par un cycle biologique complexe.
II.3.1. Biologie de Drechslera teres
Drechslera teres se caractérise par :
a) Le mycélium
Le mycélium est présent sous forme de « resting mycélium » sur les pailles et
les semences, il est responsable de la contamination au niveau du coléoptile et de la
première feuille. Le mycélium, au niveau de la semence, a une localisation
superficielle, sous péricarpique et interne dans l’albumen et l’embryon
(Gilbert, 1982).
L’infection des différentes parties de la semence d’orge y compris l’embryon
s’effectue au moment de la floraison (Bendahmane, 1992).
b) Les conidies
Les conidies se trouvent sur les pailles, les repousses, les feuilles basales sèches
de l’orge au cours de végétation, sur les semences et sur certaines graminées
adventices et spontanées appartenants au genre Hordeum. Elles sont responsables
des contaminations primaires à partir du stade première feuille.
Les conidies sont brun clair et ne sont pas dorée foncée comme celles
d’Helminthosporium gramineum. Elles sont droites, cylindriques, arrondies aux
deux extrémités et présentent une légère constriction au niveaux des cloisons. Elles
peuvent avoir jusqu’à 7 ou 8 cloisons transversales, mais en ont souvent 4 ou 5, et
mesurent 60-125µm x 11-20µm (fig. 1). Des pycnides, produites par le champignon
et pourvues de petites spores unicellulaires, apparaissent parfois directement sur les
téguments des graines (Champion, 1997).
c) Les chlamydospores
Les chlamydospores peuvent être issues du mycélium par fragmentation de
celui-ci et formation de cellules dont la paroi épaissie est mélanisée.
d) Les organes sclérotioïdes
Les organes sclérotioïdes sont des fructifications subsphériques de couleur
noire entourées par de nombreuses soies rigides, ils donnent des périthèces (forme
sexuée : Pyrenophora teres) s’ils sont fécondés par des spermaties. Si les organes
sclérotioïdes ne captent pas le noyau mâle fécondant, ils évoluent en sclérotes
(Gilbert, 1982).
Figure 1 : Conidies et conidiophore de Drechslera teres.
(Champion, 1997).
II.3.2. Position taxonomique
Le genre Helminthosporium fut établi en 1809 (in Benbelkacem, 2002). La
première détection du pathogène responsable de la rayure réticulée a été en 1878 en
Italie. En 1882, Saccard décrit ce pathogène comme Helminthosporium teres
(Ondoej et Minaoikovà, 2002).
Les espèces d’Helminthosporium étaient différenciées par Nisikado (1928) en
deux sous genres : Cylindro-Helminthosporium ayant des conidies droites et
cylindriques et qui germent par un ou plusieurs tubes à partir de n’importe quelle
cellule et Eu-Helminthosporium à conidies fusiformes, souvent courbées et germant
uniquement des cellules terminales. Deux ans Après, Drechslera fut établie par Ito
(1930) pour accommoder les champignons attribués au sous genre Cylindro-
Helminthosporium et associés avec Pyrenophora (in Benbelkacem, 2002). Dans le
cadre de la taxonomie proposée par Kenneth (1983), le pathogène étudié s’inscrit
dans le genre Drechslera.
La position taxonomique spécifique de ce pathogène est la suivante :
a) Anamorphe : Drechslera teres (Sacc.) Shoem. forme teres.
Drechslera teres (Sacc.) Shoem. forme maculata.
(= Helminthosporium teres Sacc).
Embranchement : Eumycota.
Sous embranchement : Deuteromycotinés.
Classe : Hyphomycètes.
Ordre : Hyphomycétales.
Famille : Dématiacées.
Genre : Drechslera.
Espèce : teres
b) Téléomorphe : Pyrenophora teres Drechs. forme teres.
Pyrenophora teres Drechs. forme maculata.
Embranchement : Eumycota.
Sous embranchement : Ascomycotinés.
Classe : Pyrenomycètes.
Ordre : Pléosporales.
Famille : Pléosporacées.
Genre : Pyrenophora.
Espèce : teres.
II.3.3. Cycle de la maladie
En automne, la maladie peut être transmise par les semences, ce moyen est le
plus direct et le plus rapide. Elle peut se transmettre également par les
chlamydospores, sclérotes et mycélium trouvés sur les pailles.
Les spores produites sur ces résidus sont disséminées par divers facteurs (vent,
pluie). Elles se déposent sur les feuilles des jeunes plants d’orge et provoquent ainsi
la contamination primaire. Ces spores sont aussi présentes au niveau des repousses
et des graminées adventices du genre Hordeum qui servent de réservoirs d’inoculum.
Si les conditions sont favorables, un cycle complet peut avoir lieu avec une
libération de conidiospores, si non, le parasite reste en latence pendant l’hiver et ne
reprend son activité qu’au printemps. Pendant l’hiver, la phase sexuée aboutissant à
la libération des ascospores se réalise.
La rencontre des spermaties provenant des spermogonies, avec les organes
sclérotioïdes va déclencher le développement des périthèces, leur maturation n’est
pas observée avant les mois de décembre et janvier. Ces périthèces vont libérer des
ascospores qui vont constituer avec les conidies produites à la surface des lésions,
l’inoculum secondaire.
La maladie va réaliser sa phase épidémique en cours de montaison si l’année est
précoce, mais le plus souvent vers le gonflement et pendant l’épiaison. Plusieurs
cycles végétatifs libérant des conidiospores peuvent avoir lieu. En cas de forte
infestation, les épis seront attaqués et la maladie pourra être transmise par les
semences (fig. 2) (Daniel, 1993).
Figure 2 : Dynamique de la propagation de la maladie de l’orge et de
l’évolution l’épidémie en plein champ (Daniel, 1993).
II.3.4. Symptômes de la maladie
Les symptômes sont caractérisés par des colorations brun foncé visibles sur les
deux faces des feuilles. Les symptômes sont induits par deux formes génétiquement
distinctes de Drechslera teres : la forme teres et la forme maculuta, elles engendrent
respectivement les symptômes de type réseau et les symptômes de type tache ovale
(linéaire, rectangulaire, ovale, irrégulier et ponctiforme).
L’ensemble de ces symptômes a été caractérisé par Barrault (1989) en six
catégories (fig. 3) :
a) Réseaux : ils se présentent sous la forme de nécroses longitudinales plus ou
moins longues le long des nervures, colonisant la feuille dans la largeur par des
liaisons à angle droit. Cela donne un aspect de réseaux plus ou moins développé
dénommés a ou b.
b) Linéaires : ces symptômes empruntent aussi la voie longitudinale des nervures
sous forme de deux nécroses parallèles brun foncé. La coloration entre ces deux
nécroses permet d’en définir plusieurs sortes : si la coloration brune remplit
entièrement l’espace on obtient un type a, mais bien souvent, la nécrose internervaire
est incomplète (type b et c) ou presque inexistante (type e).
c) rectangulaires : elles ont les mêmes caractéristiques que les linéaires mais sont
plus courtes.
d) ovales : les taches dans ce cas n’empruntent pas la voie longitudinale des
nervures pour progresser. Ces taches, comme pour les autres symptômes, sont ou
non entourées d’un jaunissement. Plusieurs de ces taches associées peuvent
former des taches plus grosses.
e) Irrégulier : ne suivent pas non plus les nervures et présentent en plus un contour
irrégulier.
f) Très petites taches dites ponctiformes : sont très fréquentes et elles
accompagnent souvent les autres taches.
Après l’apparition de ces symptômes brun foncé, la feuille subit assez
rapidement une nécrose généralisée. Si l’humidité est assez importante, on va voir
s’y ériger les fructifications du parasite sous forme d’une touffe de conidiophore se
présentant sous l’aspect d’une moisissure noire. Les conidiophores portent une ou
plusieurs spores allongées.
Les symptômes de D. teres peuvent aussi être rencontrés sur les coléoptiles, les
gaines foliaires, les épis et les grains.
Figure 3 : Type de taches foliaires induits par Drechslera teres f. teres (1) et
Drechslera teres f. maculata (2, 3, 4, 5, 6) sur orge d’après Barrault
(1989) (in Toubia, 1992).
II.3.5. Conditions favorisant la maladie
II.3.5.1.Facteurs climatiques favorisant le développement du parasite
La phase épidémique alimentée par les repiquages successifs des cycles
végétatifs est dépendante des conditions climatiques. Lors de chaque cycle, la
sporulation négligeable par temps froid, est plus abondante par une température
optimale de 15 à 20°C. Cette sporulation qui se réalise sur les tissus morts des
organes touchés est activée en outre par des variations brutales de température. Les
humidités élevées et la lumière favorisent aussi cette sporulation diurne.
Les spores formées sont libérées est véhiculées par le vent. Il a été vérifié que
ces spores sont retrouvées à au moins 7m du point d’émission, mais il est probable
que par vent fort, le transport ait lieu sur plusieurs dizaines de mètres.
La germination des conidiospores requiert une humidité relative élevée
supérieure à 80% avec un optimum à 95%. Les températures les plus favorables se
situent entre 18°C et 24°C.
Les phases d’incubation et de latence qui vont suivre ne sont pas très bien
précisées. Le mycélium se développe au mieux pour des températures situées entre
18°C et 23°C. Dans ces conditions, la durée d’incubation est de 2 à 4 jours.
En ce qui concerne la sporulation suivante, il faut au moins attendre la mort des
tissus infectés et les conditions climatiques déjà décrites pour qu’elle ait lieu (fig. 4)
(Daniel, 1993).
Figure 4 : Evolution schématisée d’un cycle végétatif de Drechslera teres
(Daniel, 1993).
II.3.5.2. Facteurs agronomiques
Les éléments de la culture intensive de l’orge qui visent à obtenir un rendement
élevé, sont susceptibles de favoriser le développement de la maladie :
Une densité de semis élevée.
L’utilisation de cultivars très productifs, mais pour la plupart sensibles à très
sensibles à D. teres.
Des semis précoces.
Un niveau de fumure azotée élevée.
Raccourcissement des rotations permettant au parasite de survivre pendant
l’hiver sous forme de périthèces.
L’utilisation d’un arsenal chimique varié qui peut favoriser le
développement de la maladie par :
- Elimination des antagonistes saprophytes naturels du pathogène.
- Une inaction vis-à-vis de D. teres, mais par contre, en agissant contre le
complexe phytopathogène de l’orge (oïdium, rynchosporiose, rouille) et
laissant le champ libre au D. teres.
- Une stimulation de la croissance et / ou de la sporulation du champignon
avec certains fongicides (Toubia, 1992 et Bendahmane, 1992).
II.4. Méthodes de lutte
II.4.1. Les pratiques culturales
En connaissant les causes du développement de la maladie, les pratiques
culturales doivent s’inspirer des recommandations suivantes :
a) Aboutir à la diminution des contaminations primaires et secondaires en
réduisant l’inoculum présent par la destruction de ses supports :
- Broyage des pailles puis enfouissement profond avec un apport d’azote
favorisant la décomposition des pailles.
- L’adoption de rotations plus longues tendant à couper le cycle du pathogène.
- Eviter les pertes de grains lors de la récolte a fin de diminuer le nombre de
repousses de la culture en assurant un bon réglage de la moissonneuse - batteuse.
- Destruction des repousses d’orge, des plantes adventices et spontanées par des
moyens mécaniques ou chimiques.
b) Défavoriser la progression du pathogène et réduire la susceptibilité de l’hôte
par :
- Des semis moins précoces et moins denses.
- Le choix des variétés plus ou moins résistantes.
- Permettre des conditions optimales de développement de la culture; bon
enracinement, fumure équilibrée, éviter notamment les fumures azotées excessives
(Gilbert, 1982 et Bendahmane, 1992).
II.4.2. La lutte chimique
La lutte chimique est le moyen le plus immédiat et le plus facile à mettre en
œuvre par les praticiens pour empêcher le développement des maladies et éviter des
pertes de rendement très importantes.
Dans le cas de D. teres, Bendahmane (1992) a testé plusieurs fongicides de
contacte et systémiques. Il a trouvé qu’in vitro, le pathogène réagit différemment
face à la majorités des produits testés selon la forme de celui-ci (D.teres forme teres
et D. teres forme maculata).
D. teres forme maculata semble être moins sensible (surtout en ce qui concerne
la croissance mycélienne et la conidiogénèse) que D teres forme teres à la majorités
des fongicides systémiques (imazalil, prochloraze, diniconazole, hexaconazole…).
En revanche, pour d’autres séquences biologiques (germination conidienne,
morphogenèse des organes sclérotioïdes), elles sont mieux inhibées par des
fongicides de contact (anilazine, chlorothalonil, oxyquinoléate de cuivre).
Il a également noté que le traitement chimique des semences est peu efficace
sur le pathogène, surtout à l’égard de la forme maculata, mais quelque matières
actives (prochloraze, imazalil) ont, en revanche, une assez bonne efficacité sur la
forme teres.
Hala Toubia (1992) a observé, en conditions contrôlées, que les fongicides du
groupe des benzimidazoles (le benomyle et le carbendazime) exacerbent la maladie,
le soufre a le même effet mais à des concentrations plus faibles. Le triadiméfon
favorise la maladie uniquement chez la forme teres, le néburon et la deltaméthrine
stimulent la maladie à des concentrations identiques à celles appliquées au champ.
La lutte chimique contre cette maladie doit être raisonnée compte tenu de la
possibilité d’apparition de biotypes du pathogène résistants à divers fongicides.
II.4.3. La lutte génétique
Les gènes de résistance font partie du système immunitaire de la plante et
contribuent à la reconnaissance et à la destruction éventuelle des organismes
pathogènes. Pour contourner les systèmes de défense de la plante, les pathogènes
changent constamment les signes de reconnaissance que les plantes utilisent pour les
reconnaître, un peu comme les virus. Les phytogénéticiens ont élaboré une
hypothèse " gène pour gène " selon laquelle la maladie est déterminée par des paires
de gènes, soit un gène de la plante et un gène de l'organisme pathogène (Beattie,
2003).
Beattie (2003) a utilisé des marqueurs moléculaires pour repérer les gènes de
l'organisme pathogène qui sont les plus importants pour sa survie et donc les moins
susceptibles de changer. Les gènes de l'orge qui ciblent de si importants gènes de
l'organisme pathogène devraient fournir une résistance plus durable. Si cette
approche est couronnée de succès, la nouvelle variété d'orge aidera les producteurs à
produire une culture plus rentable sans utiliser de fongicides.
III. Matériel et Méthodes
III.1. Matériels biologiques
III.1.1. Matériel végétal
Six variétés d’orge d’origine de l’I.C.A.R.D.A et une variété locale (Rihane)
fournie par l’I.N.R.A.A de Sidi-Bel-Abbès, sont utilisées pour l’étude du pouvoir