UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNIQUES DU LANGUEDOC

MONTPELLIER II

"DIPLOME Dt ETUDES APPROFONDIES DE PARASITOLOGIE"

MEMOIRE DE STAGE

INCIDENCE DES NEMATODES SUR L'ETIOLOGIE DUFLETRISSEMENT BACTERIEN DU A PSEUDOMONAS

SOLANACEARUM CHEZ LA TOMATE

PENINNA DEBERDT

DAlE DE SOUTENANCE: LE 10/07/95.

REsPONSABLES DU STAGE: P. QUENEHERVE (ORSTOM) ET P. PRIOR (INRA)

1NSTII1Jf FRANCAIS DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE POUR LE DEVELOPPFMENT EN cooPERATIONlAB. DE NEMATOLOOIE, CENrRE ORSTOM, BP 8<n5, 97259 FORT DE FRANCE CEDEX, MARTINIQUE

SOMMAIRE

RESUME 1

SUMMARY 2

INTRODUCTION 3

MATERIELS ET METHODES 5

1. MATERIEL BIOLOGIQUE 5

1.1. Matériel végétal

1.2. Souche bactérienne et préparation de l'inoculum

1.3. Les nématodes phytophages

1.3.1. L'inoculum de RotylenchuJus reniformis

1.3.2. L'inoculum de Meloidogyne incognita

1.3.3. Extraction de R. reniformis et de M. incognita

2.ExPERIMENTATION EN CHAMBRE CLIMATIQUE 9

2.1. Les traitements effectués

2.2. Suivi de l'expérimentation: observations et mesures effectuées

2.2.1. Observations concernant le matériel végétal

2.2.2. Observations bactériologiques

2.2.3. Observations nématologiques

2.3. Analyse des données

RESULTATS 12

I-ExPERIMENTATION A TEMPERATURE CONTROLEE BASSE 12

1. EXPRESSION DES SYMPTOMES DE FLETRISSEMENT BACTERIEN 12

1.1. Le cultivar "Aoradel"

1.2. Le cultivar "Caraibo"

1.3. Le cultivar "Cannido"

2. COLONISATION BACTERIENNE ET INFECTIONS LATENTES 13

3. ASPECTS NE;MATOLOGIQUES

3.1. Me/oidogyne incognita

3.1.1. Indices de galles

3.1.2. Taux de multiplication

3.2. Roty/enchu/us reni/ormis

14

4. CROISSANCE VEGETATIVE DES CULTIVARS 15

4.1. Le cultivar "Floradel"

4.2. Le cultivar "Caraibo"

4.3. Le cultivar "Cannido"

II - EXPERIMENTATION A TEMPERATURE CONTROLEE ELEVEE 15

1. EXPRESSION DES SYMPTOMES DE FLETRISSEMENT BACTERIEN 15

1.1. Le cultivar ''Floradel''

1.2. Le cultivar "Caraibo"

1.3. Le cultivar "Cannido"

2. COLONISATION BACTERIENNE ET INFECTIONS LATENTES 17

3. ASPECTS NEMATOLOGIQUES 18

3.1. Me/oidogyne incognita

3.1.1. Indices de galles

3.1.2. Taux de multiplication

3.2. Roty/enchu/us reni/ormis

4. CROISSANCE VEGETATIVE DES CULTIVARS 19

4.1. Le cultivar "Floradel"

4.2. Le cultivar "Caraibo"

4.3. Le cultivar "Cannido"

DISCUSSION

CONCLUSION

PROJET DE RECHERCHE

BIBLIOGRAPHIE

19

23

25

28

RESUME

L'incidence d'inoculations combinées bactérie-nématode sur l'étiologie du

flétrissement bactérien de la tomate. causé par la bactérie phytopathogène Pseudomonas

solanacearum. est étudiée en condition contrôlée. L'invasion de la bactérie P.

solanacearum et le flétrissement des plantes sont suivis chez trois cultivars de tomate qui

diffèrent par leur degré de résistance à cette bactérie: "Floradel" (sensible). "Caraibo"

(résistant) et "Carmido" ("Caraibo" avec adjonction du gène Mi contre Meloidogyne).

Deux genres de nématodes endoparasites sédentaires sont utilisés dans cette étude: un

nématode galligène Meloidogyne incognita. et un nématode non galligène. RotylenchuJus

reniformis. En condition contrôlée de température élevée (27-32°C). la spécialisation

parasitaire des genres Meloidogyne et Rotylenchulus induit des transformations d'ordre

physiologique qui se manifestent tout d'abord par l'augmentation du taux de colonisation

à mi-hauteur de tige par P. solanacearum et fmalement par l'accroissement de l'indice de

flétrissement. Chez le cv "Floradel". Meloidogyne engendre une forte augmentation de

l'indice de flétrissement alors que Rotylenchulus induit une augmentation du taux de

colonisation à mi-hauteur de tige sans accroissement du flétrissement des plantes. Chez

le cv "Caraibo". la présence du genre Meloidogyne mais aussi celle de Rotylenchulus

sont responsables d'une augmentation de l'indice de flétrissement. Cet indice de

flétrissement est cependant plus faible en présence de Rotylenchulus. Le genre

Meloidogyne ne ne se développe pas sur le cv "Carmido" (réactions d'hypersensibilité

sur le système racinaire). En présence de Rotylenchulus. il n'est pas observé de

perturbations de la colonisation des tiges et de l'indice de flétrissement chez ce cultivar.

Parmi les trois cultivars. le cv "Carmido" est meilleur hôte pour le genre Rotylenchulus.

que le cv "Caraioo". Par contre. le cv "Floradel" n'est pas un bon hôte pour ce genre de

nématode. En condition de température basse (22-27°C). l'agent pathogène P.

solanacearum est responsable à lui seul de faibles dégats sur les trois cultivars. La

présence des nématodes n'a pas d'incidence dans la perturbation physiologique des

plantes exepté chez le cv "Floradel" inoculé avec Meloidogyne où une légère

augmentation du taux de fléuissement est observée comparé à l'absence de nématode.

Concernant la croissance aérienne. les deux genres de nématodes réduisent la taille des

plants, avec un effet plus marqué à température élevée. Il semblerait que l'expression du

gène de résistance partielle à P. solanacearum. localisé sur le chromosome 6 chez le cv

"Caraioo". soit inhibée lors de l'adjonction du gène Mi chez le cv "Carmido". D'après les

résultats obtenus. l'hypothèse avancée serait que ce gène de résistance partielle soit

thennosensible (expression inhibée à température élevée) et qu'il soit impliqué dans le

contrôle de l'effet de stress induit par les facteurs de l'environnement ainsi que dans la

régulation de la résistance globale à P. solanacearwn.

SUMMARY

The effect of the combined inoculation of bacteria and nematodes on the etiology of

tomato bacterial wiIt caused by the plant pathogenic bacteria Pseudomonas so/anacearwn

is studied in controlled conditions. The bacterial colonization and wilt symptoms of

tomato are followed in a susceptible cultigen, "Floradel" and two bacterial wilt resistant

tomatoes "Caraibo" and "Carmido" (the same as "Caraibo" but with the Mi gene against

Me/oidogyne). Two different plant-parasitic nematodes are used: the root-knot nematode

Me/oidogyne incognita and the reniform nematode, Roty/enchu/us reniformis.

At warm temperature (27-32°C), the specialized parasitism of each nematode

species induces physiological changes which first lead to an increase of the bacterial

colonization at the mid-stem level and in second to an increase of the wilt index. Within

the cultigen "Floradel", Me/oidogyne increases greatly the wilt index while Roty/enchuJus

only increases the mid-stem bacterial colonization. Within the cultigen "Caraibo", both

nematode species but mainly Me/oidogyne increase the wilùng. No galling is observed on

the cultigen "Carmido" with Me/oidogyne, but ooly hypersensitive reactions on the root

system. Even if this cuItigen "Carmido" is the best host plant for Roty/enchu/us

compared to "Floradel", there is no modification of the stem colonization nor increase of

the wilt index with this nematode species.

At lower temperature (22-27°C), the bacteria alone is able to he slightly pathogenic

on the three cultigens. Nematodes inoculations does not seem to have an effect on the

plant physiology, excepted in ''Floradel'' inoculated with Me/oidogyne where a slight

increase of the wiIted plants is observed compared to treatrnent without nematode.

The two species of nematodes are able to restrict the plant growth, specially at high

temperature. It is like if the expression of the gene of partial resistance to P.

solanacearwn, localized on the chromosom 6 within the cultigen "Caraibo", was inhibited

with the addition of the Mi gene on this same chromosom. From the results, the

hypothesis is i) that this gene of partial resistance would be thennosensible (gene

expression inhibited at high temperature) and ii) that this gene wouId be involved in the

stress control from environmental factors and in the regulation of the whole resistance to

P. so/anacearwn.

Key-words : Pseudonwnas so/anacearwn, Me/oidogyne incognita, Roty/enchu/us

reniformis, tomato, bacterial wilt, interaction, resistance

2

INTRODUCTION

Le flétrissement bactérien, causé par Pseudomonas solanacearwn (E.F. Smith) (1)

(bientôt renommé Burkholderia solanacearum), provoque des dégâts considérables dans

les cultures maraîchères des régions tropicales et subtropicales. Signalée et isolée en

1964, à la Guadeloupe puis à la Martinique (2) cette bactérie phytopathogène est un

facteur limitant du développement et de la production de nombreuses Solanacées dont la

tomate (Lycopersicon esculentum Mill.).

P. solanacearum est une bactérie d'origine tellurique qui pénètre par les blessures

du système racinaire et la zone d'émergence des racines secondaires (3). La bactérie

colonise rapidement le xylème de la plante hôte. Le flétrissement se manifeste par

l'épinastie foliaire et le brunissement des vaisseaux. L'évolution des symptômes est très

rapide. Quelques folioles deviennent flasques, s'enroulent, les pétioles foliaires

s'infléchissent vers le bas, puis le flétrissement gagne l'ensemble de la plante, les

vaisseaux noircissent et la plante meurt (2, 4). Le contrôle de P. solanacearwn est

inopérant par la lutte chimique. On constate que les moyens de lutte agronomique

(pratiques culturales, rotations) s'avèrent efficaces mais malheureusement uniquement au

niveau local. La résistance variétale a rendu d'immenses services mais ce moyen de lutte

reste encore limité compte tenu de l'adaptation parasitaire et de la très forte variabilité de

l'agent pathogène au plan international. Globalement les fluctuations de la propriété de

résistance sont la conséquence des intéractions complexes plante-pathogène­

environnement.

Les relations entre l'agent pathogène et la plante hôte sont donc fortement

influencées par les conditions du milieu. Un grand nombre de facteurs physico-chimiques

et biologiques augmentent la sévérité du flétrissement bactérien tels que les températures

élévées, le mauvais drainage et la présence d'autres organismes pathogènes (5, 6).

L'incidence des nématodes, associée à la température, sur l'expression du flétrissement

bactérien ainsi que sur la distribution de P. solanacearum dans les tissus vasculaires des

plants constituent le thème central de recherche de cette étude.

En effet, la température joue un rôle très important au plan des interactions hôtes­

pathogènes. Il est admis que des températures élevées (30-35°C) augmentent l'incidence

et le taux de flétrissement bactérien sur des hôtes tels que la tomate, en particulier pour les

souches de la race 1 (race chaude) du pathogène (6). De plus, des plantes résistantes

peuvent se comporter comme du matériel sensible à température élevée (7, 8, 9).

Les attaques de nématodes sont connues depuis longtemps pour augmenter la

sévérité du flétrissement bactérien chez les Solanacées (10, Il, 12, 13, 14, 15,6). Etant

donné que le flétrissement se manifeste suite à l'invasion de bactéries venant du sol et

pénétrant dans la plante par les racines, il est rapporté dans la littérature que le rôle des

3

nématodes consiste à leur procurer des voies d'entrées supplémentaires par les blessures

qu'ils provoquent (piqûres, voies de pénétration des larves, emplacements des femelles et

des masses d'oeufs. crevasses à la surface des galles) (16, 14,6).

Les attaques de nématodes sont aussi considérées comme responsables de la baisse

de résistance au flétrissement chez des tomates résistantes (17) et d'autres Solanacées

(18, 19). En 1989. Cadet el al. (17) ont montré que le cultivar de tomate "Caraïbo",

cultivar résistant au flétrissement bactérien sélectionné par Anaïs (4) aux Antilles, se

comporte comme un cultivar sensible en présence de Me/oidogyne sp. Jusqu'à cette date,

les cultivars résistants étaient très souvent considérés indemnes de P. so/anacearum. Cette

baisse de résistance au flétrissement bactérien causée par l'attaque de Me/oidogyne sp

suggère un mécanisme plus complexe que la création de simples voies d'entrée et avance

l'hypothèse que P. so/anacearwn est déja présent dans les tomates résistantes (17). En

1990, Prior el al. ont mis en évidence l'existence d'infections latentes dans des cultivars

aussi bien sensibles que résistants après avoir detecté la présence des bactéries dans les

plants de tomate sans symptôme, à plusieurs niveaux de la tige (20). Les infections

latentes chez les cultivars de tomate résistants au flétrissement bactérien sont donc un

phénomène naturel très répandu. Ces auteurs ont aussi montré que la différence de

résistance entre les cultivars est liée au fait que l'étendue de la colonisation bactérienne de

la tige est plus restreinte dans les cultivars résistants par rapport aux cultivars sensibles.

Les cultivars résistants sont ainsi capables de limiter la colonisation bactérienne (20, 21,

22, 23). En 1995, Prior el a/., (24) proposent un modèle prédictif afin de discerner le

degré de résistance au flétrissement quelles que soient les conditions climatiques au

champ (températures basses et élevées) et donc échappant partiellement aux critères

cliniques. Ce modèle que l'on étudiera en présence de nématodes est basé sur l'évaluation

globale de l'invasion bactérienne à plusieurs niveaux de la tige (colonisation nonnalisée).

La majorité des travaux concernant l'interaction nématodes-bactéries a été envisagée

uniquement avec des nématodes galligènes (Me/oidogyne sp) qui altèrent fonement le

métabolisme de la plante hôte (25, 26). Il semble donc indispensable d'étudier l'incidence

du degré de spécialisation trophique de deux genres de nématodes: Me/oidogyne et

Rory/enchu/us.

La plupan des nématodes phytophages vivent principalement aux dépens du

système racinaire des plantes. ils se nourrissent du contenu des cellules végétales en

perçant les parois cellulaires des tissus végétaux à l'aide d'un stylet. Me/oidogyne

incognila (espèce endoparasite) provoque sur les racines des plantes qu'il parasite la

fonnation de renflements caractéristiques ou galles. Ces galles peuvent envahir tout le

système racinaire (27). Les nématodes du genre Me/oidogyne, tout en présentant un

dimorphisme sexuel très prononcé, se reproduisent de façon panhénogénétique. Les

femelles adultes se trouvent entièrement à l'intérieur des racines et pondent des oeufs

4

protégés par une gangue mucilagineuse. Cette màsse d'oeufs fait généralement saillie à la

surface des galles. Ces oeufs éclosent et libèrent dans le sol des larves du deuxième stade

qui sont les larves infestantes. Quant à Roty/enchu/us reniformis (espèce semi­

endoparasite), il n'occasionne aucun symptôme particulier sur les racines qu'il parasite.

Les mâles et les femelles adultes circulent librement dans le sol. Cette espèce se reproduit

de façon amphimictique. Seules les femelles adultes fécondées sont des parasites

obligatoires dont uniquement la partie antérieure du corps pénètre dans les racines. Après

quelques jours les femelles pondent des oeufs protégés dans une gangue mucilagineuse.

Ces oeufs éclosent et libèrent des juvéniles du deuxième stade.

Les espèces Roty/enchulus reniformis et Me/oidogyne incognita, sont très presentes

dans toute la zone tropicale (27,28) et c'est pour cette raison qu'elles sont toutes deux

incluses dans notre modèle d'étude d'interaction P. so/anacearum.-nématodes.

Dans le cadre de cette étude, nous disposons d'une souche modérément agressive

de P. solanacearum ainsi que de trois cultivars de tomate: "Floradel" (cv sensible au

flétrissement bactérien), "Caraïbo" (cv résistant au flétrissement bactérien) et "Carmido"

(cv "Caraïbo" avec adjonction du gène Mi contre Me/oidogyne).

L'objectif de notre étude est de préciser, en conditions contrôlées de culture,

l'interaction entre P. solanacearwn et ces différentes espèces de nématodes chez ces trois

cultivars simultanément infestés par les deux pathogènes. Les données expérimentales

recherchées portent sur deux aspects fondamentaux qui sont la distribution de P.

so/anacearum dans les tissus vasculaires de la tige des plants de tomate et l'expression

des symptômes de flétrissement. Nous nous intéresserons principalement à l'effet de ces

deux nématodes sur la stabilité de la résistance des cultivars au flétrissement bactérien: à

court tenne pour étudier la cause de la rupture de la résistance au flétrissement bactérien et

à plus long terme, pour tenter d'exploiter ces connaissances afin de définir de nouveaux

critères utilisables dans les programmes d'amélioration variétale.

MATERIELS ET METHODES

1. MATERIEL BIOLOGIQUE

1.1. Matériel végétal

Des semences de tomates (Lycopersicon escu/entum Mill.) de cultivars "Aoradel"

(sensible à P. so/anacearum) , "Caraibo" (résistance polygénique P. soIanacearum

impliquant au minimwn 4 gènes) et "Carmido" (résistante à P. solanacearum et àcertains

nématodes du genre Me/oidogyne, tels que M. incognita, M. arenaria et M.javanica) sont

5

Planche 1 : Expérimentation réalisée en chambre climatique (en conditions contrôléesd'éclairement, de température et d'humidité).

placées à germer dans du sable stérilisé à la vapeur. Au stade deux à trois feuilles, les

plantules (âgées de 15 jours) sont repiquées dans des pots individuels de 10 cm de

diamètre, dans un mélange de terre et de ponce stérilisé à la vapeur. Dès le repiquage les

plantes sont transférées et randomisées en chambre climatique pour la durée de

l'expérimentation (Planche 1).

1.2. Souche bactérienne et préparation de l'inoculum

La souche de P. so/anacearwn utilisée dans cette étude est la souche 8217. Cette

souche est un mutant spontané de la souche OTI (race l, biovar 1) (29) possédant une

résistance stable à 200 Ilg/nù de streptomycine et à 50 Ilg/ml de rifampicine (23). Ce

mutant a conservé son pouvoir pathogène et il est facilement reconnaissable par sa

capacité à se développer sur un milieu de culture en présence d'antibiotiques. L'inoculum

est préparé à partir de cultures âgées de 48 h, réalisées sur milieu solide de Kelman

complémenté avec du chlorure de tétrazolium (Ky+), à 30°C (30). Le chlorure de

tétrazolium est hydrolysé par P. so/anacearum en un colorant rouge, le fonnazan, et

pennet de vérifier la pureté de la souche virulente. Après incubation, les colonies

bactériennes qui recouvrent le milieu de culture (dans chaque boîte de Petri), sont mises

en suspension dans 5 ml d'eau distillée stérile. La suspension mère est titrée par mesure

de l'absorbance à 650 nm. L'inoculum est ajusté à 10 8 bact/ml.

1.3. Les nématodes phytophages

Classification des deux genres de nématode et techniques d'extraction:

* Me/oidogyne incognila (Kofoid & White, 1919) Chitwood, 1949

(Ordre: Tylenchida; Famille: Heteroderidae; Sous famille: Meloidogyninae)

*ROly/enchu/us renifonnis Linford & Oliveira. 1940

(Ordre: Tylenchida; Famille: Tylenchidae; Sous famille: Rotylenchulinae)

La reconnaissance des deux genres de nématodes se fait sous microscope stéréoscopique

selon des critères morphologiques.

1.3.1. L'inoculum de Roly/enchu/us reniformis

Le genre Rory/enchu/us est maintenu en élevage controlé sur Vigna sp. en serre.

Les semis des plantes hôtes sont réalisés dans du terreau désinfecté. Au stade 4-5

feuilles, les plants sont infestés avec un mélange de juvéniles et d'adultes (femelles et

mâles) de R. reniformis. Les nématodes se développent et se multiplient sur les plantes

hôtes (environ 45 jours pour permettre un bon accroissement de la population).

6

Les nématodes du genre Roty/enchu/us sont extraits à partir du sol par la technique

d'élutriation-tamisage (31). La méthode complète comprend trois étapes: l'élutriation

propement dite, le tamisage et le passage actif des nématodes (Fig. 1).

"'L'élutriation.

Le contenu de chaque pot est divisé en aliquotes d'environ 250 cm3 de sol. Chaque

aliquote est tamisé (maille de 1,5 mm) sous un courant d'eau, de façon à éliminer les plus

grosses particules. Ce tamis est posé sur un entonnoir sous lequel est plaçé une fiole

d'erlenmeyer de deux litres (A). Le goulot de cette fiole est tronconique et rodé à

l'extérieur. On y ajoute un entonnoir de verre rodé intérieurement. L'ensemble est

renversé au sommet d'une colonne de verre remplie d'eau. Cette colonne (8) est

composée de trois éléments (I,II,III). Les deux premiers sont munis d'un tuyau de

vidange en caoutchouc fenné par une pince de Mohr. Le dernier élément de la colonne est

fenné par un bouchon. Un courant d'eau ascendant (65 mUmn) parcourt les deux

éléments supérieurs. L'élutriation consiste à séparer les particules organiques et minérales

du sol selon leur taux de sédimentation. Les particules avec un faible taux de

sédimentation se retrouvent dans le haut de la colonne tandis que les organismes àdensité

élevée sont entraînés dans la partie inférieure de la colonne avec les plus grosses

particules du sol. Après 20 mn d'élutriation, le contenu de la fiole d'erlenmeyer est

récupéré et versé dans le récipient R. L'élutriation du contenu de la colonne se poursuit

pendant encore 10 mn (avec un courrant d'eau ascendant de 50 mUmn). Ensuite, les

contenus des éléments 1et II sont également récupérés dans le récipient R grdce au tuyau

de vidange de l'élément II. Ces deux éléments contiennent des organismes de faible

densité bien qu'ils possèdent un taux de sédimentation supérieur à celui des organismes

contenus dans l'erlenmeyer après 20 minutes d'élutriation. A l'issue de l'élutriation,

l'élément mcollecte les particules les plus denses.

'" Le tamisage.

Après quelques minutes de décantation, le récipient R est versé sur quatre tamis

successifs de 50 ~m chacun (C). Les nématodes mesurant entre 200 et 2000 ~m, rares

sont ceux qui franchissent les 4 tamis successifs. Le refus de chaque tamis est

soigneusement rincé dans un bécher. Ce tamisage permet de concentrer les nématodes.

'" Le passage actif des nématodes.

La suspension contenue dans le becher est passée sur un tamis grossier (D)

recouvert d'un tissu de cellulose. Ce tamis est posé dans un couvercle de boîte de Petri

que l'on rempli d'eau. Les nématodes traversent activement le filtre de cellulose pour se

retrouver dans l'eau de la boîte de Petri au bout de 24 heures.

On obtient ainsi une solution de nématodes vivants, débarrassés des débris

organiques. Ces nématodes sont alors mis à décanter dans un tube à essai pendant deux

7

+501

Eau

tl

Eluttiation

jg

4 . ---------------~tarnlS _

de 50 J.Ut1 _

I---------------~Concentration

!~ ll---------------~

Purification

Fig. 1. Extraction des nématodes par la technique d'élutriation-tamisage (Seinhorst,1962).

heures puis concentrés (le surplus d'eau est aspiré à l'aide d'une pompe à vide). Les

nématodes sont dénombrés et la concentration moyenne de la solution est detenninée.

1.3.2. L'inoculum de Meloidogyne incognita

L'inoculum de M. incognita provient d'un élevage monospécifique naturel sur

culture de céleri sous serre, (exploitation Marignan, Morne Vert). Le contrôle de l'espèce

a été réalisé par électrophorèse d'estérases. La race (race 1), a été détenninée par le

contrôle sur une gamme d'hôtes différentiels (32).

La technique d'extraction des larves de M. incognita consiste à extraire les oeufs à

partir des racines de plantes infestées. Cette extraction se fait à l'eau de javel. Les racines

préalablement rincées à l'eau courante sont coupées en morceaux (environ 2 cm) et

déposées dans un erlenmeyer. Elles sont recouvertes d'une solution aqueuse

d'hypochlorite de sodium à 6° chlorométrique diluée 10 fois. Le contenu de l'erlenmeyer

est ensuite agité pendant trois minutes: les oeufs se détachent de la gangue mucilagineuse.

Après trois minutes, le contenu de l'erlenmeyer est rapidement versé sur une colonne de

trois tamis à mailles décroissantes (400,45 et 32 J.1.m) et abondamment rincé à l'eau. Le

dernier tamis (32 J.1.rn) permet de récupérer les oeufs. Ces oeufs sont ensuite déposés sur

un tamis grossier recouvert d'un tissu de cellulose, à 28°C, sur lequel ils vont éclore (ce

tamis est posé dans un couvercle de boîte de Petri que l'on rempli d'eau distillée). Après

éclosion, les jeunes larves traversent activement le fùtre de cellulose et se retrouvent dans

l'eau de la boîte de pétri. Après 24 h, on obtient une solution contenant des larves de M.

incognita de même âge. On peut concentrer cette solution afin d'obtenir une concentration

optimale pour réaliser le comptage des nématodes. La concentration est ensuite ajustée à

200 nématodes par ml.

Cette méthode permet d'obtenir une suspension de nématodes partiellement

stérilisée et indemne de débris organiques et autres nématodes de la rhizosphère.

1.3.3. Extraction de R. reniformis et de M. incognita

Cette méthode d'extraction est réalisée sur tous systèmes racinaires de tomates

subsistant en fin d'expérimentation et ayant été inoculés soit par R. reniformis, soit par

M. incognita. Le matériel végétal est placé dans une chambre à brouillard (31). Le

système racinaire de chaque plant, préalablement lavé à l'eau courante est découpé en

petits morceaux (environ 2 cm) et placé sur un tamis grossier. Ce tamis est placé sur un

entonnoir qui débouche dans une boîte à trop plein percée sur le côté et destinée à

recueillir les larves. L'ensemble est disposé dans un extracteur à brouillard dans lequel

des brumisateurs émettent un brouillard continu. Le brouillard se dépose lentement sur les

8

échantillons de racines, il se condense en gouttes qui entrainent les nématodes au fond de

la boîte. L'excès d'eau est éliminé doucement par les trous supérieurs. Les nématodes

sont récupérés et dénombrés en deux fois (à 7 et 14 jours).

Quelle que soit l'extraction réalisée, provenant du sol ou des racines, le comptage

consiste à examiner, sous microscope stéréoscopique, des parties aliquotes de la

population totale. On utilise une plaque de comptage ouverte qui consiste en un petit bac

de plexiglass transparent dont le fond est divisé par des lignes perpendiculaires, en carrés

de 2 mm de côté (450 cellules). Le comptage est réalisé sur des fractions de 5 ml.

Connaissant le volume de la suspension de départ, on en déduit le nombre total de

nématodes.

2. EXPERIMENTATION EN CHAMBRE CLIMATIQUE

2.1. Les traitements effectués

L'expérimentation est conduite dans une chambre climatique (conditions contrôlées

d'éclairement, de température et d'humidité) dans deux situations environnementales: à

température basse (22-27°C), approximativement équivalente aux conditions moyennes

de température de saison fraîche à la Martinique et à température élevée (27-32°C),

approximativement équivalente aux conditions moyennes de température de saison

chaude.

Tous les pots sont placés en chambre climatique avec une hygrométrie comprise

entre 70 et 90 % et une photopériode de 14 h (20 Cool White® de 1,20 m et 15 Gro­

lux® de 1,20 ID pour 6 m2) . En condition de température élevée, l'humidité relative est

généralement inférieure ou égale à 80%. Les plants sont arrosés quotidiennement avec de

l'eau du robinet Trois types de traitement sont réalisés pour chacun des trois cultivars:

* Inoculation de P. so/anacearwn

* Inoculation de P. solanacearwn avec M. incognita

* Inoculation de P. so/anacearwn avec R. renifonnis

Trente répétitions par traitement sont effectuées. Dans chaque cultivar, 10 plantes

font objet de plants témoins (plants n'ayant pas été inoculés). Au stade 4-5 feuilles

(environ 28 jours après le semis), les différents cultivars sont infestés avec la souche de

P. so/anacearwn. Dans chaque pot, 2.10 8 bactéries sont apportées. Quatre jours plus

tard, une quantité de 1000 nématodes (stade infestant) est inoculée dans chacun des

plants. L'inoculation consiste à déposer la suspension infestante (contenant des bactéries

ou bien des nématodes) à la base de la tige de chaque plante, à la surface du sol humide.

9

L'expérimentation est suivie pendant une durée de 40 jours après inoculation de P.

so/anacearum.

2.2. Suivi de l'expérimentation: observations et mesures effectuées

2.2.1. Observations concernant le matériel végétal

*Cinétique d'apparition des symptômes du flétrissement bactérien sur les parùes

aériennes

Les symptômes sont observés quotidiennement dans chacun des traitements et pour

chaque cultivar selon l'échelle de He el al., (33): 1 = aucun symptôme apparent; 2 = une

feuille flétrie; 3 =deux ou trois feuilles flétries; 4 =au moins quatre feuilles flétries; 5 =mort du plant (Planche 2). A partir de ces différentes notations, on calcule un indice de

flétrissement bactérien (IFB) tenant compte uniquement des plants avec symptômes:

IFB= ( (Nb Plants Classe 1 * 1) + (Nb Plants Classe 2 * 2) +....+ (Nb Plants

Classe 4 * 4» / (Nb total de plants dans le traitement * 4)

Afin de faciliter la compréhension du calcul une correspondance est établie: les

plants sans symptôme appartiennent à la classe o. Par conséquent, l'échelle 2 (33)

correspond à la classe 1, et ainsi de suite. L'indice de flétrissement bactérien tient compte

du degré de la gravité de la maladie dans chaque traitement appliqué et pour chacun des

trois cultivars. L'évolution de l'indice de flétrissement bactérien est suivie au cours du

temps à partir du jour de l'inoculation bactérienne.

*Croissance des plants

Tous les plants sont mesurés du collet à la base de la dernière feuille chaque

semaine. Pour chaque cultivar et chacun des traitements, la hauteur moyenne des plants

est calculée. La cinétique de croissance des cultivars "AoradeI", "Caraibo" et "Carmido"

est suivie au cours du temps. Elle pennettra de comparer l'effet des différents traitements

sur la croissance de chaque cultivar.

2.2.2. Observations bactériologiques

Le contrôle de la pénétration bactérienne est réalisé sur chacun des plants flétris au

cours de l'expérimentation ainsi que sur l'ensemble des plants subsistants en fin

d'expérimentation (40 jours après inoculation bactérienne). La fréquence de colonisaùon

au collet et à mi-hauteur de tige est estimée par la technique des empreintes. La tige du

10

5

Planche 2 : Observation des symptômes du flétrissement bactérien selon l'échelle deHe et al.• 1983.

plant de tomate est sectionnée à l'aide d'un scalpel stérilisé, à mi-hauteur (4-5ème entre­

noeud) et au collet. On réalise ensuite cinq empreintes de chaque section sur milieu solide

sélectif de Kelman, sur lequel seule la souche 8217 de P. solanacearwn se développe. Le

niveau de colonisation de tige est mis en évidence par le développement de la souche

8217 sur milieu sélectif au bout de 48 h à 28°C (à l'emplacement de chaque empreinte

réalisée) (planche 3).

Pour chaque cultivar et chacun des traitements la fréquence de colonisation de la

tige, au collet d'une part et à mi-hauteur de tige d'autre part, est normalisée selon Prior etal., (24), par la fonnule:

.(Nwp) + (Ns· Rs)

Nwp = % Plants malades, Ns= % Plants sans symptôme et Rs = % Plants sans

symptôme dans lesquels la présence de P. solanacearwn a été diagnostiquée (au collet ou

à mi-hauteur de tige).

La colonisation normalisée prend donc en compte la colonisation bactérienne

résultant du flétrissement ainsi que celle résultant de l'infection latente (colonisation

bactérienne dans les plants sans symptôme).

2.2.3. Observations nématologiques

Tout au long de l'expérimentation une estimation de l'indice de galles selon

l'échelle de Zeck (34) (Fig. 2), est réalisée sur chaque plant de tomate infesté avec M.

incognita, ceci chez les trois cultivars "Floradel", "Caraïbo" et "Cannido". L'indice de

galles met en évidence l'ampleur des réactions physiologiques des cultivars hôtes

confrontés à l'attaque de M. incognita.

En fin d'expérimentation (40 jours après inoculation des bactéries), on réalise

l'extraction des nématodes par brumisation de tous les systèmes racinaires infestés avec

Rotylenchulus ou bien Meloidogyne. Le dénombrement de chaque espèce de nématode,

exprimé par gramme de racines sèches, est réalisé dans chaque traitement et pour chacun

des trois cultivars. Nous calculerons le taux de multiplication (TM), qui rend compte de

l'évolution des populations de nématodes, selon la fonnule:

TM =Pf/Pi.

(Pf= population finale, Pi= population initiale.)

2.3. Analyse des données

Les analyses statistiques portent sur les données nématologiques et les données

concernant la hauteur des plants. Les résultats nématologiques sont soumis à une analyse

de variance non paramétrique (Kruskal et Wallis) et à un test de comparaisons multiples

1 1

9 10

Fig. 2. Schémas d'évaluation des indices de galles (Zeck. 1971).

o=Système racinaire sain, aucune infestation1 = Quelques petites galles difficiles à détecter2 = Petites galles mais beaucoup plus nombreuses qu'en 13 = Nombreuses petites galles, parfois accolées, fonction racinaire peu affectée4 =Nombreuses petites galles, quelques grosses, majorité de racines fonctionnelles5 =25% du syslème racinaire sévèrement déformé par les galles et non fonctionnelles6 =50% du syslème racinaire sévèrement déformé par les galles et non fonctionnelles7 = 75% du syslèrne racinaire sévèrement déformé par les galles et perte de producüon8 =Aucune racine saine, alimentation de la plante interrompue, plante toujours verte9 =Syslème racinaire entièrement déformé par les galles et powri, plante dépérissante10 = Plante et racines mates

Planche 3 : Détection de la colonisation de Pseudomonas solanacarum au collet (C) et àmi-hauteur de tige (Ml) par la technique des empreintes sur milieu sélectif de Kelman,1954.

(test de Dunn). Les rés.ultats portant sur la croissance des plants sont soumis à une

analyse de variance et à un test de comparaisons multiples (test de Newman et Keuls).

RESULTATS

I-EXPERIMENTATION EN TEMPERATURE CONTROLEE BASSE

(22°- 27°C)

1. EXPRESSION DES SYMPTOMES DE FLETRISSEMENT BACTERIEN

1.1. Le cultivar "Floradel"

Les premiers symptômes (épinastie foliaire) apparaissent entre les 12 et 15èmes

jours après inoculation bactérienne quel que soit le traitement. Les premiers plants morts

sont observés le l3ème jour chez les plants sans nématode et entre les 17 et 24èmes jours

chez les plants avec nématodes quel que soit le genre (Fig. 3-A).

*Evolution des symptômes en présence de Pseudmnonas et sans nématooe

L'indice de flétrissement augmente légèrement jusqu'au 30ème jour après

inoculation bactérienne puis se stabilise à 12% jusqu'à la fin de l'expérimentation.

*Evolution des symptômes en présence de Pseudmnonas et de Rotylenchulus

L'évolution de l'indice de flétrissement est semblable à celle observée chez les

plants sans nématode. A partir du 30ème jour, cet indice se stabilise à 15%.

*Evolution des symptômes en présence de Pseudmnonas et de Meloidogyne

Dés le 15ème jour après inoculation bactérienne, l'indice de flétrissement augmente

jusqu'au 23ème jour et atteint 25%. Par la suite, l'évolution des symptômes est faible.

L'indice de flétrissement atteint 27% en fin d'expérimentation. En présence de

Meloidogyne cet indice est majoré de 15% par rapport à celui obervé en absence de

nématode, et ainsi que de 12% par rapport à celui observé en présence de Rotylenchulus.

1.2. Le cultivar "Caraïbo"

Chez ce cultivar, quel que soit le traitement, aucune mortalité n'est observée. Que

ce soit avec Meloidogyne ou sans nématode, l'indice de flétrissement demeure égal à zéro

tout au long de l'expérimentation. En présence de Rotylenchulus, on observe un seul

plant qui, 15 jours après inoculation de Pseudomonas, exprime les symptômes du

flétrissement (l feuille flétrie, échelle 2). Par la suite, ce plant se maintient à ce stade,

d'où un indice de flétrissement de 0,8% observé tout au long de l'expérimentation

(Fig. 3-B).

1 2

cv FLORADEL cvFLORADEL100

---0-- RJ'I A --0-- F1PI D~ ~

0 AJ'lM - 0 AJ'lM

J7~- !

7~

A J'IR

~ ~ 50

fi: ~

-8 -88 25 8 25]

/~]

• 0

0 10 20 30 40 0 10 20 30 40

Nb jours après inoculation Nb de jours après inoculation

cvCARAffiO cvCARAIBO100 100

---0-- CbJ'l B ~ CbJ'l E~ ~

fi 7~0 CbJ'lM

17~CbJ'lM

8 CbJ'lR CbJ'lR

:§~ ~ ~

fi: ~

-8 u'0

j2S 8 2S

~

0 00 10 20 30 40 0 10 20 30 40

Nb de jours après inoculation Nb de jours après inoculation

cvCARMIDO cvCARMIDO100 100

--0-- CmJ'l C ----0-- CmPS F~ ~El 7~- CmJ'lM

fi 7~CmJ'lM

~~

CmJ'lR 1 Cm J'IR

·Ë~O- ~'<U

fi: li:u-8'0

i 25- j 2S

rIY.:

1.3. Le cultivar "Cannido"

Les premiers symptômes apparaissent entre les 10 et 16èmes jours après

inoculation bactérienne. Les premiers plants morts sont observés les 12 et 13èmes jours

(Fig. 3-C).

·Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et sans nématode

Entre les 10 et 18èmes jours après inoculation bactérienne l'indice de flétrissement

atteint 14% et se maintient à ce niveau jusqu'à la fin de l'expérimentation. Seuls trois

plants sont morts au cours de l'expérimentation.

·Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Meloidogyne

Seules 2 plantes montrent des symptomes d'épinastie foliaire (2 feuilles flétries,

échelle 3) sans évolution au cours de l'expérimentation. En fin d'expérimentation,

l'indice de flétrissement atteint 3%.

·Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Rotylenchulus

Une plante est morte au cours de l'expérimentation et une autre exprime des

symptômes de flétrissement (2 feuilles, échelle 3) conduisant à un indice de flétrissement

de 5%.

En fin d'expérimentation, la classification des cultivars selon Prior el al. (24) ne

peut être réalisée à partir des indices de flétrissement bactérien étant donné leurs trop

faibles valeurs.

2. COLONISATION BACTERIENNE ET INFECTIONS LATENTES

Tous les plants morts de flétrissement bactérien au cours de l'expérimentation sont

colonisés à la fois au collet et à mi-hauteur de tige. C'est l'étude de la colonisation

bactérienne des plantes sans symptôme en fin d'expérimentation qui montre la présence

d'infections latentes chez les trois cultivars comme présenté dans le tableau 1.

• Taux de colonisation au collet

Quels que soient le cultivar et le traitement, les taux de colonisation pondérés au

collet sont toujours supérieurs aux. taux de colonisation pondérés à mi-haureur de tige. Au

niveau du collet, ces taux de colonisation sont inférieurs à 34% exepté chez le cv

"Floradel" où l'on observe un taux maximal de 62% en présence du nématode

Meloidogyne.

L'expression du taux de colonisation au collet en fonction de l'indice de

flétrissement (Fig. 4-A) montre que le cv "Caraibo" n'ayant exprimé aucun symptôme

possède les taux de colonisation les plus faibles (entre 9 et 12%).

Pour les deux autres cultivars, c'est le cv "Floradel" qui présente les taux de

colonisation les plus élevés ( entre 31 et 62%).

1 3

Tableau 1: Pourcentage de plants sans symptômes colonisés par Pseudomonasso/anacearum (souche 8217) et taux de colonisation pondérés dans la tige.(T022-27 cl.

Cultivar / traitement (a) Colonisation (%) Colonisation pondéré (%)

Collet Mi-hauteur Collet Mi-hauteur

Floradel/ Ps 23,1 7,7 33,3 20Caraïbo/Ps 12,1 3 12,1 3Carmido/Ps 10,3 3,4 21,1 15

Floradel/ Ps + Mi 45 25 62,1 48,3Caraibo / Ps + Mi 9,1 0 9,1 0Carmido / Ps + Mi 19,3 12,9 24,2 18,2

Floradel/ Ps + Rr 13 4,3 31 24,1Caraibo / Ps + Rr 6,2 3,1 9,1 6,1Carmido / Ps + Rr 9,7 6,4 15,1 12,1

(a) Ps =Pseudomonas solanacearum ; Mi =Meloidogy~ incognita ; Re =Rotylenchulus reniformis.

*Taux de colonisation à mi-hauteur de tige

A mi-hauteur de tige, les taux de colonisation pondérés sont inférieurs à 50% quel

que soit le cultivar en présence ou non de nématodes.

Le taux de colonisation en fonction de l'indice de flétrissement bactérien (Fig. 4-B)

est presque identique à celui observé au niveau du collet: la colonisation au collet est

légèrement plus élevée qu'à mi-hauteur de tige.

La figure 4-C montre que seul le cv "Floradel", lorsqu'il se trouve en présence de

Meloidogyne, se distingue des autres cultivars par des taux élevés de colonisation

bactérienne (niveau collet et mi-hauteur de tige).

3. ASPECTS NEMATOLOGIQUES

3.1. Meloidogyne incognita

3.3.1. Indice de galles

En présence de Meloidogyne, de nombreuses galles sont observées chez les

cultivars "Floradel" et "Caraibo". Chez le cv "Carmido" on constate la présence de

réactions d'hypersensibilité (nécroses) sur l'ensemble du système racinaire suite à la

pénétration des larves de Meloidogyne. Sur certains systèmes racinaires, on observe

toutefois quelques galles de petite taille. Chez ce cultivar, l'indice de galles obtenu en fin

d'expérimentation est significativement inférieur à ceux des cultivars "Floradel" et

"Caraioo" (tableau 2).

3.3.2. Taux de multiplication

La multiplication de Meloidogyne est identique chez les cultivars "Floradel" et

"Caraibo". Après 36 jours, les taux de reproduction sont de 26,4 et 27,9 respectivement.

Par contre, le taux de mutilpication obtenu avec le cv "Carmido" (taux de 0,01 %) montre

que Meloidogyne ne s'est pratiquement pas multiplié sur ce cultivar hôte. Le nombre

moyen de nématodes extrait par g. de racines dans chaque cultivar est donné dans le

tableau 2.

3.2. Rotylenchulus renifonnis

La multiplication de Rotylenchulus apparaît faible chez les trois cultivars. Les taux

de multiplication sont inférieurs à 1. Le nombre moyen de nématodes extraits par g. de

racines est significativement différent dans chaque cultivar (tableau 3).

1 4

100 100

D VMA --0-- FJoradel~ ~

~ 0 Cumldo ~ yR75 75

1 M u Cualbo 18 Mi 80;j 50 0;j 50

J~ ~

1~ o§0 Cumldo

8 "015 V

U 15 Cualbo~ R ~::s MC<l~E-o ----0---- FJOI'wl

0 00 15 50 75 100 0 15 50 75 100

Indice de flétrissement % Indice de flétrissement %

100 100B ----0---- FJOI'wl E M(M~ ~

"e )C Cualbo i"175

0 Carmido

§50 M §

50o~

Mi :1~°a

0 Cumldo0

8 15 8 15 Cualbo~ \..-AR ~C<l

E-o E-o --0-- FJoradel

0 00 15 50 75 100 0 15 50 75 100

Indice de flétrissement % Indice de flétrissement %

100 ~100~ C 0 P.

~F FI c

!i 0 P.·M ~ 750 P.

~75

"0"8 + PI·R §. c P.·M8.1:: 50 FI .1 50

+ PI·R0

0;j

~°a °a0 ..2"8 15 815

oS oS Cm Cm~ ~::s C<lC<l 0 E-o 0E-o

0 15 50 75 100 0 15 50 75 100Taux de colonisation pondéré C % Taux de colonisation poodéré C %

Fig. 4. Invasion de Po solanacearum (souche 8217) au collet et à mi-hauteur de tige et Indice deflétrissement bactérien chez les cultivars Floradel, Caraibo et Carmido :- Relmion entre la colonisation nonnalisœ au collet et l'indice de flétrissement à r basse (A) et à rélevée (D) ; - Relation entte la colonisation normalisée à mi-hauteur de tige et l'indice deflétrissement à r basse (B) et à r élevée (E); - Colonisation nonnalisée selon les traitementsappliqués à r basse (C) et à r élevée (F).Fl =Floradel; Ch =Caraibo; Cm =Carmido; Ps =Pseudomonas; M =Meloidogync;R = Rotylenchulus.

4. CROISSANCE VEGETATIVE DES CULTIVARS

4.1. Le cultivar ''Floradel"

La croissance des plants en présence de Me/oidogyne apparaît légèrement réduite

par rapport aux plants témoins. Cependant, l'analyse statistique des résultats ne montre

pas de différence significative entre les traitements (tableau 4).

4.2. Le cultivar "Caraïbo"

La taille des plants inoculés avec Pseudomonas en présence ou non de nématodes

est significativement réduite par rapport à celle des plants témoins. Cest en présence de

nématodes (Roty/enchu/us ou Me/oidogyne) que la taille des plants est la plus faible

(tableau 4) .

4.3.Le cultivar "Carmido"

La croissance des plants inoculés avec Pseudomonas, en présence ou non de

nématodes, est réduite par rapport à celle des plants témoins (avec une probabilité de

0,0617) (tableau 4).

11- EXPERIMENTATION A TEMPERATURE CONTROLEE ELEVEE

(27°-32OC)

1. EXPRESSION DES SYMPTOMES DE FLETRISSEMENT BACTERIEN

1.1. Le cultivar "Floradel"

Les premiers symptômes (épinastie foliaire) apparaissent entre les 9 et llèmes jours

après inoculation bactérienne quel que soit le traitement avec ou sans nématodes. Les

premiers plants morts de flétrissement bactérien sont observés entre les 12 et 14èmes

jours (Fig: 3-D).

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et sans nématode

L'indice du flétrissement bactérien augmente graduellement dès le lOème jour après

inoculation bactérienne et atteint 44% en fin d'expérimentation.

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Roty/enchu/us

L'évolution de l'indice de flétrissement bactérien est semblable à celle observée

chez les plants sans nématode. En fin d'expérimentation, cet indice de flétrissement atteint

46%.

15

Tableau 2 : Indice de galles et fécondité de Meloidogyne incognita .(f022-27 C).

Cultivar Indice de galle (z) Nb juvenileslg racines (z) Taux de multiplication

FloradelCaraiboCannïdo

4,4 a3.7 a0,4 b

343xl0e3 a148xl0e3 a

66b

26,427.90.01

(z) Analyse de vanance non paramttnque de Kruskal-WaillS et test de comparaisons multiples deDunn au seuil de 5%. Dans chaque colonne, les moyennes suivies de la même lettre ne sont passtatistiquement différentes.

Tableau 3 : Fécondité de Rotylenchulus reniformis.(f022-27 C).

Cultivar

FloradelCaraiboCarmido

Nb de Rr/g racines (z)

9x10e3 a2.6xl0e3 b4.1x10e3 c

Taux de multiplication

0.70,40.5

(z) Analyse de variance non paramétrique de Kruskal-Wallis et test decomparaisons multiples de Dunn au seuil de 5%. Dans chaque colonne, lesmoyennes suivies de la même lettre ne sont pas statistiquement différentes.

Tableau 4 : Hauteur moyenne des plants selon les différents traitements.rro22-27 C).

Cultivar Traitements ANOVA(z)Témoin Ps Ps+Mi Ps +Rr

Aoradel 39.1 38.8 36.5 38.6 NS p=O.7857Caraibo 47 a . 40.3 b 36.3 cd 36.9 c HS p<O.OOOICarmido 40.9 35,4 35.9 34.6 NS p=O.0617

(z) Analyse de variance et test de comparaisons multiples de Newman-Keuls au seuil de 5%. Ns=non significatif,S=significatif et HT=hautement significatif. Les moyennes suivies de la même lettre ne sont pas statistiquementdiffcrentes.

• Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Me!oit!ogyne

L'évolution du flétrissement bactérien se distingue très tôt de celle des autres

traitements par une forte augmentation de l'expression des symptômes de la maladie. Ce

cultivar exprime une phase active de flétrissement entre les 9 et 19èm~s jours après

inoculation, suivie d'une évolution graduelle et continue pour atteindre 68% en fin

d'expérimentation. On constate que la présence de Meloidogyne ch,ez ce cultivar

augmente de 24% l'indice de flétrissement bactérien par rapport à celui observé en

absence de nématode ainsi que de 21% par rapport à celui observé en présence de

Rotylenchulus.

1.2. Le cultivar "Caraïbo"

Les premiers symptômes de flétrissement bactérien apparaissent entre les 6 et

9èmes jours après inoculation bactérienne chez les plants en présence de nématodes. Les

premiers plants flétris sont observés entre les 9 et 12èmes jours.

En absence de nématode, l'apparition des symptômes est très tardive et apparait 17

jours après inoculation bactérienne, suivie 2 jours plus tard de l'observation des premiers

plants morts (Fig. 3-E).

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et sans nématode

A partir du 17 ème jour l'indice de flétrissement bactérien augmente et se stabilise

Il jours plus tard à 17% jusqu'à la fm de l'expérimentation.

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Rotylenchulus

En présence de Rotylenchulus, l'accroissement de l'indice est linéaire pendant toute

la durée de l'expérimentation pour atteindre 29%, soit 12% de plus qu'en absence de

nématode.

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Meloidogyne

En présence de Meloidogyne, l'indice de flétrissement évolue de façon linéaire et

atteint 41 % en fin d'expérimentation, soit 24% de plus qu'en absence de nématode.

1.3 Le cultivar "Cannido"

Les premiers symptômes de flétrissement apparaissent entre les 6 et 14èmes jours

après inoculation bactérienne. On observe les premiers plants morts entre les 10 et

20èmes jours quel que soit le traitement appliqué (Fig. 3-F).

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et sans nématode

Le cv "Cannido" inoculé avec Pseudomonas n'exprime aucun symptôme de

flétrissement pendant les 13 premiers jours après inoculation. A partir du 14 ème jour,

l'incidence de la maladie augmente légèrement puis se stabilise une dizaine de jours plus

tard vers 9%, jusqu'à la fin de l'expérimentation.

* Evolution des symptômes en présence de Pseudomonas et de Rotylenchulus

16

Tableau S : Sensibilité des cultivars soumis aux différents traitementsbasée s~ l'indice de fléttissement.(T'27-32 Cl.

Cultivar

AOl-ade1 1

CaraiboCarmido

Ps

MS (44) (h)R (17)R(9)

Traitement (a)Ps+Mi

S (68)MS (41)R(l6)

Ps+Rr

MS (47)MR(29)R (11)

i

(a) Ps = Pseudomonas so/anacearum ; Mi =Meloidogyne incognita ; Rt =Roty/en­chwus reniformis.(h) S =sensible, M =modérément et R = résistanL Le chiffre entre parenthèse estl'indice de flétrissement relevé en fin d'expérimentation.

Tableau 6: Pourcentage de plants sans symptômes colonisés par Pseudomonassolanacearwn (souche 8217) et taux de colonisation pondérés dans la tige.(T027-32 Cl.

Cultivar1traitement (a) Colonisation (%) Colonisation pondéré (%)

Collet Mi-hauteur Collet Mi-hauteur

Floradell Ps 93,7 0 96,7 47Caraibol Ps 48,3 0 57,1 17Cannido/Ps 46,9 0 51,7 9

Floradell Ps + Mi 88,9 55,6 96,7 86,7Caraibo 1Ps + Mi 56,2 12,5 79,8 59,7Cannido 1Ps + Mi 3,6 0 22,9 20

Floradell Ps + Rr 66,7 26,7 83,3 63,3Caraïbo 1Ps + RI 40 10 65,8 48,7Cannido 1Ps + RI 16,7 6,7 28,4 19,8

(a) Ps = Pseudomonas so/anacearum ; Mi = Me/oidogyne incognita ; Rr = Roty/encJw/us reniformis.

Tableau 7 : Sensibilité des cultivars soumis aux différents traitementsbasée sur le taux de colonisation pondéré à mi-hauteur de la tige.(r'27-32)

Cultivar

FloradelCaraiboCarmido

Traitement (a)

Ps Ps+Mi Ps +Rr

MS (h) S SR S MSR R/MR R/MR

(a) Ps = Pseudomonas so/anacearum ; Mi = Me/oidngyne incognita ; Rr = Roty/en­chu/us reniformis.(b) S = sensible, M = modérément et R = résistant.

Dès le 21ème jour après inoculation bactérienne, l'indice de maladie se stabilise à

Il%. On constate chez ce cultivar une évolution de l'expression de flétrissement

semblable à celle observée chez les plants sans nématode.

* Evolution des symptômes en présence de PseUlÛJmonas et de Meloidogyne

Le traitement avec Pseudomonas et Meloidogyne se distingue des autres traitements

par une expression légèrement plus forte du flétrissement. L'indice de flétrissement

bactérien augmente jusqu'au 29ème jour après inoculation bactérienne puis se stabilise à

16%. Cet indice est supérieur de 5% à celui obtenu chez les plants infestés avec

RotylenchuIus et de 7% à celui obtenu chez les plants sans nématode.

En fin d'expérimentation, le calcul des indices de flétrissement (après

transfonnation angulaire) permet de classer les cultivars sur une échelle de sensibilité (24)

(tableau 5).

2. COLONISATION BACTERIENNE ET INFECTIONS LATENTES

Tous les plants morts de flétrissement au cours de l'expérimentation sont colonisés

au niveau du collet et à mi-hauteur de tige.

Concernant les plants sans symptôme, l'analyse de la colonisation bactérienne en

fin d'expérimentation montre la présence d'infections latentes chez les trois cultivars

comme présenté dans le tableau 6.

* Taux de colonisation au collet

Le taux de colonisation pondéré au collet est toujours supérieur au taux de

colonisation pondéré à mi-hauteur de tige. Ce taux de colonisation pondéré au collet est

proche de 100% uniquement chez le cv "Floradel".

Le calcul des taux de colonisation pondérés au collet (après transfonnation

angulaire) ne pennet pas de classer les cultivars (après les différents traitements) selon

Prior er al. (24) étant donné les valeurs très élevées de ces taux. L'expression du taux de

colonisation pondéré au collet en fonction de l'indice de flétrissement (Fig. 4-D) met en

évidence une ségrégation très nette des trois cultivars quel que soit le traitement.

* Taux de colonisation à mi-hauteur de tige

En fin d'expérimentation, le calcul des taux de colonisation pondérés à mi-hauteur

de tige (après transfonnation angulaire) pennet la classification des cultivars sur l'échelle

de sensibilité après chaque traitement (d'après Prior er al., 1995) (tableau 7).

A mi-hauteur de tige, l'expression du taux de colonisation pondéré en fonction de

l'indice de flétrissement (Fig. 4-E) montre clairement que pour chacun des cultivars, les

taux de colonisation obtenus après traitement sont liés directement à l'incidence du

flétrissement bactérien. La figure 4-E met en évidence une répartition similaire de chacun

1 7

Tableau 8 : Indice de galles et fécondité de Meloidogyne incognita après co­inoculation avec P. solanacearwn.(f027-32C).

Cultivar Indice de galle (z) Nb juveniles,lg racines (z) Taux de multiplication

Roradel 4,2 a 203xl0e3 a 32,8Caraïbo 5,1 b 21Oxl0e3 a 31,8Cannido 0,5 c 768 b 0,1

(z) Analyse de variance non paramétrique de Kruskal-Wallis et test de comparaisons multiples deDunn au seuil de 5%. Dans chaque colonne, les moyennes suivies de la même lettre ne sont passtatistiquement différentes.

Tableau 9 : Fécondité de Rotylenchulus reniformis après co­inoculation avec P. solanacearwn.(f027-32 Cl.

Cultivar

FloradelCaraiboCannido

Nb de Rr/g racines (z)

llx10e3 a24x10e3 a39xl0e3 b

Taux de multiplication

1,443,427,81

(z) Analyse de variance non paramétrique de Kruskal-Wallis et test decomparaisons multiples de Dunn au seuil de 5%. Dans chaque colonne. lesmoyennes suivies de la même lettre ne sont pas statistiquement différentes.

Tableau 10 : Hauteur moyenne des plants selon les différents traÎtements.(T'27-32 cl.

Cultivar Traitements ANOVA(z)Témoin Ps Ps+Mi Ps+Rr

Roradel 54,3 49 43,2 44,4 NS p=O,0527Caraibo 49,3 a 38,3 ab 32,6 c 35,1 bc S p=O,OOIICarmido 48,3 a 41,8 b 35,6 c 39,2 bc HS p=O,OOOI

(z) Analyse de variance et test de comparaisons multiples de Newman-Keuls au seuil de 5%. NS=nonsignificatif, S=significatif et HT=hautement significatif. Les moyennes suivies de la même lettre ne sont passtatistiquement différentes.

des traitements pour c~aque cultivar. Le cv "Floradel" possède les taux de colonisation

pondérés ainsi que les indices de flétrissement les plus élevés pour chaque traitement Les

valeurs les plus faibles sont observées chez le cv "Camlido". Le cv "Caraïbo" possède les

valeurs intennédiaires. Pour chaque cultivar, on constate que les valeurs de l'indice de

flétrissement et du taux de colonisation pondéré à mi-hauteur de tige sont toujours les

plus élevées en présence de Me/oidogyne, intermédiaires avec Rory/enchu/us et les plus

faibles avec Pseudo17Wnas sans nématode.

L'expression du taux de colonisation pondéré à mi-hauteur de tige en fonction du

taux de colonisation pondéré au collet permet de comparer les différents traitements (Fig.

4-F). Les traitements "Pseudomonas+ nématodes" se distinguent du traitement sans

nématode par des valeurs plus élevées du taux de colonisation pondéré à mi-hauteur de

tige.

3. ASPECTS NEMATOLOGIQUES

3.1. Me/oidogyne incognita

3.3.1. Indice de galles

En présence de Meloidogyne, de nombreuses galles sont observées chez les

cultivars "Floradel" et "Caraibo". Chez le cv "Carmido", seules quelques galles de petite

taille et isolées sont observées à la surface du sol. Chez ce cultivar, le système racinaire

montre la présence de nombreuses zones de tissus nécrosés (réaction d'hypersensibilité)

résultant de la pénétration des larves de Me/oidogyne. L'analyse statistique des résultats

montre des différences significatives entre les trois cultivars au niveau de cet indice de

galles (tableau 8).

3.3.2. Taux de multiplication

La multiplication de Me/oidogyne est identique chez les cultivars "Floradel" et

"Caraibo". Les taux de reproduction à 36 jours sont de 32,8 et 31,8 respectivement. On

constate une faible multiplication de cette espèce chez le cv "Cannido" avec un taux de

reproduction de 0,1. De plus, chez ce dernier, on observe une forte proportion de mâles

lors de l'extraction des nématodes des racines. Le nombre moyen de nématodes extraits

par g. de racines dans chaque cultivar est donné dans le tableau 8.

1 8

3.2. Rotylenchulus reniformis

La multiplication de Rotylenchulus varie selon les cultivars hôtes. La fécondité la

plus élevée est observée chez le cv "Carmido". Le nombre moyen de nématodes extraits

par g. de racines pour chaque cultivar est donné dans le tableau 9, ainsi que les taux de

reproduction.

4. CROISSANCE VEGETATIVE DES CULTIVARS

4.1. Le cultivar "Floradel"

En condition de température élevée, on constate que la hauteur moyenne des plants

en présence de nématodes est réduite. La différence de taille selon les traitements est

proche de la significativité (p=O,0527) (tableau 10).

4.2. Le cultivar "Caraïbo"

En condition de température élevée, la hauteur des plants inoculés avec les

nématodes (que ce soit M. incognila ou R. reniformis) est significativement réduite par

rapport aux plants témoins et aux plants inoculés avec Pseudomonas seul (tableau 10).

4.3. Le cultivar "Carmido"

A température élevée, l'inoculation des nématodes induit une réduction significative

de la croissance par rapport aux plants témoins (tableau 10).

DISCUSSION

Quel que soit le traitement, le développement végétatif des plantes semble être

meilleur à température élevée, en particulier chez les cultivars "Floradel" et "Carmido".

Par contre, la croissance du cv "Caraïbo" n'est pas affectée par la différence de

température. En condition de température basse (22-27°C), on constate que la présence de

nématodes induit une réduction de la taille des plants chez le cv "Caraibo". En condition

de température élevée (27-32°C), cette réduction de taille est observée chez tous les

cultivars inoculés avec les nématodes. Le genre Me/oidogyne est responsable d'une

réduction plus importante de la taille des plants par rapport à celle observée chez les plants

inoculés avec Roty/enchu/us, signe d'une pathogénicité plus grande.

19

Ces observations pennettent de confmner les résultats précédents (15, 17). En

effet, il est connu depuis longtemps que les nématodes endommagent une partie du

système radiculaire de la plante, ce qui réduit l'alimentation en eau et en sels minéraux.

Le phénomène est encore plus marqué en présence de galles sur le système racinaire,

comme observé avec Me/oidogyne sur tomate (35).

Quelles que soient les conditions de température, les plants flétris sont toujours

colonisés par Pseudomonas au collet et à mi- hauteur de tige dans les trois cultivars. De

plus, la présence de Pseudomonas est observée dans les tissus vasculaires des plants sans

symptôme, aussi bien chez les cultivars sensibles que résistants au flétrissement

bactérien. L'identification de ces infections latentes chez les cultivars permet de confirmer

les travaux précédents (36, 20, 22, 23). La détection d'infections latentes chez les

cultivars résistants met en évidence le fait que les mécanismes de résistance au

flétrissement bactérien ne proviennent pas de la résistance à la pénétration bactérienne des

racines (22).

La classification de Prior et al. (24), ayant été réalisée à partir d'une

expérimentation au champ, n'est pas tout à fait extrapolable aux résultats obtenus en

conditions contrôlées (taux de colonisation à mi-hauteur de tige et indice de

flétrissement). Généralement pour un cultivar et à une température moyenne donnée, les

indices de flétrissement ainsi que les taux de colonisation à mi-hauteur de tige obtenus au

champ sont très supérieurs à ceux observés en conditions contrôlées. Ce phénomène peut

s'expliquer par le fait qu'au champ les fluctuations de température sont plus importantes,

d'où la présence de "pics" de température très élevés (donc très favorables à la

colonisation bactérienne et à l'expression du flétrissement) en rapport avec l'élévation du

taux d'évapotranspiration des plantes. Il faut aussi considérer la présence des autres

facteurs de l'environnement qui sont incontrôlables dans les conditions de culture au

champ En condition de température élevée, le taux de flétrissement chez le cv "Floradel"

atteint 70% au champ (24) alors qu'en conditions contrôlées, ce taux reste inférieur à

50%. Or l'échelle de sensibilité étant basée sur les résultats observés au champ, celle-ci

considère qu'un cultivar est sensible au delà d'un taux de 50%. Par conséquent, le cv

"Floradel" est classé modérément sensible en conditions contrôlées à température élevée,

que ce soit à partir de l'expression des symptômes où du taux de colonisation pondéré en

milieu tige.

Dans l'expérimentation à température élevée, cette classification est intéressante car

elle rend compte de la variation de sensibilité des cultivars au cours des traitements.

Chez le cv "Floradel" les données de colonisation bactérienne à mi-hauteur de tige

et les indices de flétrissement mesurés à température élevée montrent que les nématodes

20

(Me/oidogyne et Roty/enchu/us) ne sont pas uniquement des agents de blessures mais

également des facteurs qui induisent un stress physiologique chez la plante. Les plants

inoculés avec Me/oidogyne et Roty/enchu/us présentent un taux de colonisation pondéré à

mi-hauteur de tige supérieur à celui des plants sans nématode (respectivement 86,7 et

63,3% contre 47% chez les plants sans nématode). En présence de Me/oidogyne on

constate d'une part, que les taux de colonisation à mi-hauteur sont très élevés et d'autre

part, que l'indice de flétrissement en fin d'expérimentation est augmenté comparé aux

plants sans nématode (68% avec Me/oidogyne contre 44% sans nématode). Ces

observations mettent en évidence le fait qu'en présence de nématodes à galles, la

population bactérienne se propage au delà de la mi-hauteur des plants d'où l'expression

des symptômes de flétrissement. Le stress causé par Me/oidogyne , nématode à galles,

apparaît avoir une incidence plus marquée que celle occasionnée par Roty/enchu/us. En

effet, le faible taux de multiplication de Roty/enchu/us sur le cv "Floradel" suggère que ce

cultivar n'est pas un bon hôte pour cette espèce, ce qui expliquerait cette incidence moins

marquée en raison d'une pression parasitaire (stress) moindre. Il serait intéressant de

répéter cette expérimentation avec des inoculi croissants de Roty/enchu/us.

Chez le cv "Caraibo", en condition de température élevée, la présence de

Me/oidogyne induit une augmentation du taux de colonisation à mi-hauteur de la tige

comparé aux plants témoins (59,7% en présence de Me/oidogyne contre 17% en absence

de nématode). Cette observation est la conséquence du stress causé par Me/oidogyne. On

constate que ces taux de colonisation sont plus élevés comparés à ceux obtenus après

inoculation de Roty/enchu/us (48,7%). La colonisation des tiges est cependant

suffisamment importante pour déclencher les symptômes de flétrissement chez les plants

inoculés avec Me/oidogyne mais également chez ceux inoculés avec Roty/enchu/us. On

constate également que le stress causé par Roty/enchu/us a moins d'incidence sur le

flétrissement que celui causé par Me/oidogyne chez ce cultivar.

Chez le cv "Carmido", à température élevée, la colonisation bactérienne à mi­

hauteur se maintient à un taux très faible indépendamment de la présence de Me/oidogyne

(20%) ou de Roty/enchu/us. (19,8% ). Chez ce cultivar l'efficacité du gène Mi est

confinnée, compte tenu du faible développement des galles (réaction d'hypersensibilité)

ainsi que du faible taux de multiplication des nématodes, comparé au géniteur "Caraibo".

Le caractère spécifique du gène Mi vis à vis des nématodes à galles nous amènerait

à s'attendre, chez le cv "Cannido" inoculé avec Roty/enchu/us, à des taux de colonisation

à mi-hauteur de tige comparables à ceux obtenus chez le cv "Caraibo". Or ce n'est pas la

cas, le taux de colonisation observé chez le cv "Carmido" est de 19,8% alors qu'il est de

48,7% chez le cv "Caraibo". On peut donc se poser la question du rôle joué par le gène

Mi dans le contrôle du stress induit par Roty/enchu/us . En effet, parmi les rrois cultivars,

on observe que c'est justement chez le cv "Carmido" que le taux de multiplication de

2 1

Roty/enchu/us est le plus élevé, ce qui montre que ce cultivar est un bon hôte pour

Roty/enchu/us . Le développement de Roty/enchu/us suggère l'induction d'une pression

parasitaire (stress) qui semblerait contrôlée chez le cv "Cannido".

La spécialisation parasitaire des nématodes est à l'origine de différents niveaux de

stress chez une plante sensible. Cet "effet stress" s'exprime par l'augmentation de la

colonisation bactérienne à mi-hauteur de tige (étape préliminaire du flétrissement) . En

présence d'une pression parasitaire très marquée, la colonisation s'étend au delà de la mi­

hauteur de tige puis le flétrissement se manifeste. Ce travail indique clairement que la

synergie entre P. so/anacearwn et certains nématodes endoparasites sédentaires .:.:lève

plus de graves penurbations physiologiques (détournement du métabolisme conduisant

dans le cas extrème de Me/oidogyne à la néoformation de galles) survenant après la

pénétration des nématodes et non de la création de portes d'entrée supplémentaires

occasionnées par les nématodes, comme il est admis dans la littérature (6).

En condition de température basse, seul le cv "Floradel" inoculé avec le genre

Me/oidogyne montre des taux de colonisation bactérienne à mi-hauteur de tige et des

indices de flétrissement légèrement plus élevés en comparaison aux plants sans nématode.

Le cv "Caraïbo" se comporte comme un cultivar entièrement résistant à Pseudomonas, en

présence ou non de nématodes, avec des taux de colonisation bactérienne proches de zéro

et absence de flétrissement. Concernant le cv "Carmido", les taux de colonisation restent

faibles ainsi que les indices de flétrissement en présence ou non de nématodes.

Nous avons porté notre attention sur les performances relevées entre les cultivars

"Caraibo" et "Carmido". Il est admis que chez le cv "Caraibo" la résistance polygénique

est gouvernée par quatre gènes. Le cv "Carmido" correspond au cv "Caraibe" avec

adjonction du gène Mi controlant les nématodes du genre Me/oidogyne.

Historiquement, Prior & Anai's ont observé que l'adjonction du gène Mi chez le cv

"Carmido" induisait une baisse notoire de résistance à Pseudomonas en conditions

d'expérimentation au champ (Prior, corn.pers.). Le gène Mi étant cartographié sur le

chromosome 6 de la tomate, il est très probable que l'un des gènes impliqués dans la

résistance à Pseudomonas ait été altéré lors de l'adjonction du gène Mi sur ce

chromosome.

En effet, d'après les travaux récents réalisés sur la cartographie des gènes de

résistance à Pseudomonas chez la tomate, il existe un gène de résistance partielle porté

sur le chromosome 6 (37, Thoquet, corn. pers.). L'hypothèse la plus vraisemblable est

donc que l'adjonction du gène Mi dans le cv "Cannido" a privé ce cultivar d'un gène de

résistance partielle. Chez le cv "Cannido", seuls les trois autres gènes impliqués dans la

résistance polygénique seraient présents et pourraient s'exprimer.

22

Or, nous constatons que dans les conditions controlées de température élevée les

componements des cultivars "Caraïbo" et "Carmido" en absence de nématode ne sont pas

très différents (taux de colonisation de la tige et flétrissement bactérien < 20%).

Donc le gène de résistance partielle présent chez le cv "Caralbo"et absent chez le cv

"Carmido" ne confère pas une résistance plus forte à P. solanacearwn chez la tomate.

Nous faisons l'hypothèse que ce gène est thermosensible (expression inhibée à

température élevée). De plus à température élevée et en présence de nématodes, on

constate que le cultivar "Carmido" se comporte de la même façon qu'en absence de

nématode (expression du gène Mi) et par contre chez le cv "Caralbo" on observe une forte

augmentation du flétrissement bactérien probablement due à l'abscence du gène Mi (cf

supra). il est possible de conclure que la résistance du cv "Caraibo" conférée par les

autres gènes que celui porté par le chromosome 6 (que nous considérons comme étant

thermostables) soit contournée dans ces conditions où le seul facteur de stress est la

présence de nématodes. En condition de température basse, ce gène de résistance partielle

doit s'exprimer car le cv "Caraibo" contrôle totalement l'effet de stress des nématodes

ainsi que le flétrissement. A température basse, en présence ou non de nématodes, le cv

"Cannido" (chez lequel le gène de résistance partielle situé sur le chromosome 6 ne

s'exprime pas) se comporte de la même façon qu'à température élevée avec de faibles

taux de colonisation bactérienne à mi-hauteur de tige et de flétrissement

Les fonctions de ce gène de résistance partielle pourraient être impliquées dans les

mécanismes de régulation de l'ensemble des gènes conférant la résistance globale à P.

solanacearum. il semblerait aussi que ce gène joue aussi un rôle dans la régulation des

fonctions de stress.

CONCLUSION

Ces travaux montrent que, en présence ou non de nématodes, les températures

élevées (27-32°C) augmentent la sensibilité à P. solanacearum chez le cultivar "Aoradel"

et diminuent la résistance chez le cultivar "Caralbo". Les résultats obtenus dans cette

étude mettent en évidence le fait que la spécialisation parasitaire des genres Meloidogyne

et Rotylenchulus induit des perturbations d'ordre physiologique chez les cultivars

"Floradel" et "Caraïbo", inoculés en combinaison avec P.solanacearum. Ces

perturbations se manifestent tout d'abord par une augmentation du taux de colonisation à

mi-hauteur de tige et finalement par un accroissement de l'indice de flétrissement. Cette

étude permet de montrer l'implication du genre Rotylenchulus dans l'incidence de

l'invasion de P. solanacearwn et du flétrissement avec un effet cependant moins marqué

qu'avec le genre Meloidogyne, responsable de la fonnation des galles. Concernant le cv

23

"Carmido", celui ci apparaît tout à fait capable de contrôler le stress induit par

Me/oidogyne. Les réactions d'hypersensibilité obselVées sur les racines témoignent de

l'efficacité du gène de résistance Mi. Par ailleurs. ce cultivar semble également maîtriser

la pression parasitaire due à Roty/enchu/us reniformis • ce qui suggère que le gène Mi

pourrait jouer un rôle dans le contrôle du stress induit par ce genre de nématode.

En regard du componement des cultivars "Caraioo" (résistance à P. so/anacearwn

polygénique impliquant 4 gènes) et "Carmido" (Caraïbo avec adjonction du gène Mi).

cette étude nous pennet d'avancer l'hypothèse que le gène de résistance parùelle à

P. so/anacearum, localisé sur le chromosome 6 et qui s'exprimerait uniquement chez le

cultivar "Caraioo" serait thermosensible (expression inhibée à T'élevée). Les trois autres

gènes impliqués dans la résistance seraient thermostables. L'expression de ce gène de

résistance panielle pennettrait de contrôler l'effet de stress induit par les facteurs

environnementaux (un seul facteur en conditions contrôlées. les nématodes) ainsi que la

régulation de la résistance globale à P. so/anacearum..

Il serait intéressant d'une pan, d'étudier la ségrégation de la résistance au

flétrissement et aux nématodes dans des croisements (FI, F2. BeR et lignée F3) entre un

cultivar résistant à P. so/anacearum (résistance monogénique de Hawaï 7996 et

polygénique de Caraibo) et le cultivar Rossol (gène Mi) pour savoir si effectivement

l'expression du gène de résistance (résistance parùelle dans le cas de Caraibo) serait

inévitablement privée lors de l'adjonction du gène Mi.

D'autre pan. on pourrait se demander qu'elles seraient les conséquences si l'on

disposait d'un gène de résistance partielle à P. so/anacearwn thermostable. localisé sur le

chromosome 6.

24

PROJET DE RECHERCHE

Titre:

DYNAMIQUE DES MECANISMES DE RESISTANCE AU

FLETRISSEMENT BACTERIEN (PSEUDOMONAS SOLANACEARUM)

CHEZ LA TOMATE SOUMISE AUX ATTAQUES DE NEMATODES

ENDOPARASITES SEDENTAIRES.

Le flétrissement bactérien, trachéo-bactériose tropicale d'origine tellurique qui

compte panni les plus destructives, pèse lourdement sur l'agriculture et l'économie de

nombreux pays, en particulier aux Antilles. Très ubiquiste, la bactérie s'attaque aux

Solanacées dont on connait toute l'importance agricole, tant dans les pays industrialisés

que les pays en voie de développement L'importance des dégats conduit fréquemment à

l'abandon d'une filière de production de Solanacées (Tomate, Aubergine, Poivron...).

fi est admis que les relations entre la bactérie Pseudomonas solanacearum et la

plante hôte sont influencées par les conditions du milieu. De nombreux travaux font état

de la forte synergie entre la bactérie phytopathogène et les nématodes à galles, dont il a été

confIrmé l'importance aux Antilles. Cadet et al., ont montré en 1989 que le cultivar de

tomate "Caraïbo", sélectionné aux Antilles pour sa résistance au flétrissement bactérien

(4), se comporte comme un cultivar sensible en présence du nématode galligène

Meloidogyne sp (17).

Des infections latentes (sans symptômes de flétrissement) ont alors été démontrées

chez différentes variétés de tomate résistantes au flétrissement bactérien (20). La

résistance de la tomate ne résulte donc pas d'un blocage de la pénétration des bactéries

dans les racines, car P. solanacearwn a été isolée, à l'état latent, de toutes les variétés

résistantes testées. La résistance au flétrissement bactérien est très étroitement corrélée

avec la fréquence de détection de P. solanacearum à mi-hauteur de tige, c'est à dire avec

le niveau de colonisation des vaisseaux conducteurs par la bactérie. Plus la variété est

résistante au flétrissement, plus elle est performante du point de vue de la limitation de la

colonisation bactérienne (21, 22, 23).

Les nématodes agissent comme facteurs sensibilisants du flétrissement bactérien,

en favorisant dans un premier temps le processus infectieux et/ou comme facteurs

déclenchants du flétrissement bactérien (17).

Nous proposons, dans le cadre de cette thèse de définir les conditions de rupture de

cette résistance lors d'inoculations combinées avec certains nématodes endoparasites

sédentaires. Au plan scientifique, ceci doit être exploité afin de modéliser les mécanismes

impliqués dans la résistance variétale à P. solanacearum chez la tomate. Au plan pratique,

25

• •••• " • .,... •• _ ...1...... .,'' ....."......

nous proposerons de nouveaux critères d'évaluation pe!Illettant d'orienter la sélection

vers une résistance plus stable au fléttissement bactérien.

METHODOLOGIE PROPOSEE:

1- ETUDE DES MECANISMES ASSOCIES A LA SYNERGIE.

1. Les résultats des travaux de DEA indiquent clairement que les nématodes à galles

(Meloidogyne sp) sont des facteurs déclenchants du flétrissement bactérien chez la variété

résistante "Caraibo". Les nématodes du genre Rorylenchulus (ne formant pas de galles)

jouent également le l'Ôle de facteurs déclenchants avec un effet moins marqué que le genre

Meloidogyne. L'analyse de la dynamique des populations bactériennes in planta, associée

à de fortes infestations par Meloidogyne et/ou Rorylenchulus, nous indiquera si la plante

résistante au flétrissement est toujours en mesure de mobiliser ses défenses.

2. Les données expérimentales concernant la synergie bactérie-nématodes et le

contournement de la résistance au fléoissement seront validées. en serre et au champ, sur

une gamme de cultivars de tomate de sensibilité variable. Il sera défini de nouveaux

critères caractérisant une résistance stable sous cette contrainte parasitaire.

II- CARACTERISATION ET DEFINITION DE NOUVELLES SOURCES DE

RESISTANCE.

1. Une collection internationale (huit pays) de 35 cultivars de tomate, source de

résistance au flétrissement est constituée. Ce matériel sera évalué pour les critères de

stabilité de la résistance, qui seront établis après infestation par les nématodes.

2. Etude de la ségrégation de la résistance au flétrissement et aux nématodes dans

des croisements (FI, F2, BeR et lignées F3) entre Hawaï 7996 (résistance monogénique

dominante à P. solanacearum) x Rossol (gène Mi contre Meloidogyne sp) ainsi que

Caraibo (résistance polygénique) x Rossoi (gène Mi contre Meloidogyne sp). Ce travail

permettra d'évaluer les possibilités d'associer ces deux résistances.

III- MODELISATION DU FONCTIONNEMENT DE LA PLANTE.

Les données expérimentales obtenues seront exploitées dans le cadre de deux

modèles complémentaires qui sont les interactions [oma[e-bactérie pathogène (Hrp +) et

tomate-bactérie non pathogène (Hrp -) de P. solanacearum. ou autres mutants d'insertion.

Cette étude devrait conduire à proposer un schéma pour expliquer les modalités de mise

en place des défenses de la plante. ainsi que les conditions amenant 3 leur contournement

26

LABORATOIRE D'ACCUEIL :

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Centre INRA Guadeloupe

UlÙté de Recherches en Production Végétale Direction: Dr A. Kennarrec

Laboratoire de Phytobactériologie

Responsable Dr. P. Prior

COLLABORATIONS:

Centre ORSTOM Martinique

Laboratoire de Nématologie

Responsable Dr. P. Quénéhervé

Centre ORSTOM Montpellier

Laboratoire de Phytopathologie

collaboration: Dr. M. Nicole (microscopie électronique)

27

BIB LIOGRAPHIE

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