Les composés organiques volatils des huiles essentielles comme une alternative durable aux pesticides – déchiffrer les bases moléculaires qui régissent leur mode d’action comme initiateurs de l’immunité des plantes

Le mildiou, causé par des oomycètes de la famille des Peronosporaceae, sont des maladies des plantes qui peuvent causer d’énormes pertes économiques dans de nombreuses cultures agricoles dans le monde et sont responsables de l’utilisation d’énormes quantités de pesticides de synthèse. La vigne (Vitis vinifera) est très sensible au mildiou causé par Plasmopara viticola, qui représente la maladie la plus dévastatrice en viticulture. Afin de favoriser une agriculture durable et de garantir la santé des producteurs et des consommateurs, des alternatives écologiques aux pesticides de synthèses sont nécessaires. Parmi les produits naturels de protection des plantes, les huiles essentielles ont montré des propriétés antifongiques dans plusieurs cultures agricoles. Leur performances est néanmoins fortement dépendante de la période et de la méthode d’application. Une application direct sous forme liquide s’est montrée compliquée à cause de la phytotoxicité, de la mauvaise adhésion et de la nature hydrophobe des huiles essentielles, résultant dans un mauvais mélange avec l’eau ou autres composés chimiques. De plus, les mécanismes moléculaires qui sont provoqués par les huiles essentielles chez la plantes et les pathogènes, qui détermine leur efficacité, sont encore peu connus. L’élucidation du mode d’action des huiles essentielles sur les pathogènes et leur role dans l’initiation de l’immunité des plantes pourrait aider au développement de produits naturels et écologiques pour la protection des plantes. Une meilleure compréhension de l’initiation de l’immunité de la plante fournirait des information fondamentales et de nouvelles cibles moléculaires pour les stratégies de croisement. Afin de répondre à ces questions, nous avons conduits des expériences préliminaires dans la cadre du projet EOVOC. Nous avons démontré, pour la première fois, que l’huile essentielle d’Oregano vulgare en phase vapeur appliquée in vivo sur des vignes infectées par P. viticola empêche efficacement le développement du champignon. Dans cette étude, l’analyse transcriptomique du génome de la vigne a montré que l’efficacité du traitement par vapeur d’huile essentielle est dû en partie à l’initiation des mécanismes de défense de la plante. Ces résultats prometteurs mettent en évidence le grand potentiel des traitement à la vapeur d’huiles essentielles pour lutter contre les champions pathogènes et son rôle dans l’activation de la défense des plantes. Cependant, notre étude pose plusieurs questions importants concernant le mode d’action des huiles essentielles sur l’hôte et le pathogène, qui n’ont pas pu être résolues avec nos expérimentations.

Le projet DuraPrimVine se base sur nos résultats précédents et a comme objectif général d’élucider le potentiel des vapeurs d’huiles essentielles d’O. vulgare et ses différents composés terpéniques comme initiateur d’immunité dans la plante et agent antifongique. Le projet combine des expériences in vitro, in vivo et in situ sur des vignes infectées avec P. viticola et traitées avec différent constituants volatils des vapeurs d’huiles essentielles. Les traitements et les échantillonnages seront fait à différent point-temps avant, après et en cours du cycle d’infection afin de déchiffrer précisément le mode d’action des vapeurs de l’huile essentielle sur la plante et le pathogène. Le séquençage de l’ARN pour l’analyse de l’expression des gènes sera combinée avec des analyses métaboliques ciblées des composés primaires (acides aminés, acides organiques, sucres) et secondaires liés à l’immunité de la plante, comme les phytoalexines (stilbènes, piceides, viniférines) et autres phénylpropanoides. L’analyse des principales hormones comme l’acide salicylique, l’acide jasmonique, l’éthylène et l’acide abscissique, qui sont connu pour jouer un rôle dans les mécanismes de défense des plantes vont nous aider à caractériser l’initiation de l’immunité et de déchiffrer les interactions et les régulations de la réponse hormonale.

Un autre objectif du projet, inclus dans l’action COST CA17111, est l’intégration des différents jeux de données ‘omic’ et le développement, le test et la publication de nouvelles méthodes et pratiques pour la gestion, l’intégration et l’analyse de large et hétérogènes jeux de données provenant d’expériences biologiques. La méta-analyse des données produites et déjà existantes de différentes études permettra l’amélioration de la connaissance fondamentale des interactions plante-pathogène-traitement. Cela fournira de nouvelles cibles moléculaires pour les programmes de croisement de plantes résistantes et accélérer le développement de produits naturels pour la protection des plantes.

La partie appliquée de ce projet se basera sur les résultats fondamentaux et consistera à la construction, l’installation et le test sur le terrain d’un système d’application de vapeur qui diminuera l’infection de maladie et ainsi aidera à réduire l’utilisation de pesticide afin de promouvoir une agriculture durable.

 

Responsable du projet Dr Markus Rienth Professeur de viticulture T +41 22 363 40 27

2020 – en cours

Parternaires: Agrifood Research and Technology Centre (Zaragoza), Université de Bordeaux, INRA Bordeaux, Umeå University

Financement: Fond National Suisse

English version