Bactéries du sol : présence et rôles de Pseudomonas dans les sols suisses

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Xavier Clément
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1 actéries du sol : présence et rôles de Pseudomonas dans les sols suisses Francesca Dennert, Nicola Imperiali, Fabio Mascher, Marie Fesselet, Christoph Keel, Monika Maurhofer Les pathogènes des racines Gaeumannomyces graminis var. tritici (piétin échaudage) Rhizoctonia solani (rhizoctone brun) sain malade Pythium ultimum (fontes de semis) Thielavopsis basicola (pourriture noire) Colletotrichum coccodes (dartrose) 1

Mesures pour contrôler les pathogènes des racines

des semences iocontrôle Les sols suppressifs Dans

symptômes après quelques années de monoculture,

bénéfiques (Pseudomonas, urkholderia, acillus ) s

2 Mesures pour contrôler les pathogènes des racines Rotation des cultures (io)fumigation Traitement des semences iocontrôle Les sols suppressifs Dans certains sols, les plantes n ont plus des symptômes après quelques années de monoculture, même si le pathogène est présent Les bactéries bénéfiques (Pseudomonas, urkholderia, acillus ) s accumulent dans le sol Ces bactéries agissent contre les pathogènes 2

causée par Thielaviopsis basicola, un champignon

characteristiques du sol Comment agissent les bactéries

1) Compétition avec le pathogène: diversité de

de microorganismes dans l intestin humain) 2)

3 Sols suppressifs de la roye Résistance naturelle à la pourriture noire du tabac causée par Thielaviopsis basicola, un champignon tellurique phytopathogène La suppressivité depend des characteristiques du sol Comment agissent les bactéries beneficiels? 1) Compétition avec le pathogène: diversité de microorganismes sur la racine (similaire à l équilibre de microorganismes dans l intestin humain) 2) Production de substances antifongiques (par exemple les phénazines, le DPG) 3) Induction de résistance dans la plante Haas and Défago,

Utilisation dans l agriculture Produits sur le marché, appliqués chaque saison

bactéries bénéfiques (conservation biocontrol) Projet PRN 68: les objectifs Quels groupes

Quelles sont les propriétés des sols qui favorisent la présence des Pseudomonas

Quelle est la résistance /suppressivité des sols suisses contre les deux pathogènes

4 Utilisation dans l agriculture Produits sur le marché, appliqués chaque saison (biocontrôle classique) Optimisation des conditions pour la multiplication naturelle des bactéries bénéfiques (conservation biocontrol) Projet PRN 68: les objectifs Quels groupes de Pseudomonasbénéfiques sont présents dans les sols suisses et quelle est leur abondance? Quelles sont les propriétés des sols qui favorisent la présence des Pseudomonas bénéfiques? Quelle est la résistance /suppressivité des sols suisses contre les deux pathogènes Pythium ultimum et Gaeumannomyces graminis var. tritici (Ggt)? Quelles sont les propriétés des sols qui favorisent l expression de gènes bénéfiques (production de substances antifongiques)? 4

5 Echantillonage de sol Résistance contre Pythium ultimum Quantités croissantes de pathogène dans les pots Mesure du poids de la plante par rapport au contrôle après 10 jours Grandes différences entre les sols telier de cet après-midi! 0.125g P. ultimum /pot C C C C C C C C 0.125g P. ultimum /pot Résistance haute C C C C C C C C Résistance moyenne Legende: Cd= Cx= Cz= D= E= G= T= U= V= W= Pas résistant 5

6 Résistance contre Gaeumannomyces graminis 4g Ggt/pot var. tritici (Ggt) Différences entre les sols, mais pas significatives La plus grande part des sols a une résistance moyenne contre le Ggt 4g Ggt/pot Résistance haute Legende: Cd= Cx= Cz= D= E= G= T= U= V= W= Résistance moyenne Pas résistant Présence des Pseudomonas qui produisent des antifongiques 1) Pseudomonas produisant le DPG 2) Pseudomonas produisant les phénazines L o g (P h ld c o p ie s /g ro o t) Most resistant to P. ultimum Most resistant to Ggt L o g (P h z F c o p ie s /g ro o t) Most resistant to P. ultimum Most resistant to Ggt Taenikon Taenikon Tendance des sols avec plus de producteurs de DPG à être plus résistants contre le Ggt La quantité des producteurs de phénazine est plus basse que celle des producteurs de DPG (climat humide?) 6

Caractéristiques du sol qui favorisent les Pseudomonas bénéfiques 1) Humus 2) Nitrate 3) ph Les

ph neutre 2 4 6 8 10 Organic C (% of soil weight) 10 20 30 40 50 Nitrate mg/kg soil 6.0 6.5 7.

est pas limitant, quelques Pseudomonas peuvent le solubiliser 4) Potassium 5) Phosphate

5 10 15 20 Magnesium mg/kg soil Utilisation de pseudomonades comme bio-indicateurs fluorescents

gènes importants pour le biocontrôle varie dans des sols différents Le sol provenant du Tessin

7 Caractéristiques du sol qui favorisent les Pseudomonas bénéfiques 1) Humus 2) Nitrate 3) ph Les Pseudomonassont favorisés par un sol riche en matière organique et nutriments Ils préfèrent un ph neutre Organic C (% of soil weight) Nitrate mg/kg soil ph soil Ils préfèrent un sol riche en argile et limon plutôt que en sable Le phosphate n est pas limitant, quelques Pseudomonas peuvent le solubiliser 4) Potassium 5) Phosphate Grangeneuv 6) Magnesium Potassium mg/kg soil Phosphorus mg/kg soil Magnesium mg/kg soil Utilisation de pseudomonades comme bio-indicateurs fluorescents pour mesurer la production d antifongiques dans les différentes sols L expression de certains gènes importants pour le biocontrôle varie dans des sols différents Le sol provenant du Tessin () semble promouvoir l expression de gènes impliquées dans la biosynthèse des deux antifongiques DPG et HCN 7

Impact du sol sur le pourcentage des Pseudomonas exprimant activement leurs gènes antifongiques u niveau de la population, certains gènes sont plus exprimés que d autres Cependant, le sol semble non

8 Impact du sol sur le pourcentage des Pseudomonas exprimant activement leurs gènes antifongiques u niveau de la population, certains gènes sont plus exprimés que d autres Cependant, le sol semble non seulement avoir un impact sur l intensité de l expression de ces gènes, mais aussi sur le nombre des cellules actives pplications et objectifs futurs Une fertilisation avec engrais organique favorise les Pseudomonas bénéfiques (par exemple IP en Suisse) Quantité de Pseudomonas bénéfiques et dégrée de résistance d un sol ne sont pas nécessairement corrélés: d autres microorganismes encore inconnus ont probablement un rôle important bio_no_till bio_till ip no till ip till Pseudomonasbénéfiques: Comparaison de différentes techniques de cultivation (groscope, FST trial) Management system 8

9 Remerciements Les membres du groupe de pathologie végétale, ETH Zürich Les membres du laboratoire Keel, Université de Lausanne Les collaborateurs du PRN 68: 1) Raquel Campos Herrera et Ted Turlings (Université de Neuchâtel 2) Klaus Schläppi (groscope Reckenholz) 3) Theo Smits (ZHW Wädenswil) 9

10 Sols suppressifs de la roye actéries phytobénéfiques D après Juliana lmerio(thèse 2012) 10

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