EPIDEC Création d un cadre pour évaluer le risque d émergence de maladies dans le contexte agronomique et climatique des décennies à venir.

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1 EPIDEC Création d un cadre pour évaluer le risque d émergence de maladies dans le contexte agronomique et climatique des décennies à venir. Porteur: Cindy E. Morris l équipe MISTRAL UR407 Pathologie Végétale

2 EPIDEC Création d un cadre pour évaluer le risque d émergence de maladies dans le contexte agronomique et climatique des décennies à venir. Projet soutenu par le métaprogramme SMaCH de l INRA Sustainable Managment of Crop Health

3 P. syringae: à l origine des émergences à travers le monde Exemples d émergence de bactérioses provoquées par Pseudomonas syringae sur les plantes ligneuses répertoriées depuis

4 P. syringae: à l origine des émergences à travers le monde Nouvelles maladies ou épidémies sur > 20 espèces ligneuses depuis 2000 Abricotier kiwi, marronnier, noisetier, etc. 4

5 Contexte D où viennent les nouveaux agents phytopathogènes? 5

6 Contexte Le projet est fondé sur les résultats de notre équipe: P. syringae se trouve dans divers habitats en dehors de l agriculture aussi bien qu en agriculture. Le cycle hydrologique et le mouvement des masses d aire assurent le transport de la bactérie et les échanges entre habitats à large échelle. Les habitats non agricoles hébergent des génotypes et pathotypes de la bactéries pas actuellement connues dans les habitats agricoles. 6

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8 Contexte P. syringae est inféodée aux cycle de l eau Morris et al ISME Journal 2: Morris et al Annual Review of Phytopathology 51:

9 Contexte Dissemination avec air et eau Trajectoire de P. syringae Nuages Precipitation Percolation d eau Nappe Rivières 9

10 Contexte Plantes cultivées Environnement P. syringae Une diversité génétique dans l environnement qui n est pas connue actuellement chez les plantes cultivées 10

11 Contexte L environnement hébergent des souches: -proches génétiquement aux souches d importance épidémique -ayant des gammes de facteurs de virulence diversifiées Gènes de virulence (effecteurs) dans le génome des souches Souches isolées des épidémies sur tomates Pto T Pto DC souches de l environnement, pathogènes sur tomate en inoculation artificielle, génétiquement proches aux souches des épidémies 8 n d effecteurs 11

12 Contexte: Emergence de P. syringae de l environnement Des pratiques agricoles qui renforcent la sélection naturelle de nouveaux pathotypes Agriculture Environnement Mutation et recombinaison. Sélection naturelle des nouveaux pathotypes Divers processus qui conduisent à la rencontre entre les nouveaux pathotypes et les plantes cultivées 12

13 Le défi Anticiper les nouveaux pathotypes et identifier les réservoirs d où ils émergeront dans les contextes agricoles de l avenir Présent crop 13

14 Le défi Anticiper les nouveaux pathotypes et identifier les réservoirs d où ils émergeront dans les contextes agricoles de l avenir Présent Future crop 14

15 Le défi Anticiper les nouveaux pathotypes et identifier les réservoirs d où ils émergeront dans les contextes agricoles de l avenir Présent Future crop 15

16 Le défi Anticiper les nouveaux pathotypes et identifier les réservoirs d où ils émergeront dans les contextes agricoles de l avenir Présent Future crop 16

17 Le défi Estimer le risque de maladies dans l avenir: Quelle diversité de P. syringae faut-il anticiper? Quels seront les réservoirs principaux et quels moyens de dissémination vers les terrains cultivés? Quels contextes agricoles seront les plus propices à l exposition de nouveaux variantes de P. syringae? 17

18 Objectifs 1: Identifier les réservoirs les plus importantes de P. syringae pathogènes des arbres fruitiers. 2: Déterminer et cartographier les zones qui limitent la dissémination de P. syringae à travers l air et l eau. 3: Prédire les réseaux les plus importants d introduction de nouveaux pathotypes de P. syringae provenant des réservoirs de l environnement dans les contextes agronomiques des décennies à venir. 18

19 SPE - Avignon BAP-Avignon MIA- Avignon SAD - Avignon EA - Bordeaux International Objectifs Partenaires 4: Développer des recherches interdisciplinaires Sciences Sociales Physiques, Maths, Sciences de la Terre Sciences de la Vie SH1_3 Econometrics SH3_4 GIS, cartography PE1_13 Probability & statistics PE10_2 Atmospheric physics PE10_4 Land cover change PE10_8 Hydrology LS2_1 Comparative genomics LS2_14 Biol. systems modelling LS8_1 Ecology LS8_2 Population biology LS8_6 Biogeography LS9_5 Applied plant biology 19

20 Démarche Objectif 1. Identifier les réservoirs les plus importantes de P. syringae pathogènes des arbres fruitiers. Identifier de réservoirs avec les fréquences les plus élevées de gènes liés au pouvoir pathogène de P. syringae sur les arbres et propices aux échanges génétiques entre bactéries. 20

21 Démarche Objectif 2. Identifier les zones de dissémination aquatique et aérienne EAU: Déterminer l étendue de dissémination dans des basins versant. Exemple. Chancre bactérien de kiwi, les basins versant des rivières: Waikato, NZ Garonne, FR Marzeno, IT 21

22 Démarche Objectif 2. Identifier les zones de dissémination aquatique et aérienne AIR 1: Quantifier la dissémination de P. syringae provenant des sources connues et isolées Exemple. Chancre bactérien de kiwi, FR AIR 2: Déterminer les frontières des régions dans lesquelles le flux atmosphérique descendant et ascendant se ressemblent. 22

23 Démarche Objectif 3. Prédire les réseaux d introduction Au sein d une zone délimitée par la dissémination aérienne et aquatique de P. syringae: Prévoir les zones de production des arbres fruitier dans les 10 ans à venir Identifier les réservoirs de P. syringae probables dans ces zones Prédire les réseaux de dissémination qui vont lier les réservoirs et les zones de culture 23

24 Retombées anticipées Surveillance de rivières et nappes (utilisées en irrigation) pour les nouveaux variantes de P. syringae de réservoirs potentiels pour les nouveaux variantes de P. syringae de changements de circulation atmosphériques dus au changement climatiques ou aux évènements extrêmes climatiques 24

25 Retombées anticipées Stratégies de développement des résistances variétales et de gestion du dispositif du système de culture Elaborer des résistances variétales pour faire face aux pathotypes à venir Interférer avec les réseaux de dissémination entre réservoirs et cultures 25

26 Un réservoir d agents phytopathogènes???. 26

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28 Available data, example: European river drainage basins Example Lac Serre Ponçon, Durance River outlet: mean daily water flow = 78 m 3 s 1 (6.7 x 10 6 m 3 ); mean daily output of P. syringae = to cells 28

29 Available tool, example: Air mass trajectory modeling platform 29

30 Available data and example of how the tools can be used The presence of Botrytis cinerea in precipitation is independant of air mass origin 30