Analyse des dynamiques spatiales et épidémiologie moléculaire de de la maladie du swollen shoot du cacaoyer au Togo (étude de diffusion à partir des systèmes d'information géographiques)

Le Cacao swollen shoot virus (CSSV) est un virus infectant le cacaoyer transmis par des cochenilles farineuses de la famille des Pseudococcidae. La maladie qui en découle existe aujourd'hui dans les principales zones de production de cacao d'Afrique de l'Ouest qui représentent 72% de la production mondiale de cacao. Le CSSV a été découvert en 1922 au Ghana et identifié avec certitude dans le Kloto au Togo en 1955 ; le premier isolat étudié moléculairement est l'isolat très virulent Agou1 du Togo. Cet isolat provoque des gonflements de tiges et de rameaux ainsi que des colorations rouge intense au niveau des nervures des jeunes feuilles engendrant ensuite une défoliation complète de l'arbre et sa mort au bout de 5 ans. La progression actuelle du CSSV dans les nouvelles zones de production, notamment au Togo (Litimé) en 1996 et en Côte d'Ivoire (Issia, Bouaflé, Sinfra) en 2000, indique une nouvelle émergence de la maladie. La découverte de ces nouveaux foyers soulève des questionnements sur l'origine des isolats et sur les mécanismes épidémiologiques impliqués dans la propagation de la maladie à l'échelle parcellaire et à l'échelle des territoires.Ces questionnements scientifiques sont pris en compte dans cette étude à trois niveaux : i) l'analyse statistique de la répartition spatiale et temporelle de la maladie à l'échelle des parcelles (fonctions de Ripley et analyse du nombre de liens entre arbres malades) et la cartographie des dynamiques d'évolution au moyen de systèmes d'information géographique (SIG), ii) la diversité moléculaire des isolats de CSSV en lien avec leur répartition géographique afin d'établir une carte de répartition dans les deux régions de production (Kloto et Litimé) et d'essayer de retracer l'historique de la propagation du virus, iii) la cartographie des zones cacaoyères, des cacaoyères saines en comparaison aux cacaoyères malades, à l'échelle des territoires par la combinaison des données satellites Spot5 à 2.5 m de résolution spatiale et des motifs de paysage relevés sur le terrain.L'analyse spatiale avec les fonctions de Ripley et l'analyse du nombre de liens ont montré que les différents états sanitaires (sain, malade, mort) des cacaoyers sont agrégés indiquant ainsi une propagation à partir de foyers d'infection au niveau parcellaire. L'analyse du nombre de liens indique un processus de contamination de plante à plante dans les parcelles. Les études des dynamiques d'évolution au moyen de SIG ont montré à travers des cartes de densités que les cacaoyers malades et les cacaoyers morts sont regroupés en agrégats dans les parcelles et que la taille de ces agrégats augmente entre les deux années d'observation (2008 et 2009). Les dynamiques de changement ont permis de détecter une progression de la maladie plus rapide dans certaines parcelles, qui peut s'expliquer par leur moins bon entretien. La caractérisation des isolats de virus dans les cacaoyères togolaises a montré l'existence de trois groupes dont les groupes A et B uniquement dans le Litimé, et le groupe C uniquement dans le Kloto, indiquant une forte différenciation géographique. Les coefficients de corrélation de Pearson et de Spearman indiquent qu'il existe un lien entre distance génétique et distance géographique des isolats du groupe A, ce qui implique une contamination de proche en proche pour ce groupe à l'échelle du territoire. Compte tenu de la différenciation marquée entre les groupes du Kloto et du Litimé, nous pouvons conclure que les cacaoyères du Litimé n'ont pas été contaminées par du matériel venant du Kloto mais plus probablement à partir de parcelles cacaoyères situées au Ghana et contaminées précédemment pour se répandre ensuite dans le Litimé. L'étude des images satellites a montré qu'il n'existait pas de relation simple entre l'état sanitaire des motifs de cacaoyers et leur radiométrie en raison de la forte hétérogénéité du système agroforestier du LitiméCacao swollen shoot virus 'CSSV ' is a virus transmitted by mealybugs, insects of the Pseudococcidae family. The disease occurs in all the main cocoa-growing areas of Western Africa. It induces swellings on shoots and roots and mosaic and chlorosis on the leaves and has caused very serious crop losses in Ghana, Nigeria and more recently, Togo and Côte d'Ivoire. The cocoa production in Western Africa, representing about 72 % of the worldwide production is particularly important for the economic equilibrium of these countries. The actual progress of the CSSV epidemic in the large production areas in Togo like Litimé' and Kloto' and in Côte d'Ivoire (Issia, Bouaflé, Sinfra) requires to understand and forecast its spread in time. The discovery of these new focuses of the disease raises questions about the origin of the isolates and the mechanisms involved in the epidemiological spread of the disease at field scale and across territories.These scientific questions are addressed in this study at three levels: i) the spatial and temporal distribution of disease across the plots with statistical methods (Ripley and analysis of the number of links) and geographical information systems (GIS) to map the dynamics of evolution, ii) the molecular diversity of CSSV isolates related to their geographical distribution in order to establish a distribution map in the two regions of production (Kloto and Litimé) and try to understand the history of the virus spread, iii) the mapping of cocoa area in Litimé, the mapping of disead cocoa in comparison with healthy cocoa at the territories scale by combining satellite data with SPOT5 2.5 m spatial resolution and landscape motifs field surveys.The spatial analysis with Ripley's method and analysis of the number of links have shown that the different states of health (healthy, disead, dead) of cocoa trees are aggregated indicating a spread by patch at plot level. The analysis of the number of links indicates a process of contamination from plant to plant in the plots. Studies of the dynamics of evolution from Sig showed through density maps that disead cocoa trees and dead cocoa tree are grouped into clusters in the plots and the size of these aggregates increases significantly between the two years observation (2008 and 2009). The dynamics of change have detected a similar progression of the disease in plots 2 and 3 speedy than Parcel 1. This difference of the disease progress on the three plots can be explained by better maintenance of Parcel 1. The characterization of virus isolates on cocoa plots in Togo has shown the existence of three groups with groups A and B only in the Litimé, and group C only in the Kloto, indicating strong geographical differentiation. The correlation coefficients of Pearson and Spearman indicate a link between genetic distance and geographical distance of the isolates of group A, which implies a contamination step by step for this group at territories scale. Given the marked differentiation between the groups of Kloto and Litimé, we can conclude that the cocoa tree of Litimé were not contaminated with material from the Kloto but more likely from plots located in Ghana and previously infected then spread in the Litimé. The study with the satellite images showed that there was no simple relationship between the health patterns of cocoa trees and their radiometry because of the high heterogeneity of the agroforestry system of Litimé. The combination of landscape motifs and radiometry, however, possible to distinguish areas with dominant "cocoa", areas dominated by "crops", areas dominated by "forest". Among the areas to be dominant "cocoa", we have distinguished the cocoa denuded areas that correspond to potential disease areas and cocoa shade. These various studies indicate that disease progression is slow and works gradually. Emergences observed in new areas probably come from human movementsMONTPELLIER-SupAgro La Gaillarde (341722306) / SudocSudocFranceF

Analyse, à petite échelle, de l influence de l environnement, de l inoculum et de l hôte sur la dynamique épidémique de la maladie sud-américaine des feuilles de l hévéa (Microcyclus ulei) en milieu amazonien

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Évaluation des facteurs de risque épidémiologique de la phaeoramulariose des agrumes dans les zones humides du Cameroun

La phaeoramulariose des agrumes (Pseudocercospora angolensis) attaque les agrumes en Afrique tropicale et constitue une menace pour les autres pays producteurs situés en zone tropicale. La lutte chimique est le seul moyen de lutte efficace contre cette maladie. Cependant, elle est couteuse et néfaste pour l'environnement. La mise en place de stratégies de lutte permettant de minimiser l'emploi de fongicides contre est donc nécessaire. La connaissance des facteurs de risque de la phaeoramulariose est une étape préliminaire à cette démarche. Le travail entrepris avait pour but de préciser, à l'aide d'une enquête et des expérimentations, les effets de certains facteurs sur le développement de la maladie. L'enquête a été effectuée dans 39 sites de production des agrumes au Cameroun. Elle a permis de recenser les facteurs pédoclimatiques et biologiques dans l'environnement des arbres et de retenir les plus importants dans l'épidémiologie. Les expérimentations sur 8 sites ont permis de confirmer et évaluer les paramètres retenus après l'enquête. L'altitude, le type de sol, l'espèce d'agrumes et le type de végétation ont été retenus comme principaux facteurs de développement de la maladie. Les relations entre ces facteurs et l'incidence de la maladie sont illustrées dans les arbres de segmentation. Les expérimentations ont confirmé la grande sensibilité des pomélos et orangers vis-à-vis P. angolensis. En revanche, les mandariniers et la lime Tahiti se sont avérés moins sensibles. L'incidence de la maladie augmente avec une élévation en altitude, une diminution de la température et de la pluviométrie. La texture du sol s'est avérée plus déterminante du niveau de la maladie que sa composition. Le rôle de l'ombrage s'est avéré déterminant sur l'incidence de la maladie. L'analyse de la structure spatiale de la maladie a permis de mettre en évidence une structure agrégée. La structure spatiale des sous populations de familles d'arbres d'une parcelle agroforestière était aussi agrégée. La dispersion de la phaeoramulariose au sein d'une telle parcelle entre les différents agrégats d'agrumes serait limitée. L'analyse de régression a permis de déceler des différences entre les paramètres contribuant au développement de la maladie sur pomélos, satsuma et orangers. La possibilité d'une conception des systèmes agroforestiers raisonnés pour diminuer la pression des bioagresseurs est envisagée.Phaeoramularia leaf and fruit spot disease of citrus (PLFSD) caused by Pseudocercospora angolensis attacks citrus in tropical Africa. It also constitutes a threat for the other producer countries located in tropical zone. Chemical treatment is the only method used for effective control of this disease. However, in addition to causing ecological problems, this method lies beyond the reach local smallholders. The development of ecologically friendly strategies to ensure effective protection of citrus is thus necessary. To this end, knowledge of PLFSD risk factors is pre-required. The purpose of this study was to specify, by means of a survey and experiments carried, the effects of certain biotic and abiotic factors on the development of the disease. The survey carried out in 39 production sites of Cameroon, targetted a collection of environmental and biological tree characteristics. Experiments on 8 sites enabled a confirmation and evaluation of suspected factors. A stepwise logistic regression analysis of survey data made it possible to target altitude, soil type, citrus species and vegetation type as main factors influencing disease development. Relations between these factors and disease incidence are illustrated in segmentation trees. Experiments confirmed the great sensitivity of grape fruit and orange trees, while tangerine and Tahiti lime trees were less sensitive. Disease incidence increased with a rise in altitude and a reduction in temperature and rainfall. Soil texture proved to be more determinant in disease development than its chemical composition. Experimentation showed that trees planted under shade are less affected than those located in sunshine. A spatial structure analysis of the disease made it possible to highlight an aggregate structure indicating small scale disease dispersion. An analysis of the spatial structure of an agro forestry farm showed an aggregate structure of the sub populations of constituent tree families. This structure suggested that the dispersion of PLFSD within such a farm would be limited between the various citrus aggregates. PLS regression analysis suggested that several of these parameters play a determinant role in contributing to the development of disease on grape fruit, orange and Satsuma mandarin trees. The development of integrated agro forest systems which enable a decrease of the pressure of pest and diseases is envisaged.MONTPELLIER-SupAgro La Gaillarde (341722306) / SudocSudocFranceF

Analyse des systèmes inductibles et préformés de défense du riz à Magnaporthe oryzae au travers de l'expression de gènes

Le riz constitue actuellement l'aliment de base de plus de la moitié de la population mondiale et l'une des maladies les plus importantes du riz est la pyriculariose, causée par le champignon phytopathogène Magnaporthe oryzae. Améliorer la résistance variétale du riz à Magnaporthe oryzae est donc un enjeu alimentaire et économique d'une portée considérable. Afin d'obtenir des variétés présentant une résistance durable, il est toutefois nécessaire d'améliorer notre connaissance des mécanismes de défense mis en place chez le riz pour contrer Magnaporthe oryzae. Au cours de ce travail de thèse nous nous sommes engagés dans une analyse transcriptomique intégrée des différentes formes de résistance présentes chez le riz, ainsi que dans l'étude approfondie d'un phénomène nouveau de la résistance préformée : l'expression constitutive des gènes de défense. Outre la mise en évidence et la validation de nouveaux marqueurs de l'expression inductible comme constitutive, il ressort de ce travail que la gestion de l'arsenal de défense est polymorphe. Ce travail montre également qu'il est possible d'identifier au sein du génome du riz des QTL de résistance à Magnaporthe oryzae probablement conditionnés par des gènes de défense ainsi que des QTL d'expression contrôlant simultanément l'expression constitutive de plusieurs gènes et contenant ainsi potentiellement des régulateurs centraux de ce phénomène nouveau de la résistance préformée du riz à Magnaporthe oryzaeRice is the staple food of more than the half of the world population and the rice blast disease, caused by the fungus Magnaporthe oryzae, is one of the most serious diseases of this crop. Breeding for resistance to the blast fungus is a considerable alimentary and economic issue. In order to get long-lasting resistance varieties, we need to improve our knowledge of defence reactions developed during rice blast disease resistance. In this study, we made an integrated analysis of the different forms of resistance present in rice, along with a detailed study of a novel preformed resistance phenomenon: the constitutive expression of defence genes. Besides the identification of new inducible and constitutive expression markers, we showed that the defence arsenal regulation is polymorphic. This work also points out that some disease resistance QTLs of rice are probably conditioned by defence genes. Besides, expression QTLs that simultaneously control the constitutive expression of several genes were identified. These regions potentially contain major regulators of this novel phenomenon of preformed resistanceMONTPELLIER-BU Sciences (341722106) / SudocSudocFranceF

Etude des interactions riz-Magnaporthe oryzae. Diversité, origine et évolution du locus du gène de résistance Pi33

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Etude du développement spatio-temporel d'une maladie transmise par vecteur en intégrant modélisation statistique et expérimentation : cas de l'ESFY (European stone fruit yellows)

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Dynamique spatio-temporelle de l'anthracnose des baies de caféier arabica due à Colletotrichum kahawae [Waller & Bridge], au Cameroun (analyse des principaux facteurs déterminants de la maladie)

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Etude des interactions riz-Magnaporthe grisea (Caractérisation et clonage du gène de résistance Pi33)

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Xanthomonas des arbres fruitiers à noyau (Hortipratic)

National audienceLa maladie des taches bactériennes, causée par la bactérie Xanthomonas arboricola pv. pruni, provoque depuis 1999 de graves dégâts dans les vergers de fruits à noyau du sud de la France. Cet ouvrage se veut avant tout un guide pratique à la disposition des arboriculteurs, pépiniéristes et techniciens. Il permet la reconnaissance de la maladie, ainsi que la mise en œuvre des mesures prophylactiques pour retarder son installation et des méthodes de lutte utilisables pour en limiter les effets lorsqu’elle est établie. Les nouvelles avancées scientifiques sur la biologie et l’épidémiologie de la maladie sont également abordées

AvrCO39, un effecteur du pouvoir pathogène de Magnaporthe oryzae ?

National audienceLes protéines sécrétées par les agents pathogènes dans les tissus de leur plante hôte jouent un rôle central dans les processus infectieux des champignons, des oomycètes et des bactéries. Ces protéines sont considérées comme des effecteurs de leur pouvoir pathogène. Leur identification et leur caractérisation chez les champignons phytopathogènes représente un enjeu important pour mieux comprendre les mécanismes impliqués dans l’infection et pour identifier les processus de défense de la plante hôte ciblés par ces agents pathogènes. AvrCO39, une petite protéine du champignon ascomycète Magnaporthe oryzae, pathogène majeur du riz, est considérée comme un effecteur. Elle agit comme protéine d’avirulence sur des cultivars de riz possédant le gène de résistance Pi-CO39. Cependant, son rôle dans le développement de la maladie est inconnu et elle ne montre pas d’homologies avec d’autres protéines. L’existence d’un signal de sécrétion et d’un motif « RxLR-like » au sein de la séquence protéique d’AvrCO39 suggère que cet effecteur puisse être sécrété par le champignon, puis transféré dans le cytoplasme des cellules de la plante hôte lors de l’interaction. Afin de comprendre le mode d’action d’AvrCO39, des approches visant à identifier les protéines et les processus de l’hôte ciblés ont été initiées