How crop improvement may help to keep genetic resources conservation alive: exemple of the tahitian vanilla (Vanilla ×tahitensis),

International audienc

La fusariose de la vanille : identification, éléments d’étiologie et étude de la dynamique épidémique dans une zone de production polynésienne, en comparaison avec d’autres pathologies, selon un suivi de cohorte

National audienceLa vanille est une orchidée dont les gousses et les graines génèrent des arômes très appréciés en industrie agro-alimentaire et en parfumerie. Alors que la demande industrielle en vanille naturelle est grandissante, cette production stagne, voire diminue depuis cinq à dix ans. Les raisons possibles de cette régression sont multiples. L'augmentation de la pression phytosanitaire sur la production constitue l’une d’entre elles. Afin de comprendre l’impact sur la production de la présence de pathogènes dans les cultures de vanille, une étude épidémiologique a été menée sur 51 exploitations de vanille « Tahiti » sur l’île de Raiatea pendant quatre années consécutives, de 2010 à 2013. Cette étude a permis de décrire la dynamique spatio-temporelle de six maladies et ravageurs de la vanille. Chaque année, entre 15 et 41 exploitations sont été visitées pour relever, tuteur par tuteur, la présence des signes cliniques associés à des pathogènes fongiques (anthracnose, mildiou et fusariose), des virus, ou des insectes (thrips et cochenilles). Cette étude de cohorte a permis un suivi pluriannuel des trajectoires individuelles de l'état sanitaire de chaque tuteur. Au-delà de l'analyse de l'évolution temporelle de la prévalence, ce suivi individuel a permis d'étudier l'évolution de l'incidence des signes cliniques, mais aussi du taux de disparition des symptômes d'une année à l'autre. Trois types d'exploitations ont été étudiés, des exploitations sous ombrière ou des exploitations traditionnelles cultivant uniquement la variété Haapape, et des exploitations mixtes cultivant un mélange d'au moins deux variétés. Dans ces dernières, seules les notations effectuées sur des lianes de la variété Haapape ont été conservées. L’évolution temporelle de la prévalence, de l'incidence, et du taux de guérison des symptômes a été étudiée selon le type d’exploitation grâce à un modèle logistique GEE (équations d’estimations généralisées) permettant de prendre en compte les disparités entre exploitations d'un même type. Dans tous les types d'exploitations, il y a une tendance à l'augmentation entre 2010 et 2013 de la prévalence de l'anthracnose (de 10 % environ en 2010 à 20 % environ en 2013), des cochenilles (de 10 % à 30 %) et des thrips (de 15 % à 35 %), alors que la prévalence des virus reste proche de zéro, sauf dans les exploitations traditionnelles (autour de 20 % en 2012- 2013). La prévalence des symptômes du mildiou présente une signature temporelle particulière, avec des valeurs relativement faibles sauf en 2011 où elle atteint environ 20 %. Enfin, la fusariose est identifiée comme le pathogène le plus présent, avec une prévalence moyenne très élevée comprise entre 60 % (2010) et 90 % (2013), à l'exception de l'année 2011 où la prévalence se situe autour de 30 %. L'étude de l'évolution de l'incidence et du taux de disparition des symptômes permet d'expliquer l'épidémiologie des maladies observées dans les exploitations. Pour l'anthracnose, l'incidence reste constante et faible, avec un taux élevé de disparition des symptômes (80 %), qui pourrait être attribué à des pratiques de toilettage. L'augmentation progressive de la prévalence s'explique donc par un phénomène de vieillissement des lianes. Pour le mildiou, l'incidence est élevée en 2011 et diminue par la suite, avec un taux de disparition des symptômes comparable à celui de l'anthracnose. Le phénomène épidémique de 2011 pourrait être dû à des conditions climatiques particulières. Enfin, l'augmentation de la prévalence de la fusariose s'explique par la conjonction d'une forte augmentation de l'incidence et d'une forte diminution du taux de disparition des symptômes après 2011. Comprendre les causes de cette forte prévalence de la fusariose à Raiatea, comme manifestement dans les autres zones de production du monde, permettra à terme de déterminer les stratégies de lutte contre cette épidémie. Dans ce but, une étude de l’agent causal de la fusariose et de ses manifestations symptomatologiques a été engagée sur Vanilla planifolia à la Réunion et sur V. tahitensis en Polynésie (Raiatea) en complément d’études préalables réalisées en Indonésie. Il a été ainsi montré que Fusarium oxysporum était l’agent majeur de cette fusariose dans toutes les régions de production du monde. Par ailleurs, il a été montré qu’il s’agissait d’un Fusarium non systémique et donc essentiellement limité à la lyse des cellules du cortex racinaire. Les premières analyses de diversité réalisées un peu partout dans le monde mais avec des échantillonnages très variables, relatent des situations très différentes, très hétérogène dans l’Océan indien et en Indonésie et, en a priori, beaucoup plus monomorphe à Raiatea. L’ensemble de ces études doivent amener, progressivement, à définir un cahier de recommandations pour la conduite de la vanille dans des conditions limitantes de risques de fusariose

Fusarium oxysporum f. sp. radicis-vanillae is the causal agent of root and stem rot of vanilla

International audienceRoot and stem rot (RSR) is a very detrimental disease of vanilla worldwide. Fusarium oxysporum is frequently associated with the disease but other Fusarium species are also reported. In this international study, 52 vanilla plots were surveyed in three of the most important vanilla producing countries (Madagascar, Reunion Island and French Polynesia) in order to determine the aetiology of RSR disease. Subsets from the 377 single-spored Fusarium isolates recovered from rotten roots and stems in the surveys were characterized by molecular genotyping (EF1α and IGS gene sequences) and pathogenicity assays on Vanilla planifolia and V. ×tahitensis, the two commercially grown vanilla species. Fusarium oxysporum was shown to be the principal species responsible for the disease, representing 79% of the isolates recovered from the RSR tissues, 40% of which induced severe symptoms on inoculated plantlets. Fusarium oxysporum isolates were highly polyphyletic regardless of geographic origin or pathogenicity. Fusarium solani, found in 15% of the samples and inducing only mild symptoms on plantlets, was considered a secondary pathogen of vanilla. Three additional Fusarium species were occasionally isolated in the study (F. proliferatum, F. concentricum and F. mangiferae) but were nonpathogenic. Histopathological preparations observed in wide field and multiphoton microscopy showed that F. oxysporum penetrated the root hair region of roots, then invaded the cortical cells where it induced necrosis in both V. planifolia and V. ×tahitensis. The hyphae never invaded the root vascular system up to 9 days post-inoculation. As a whole, the data demonstrated that RSR of vanilla is present worldwide and that its causal agent should be named F. oxysporum f. sp. radicis-vanillae. (Résumé d'auteur