Th. doct.-ing.--Paris 7, 1977.

L'introduction d'espèces exotiques dans un nouvel environnement constitue l'une des principales causes d'émergence d'agents pathogènes des plantes, à l'origine d'invasions biologiques. C'est le cas de la pourriture brune des cabosses causée par Phytophthora megakarya, à la suite de l'introduction du cacaoyer en Afrique. Cet agent pathogène est endémique à l'Afrique et l'hypothèse la plus probable est celle d'un saut d'hôte à partir d'une plante native africaine. Dans le but de réaliser une étude populationnelle et d'identifier son centre d'origine, nous avons mis au point 12 marqueurs microsatellites. Un total de 727 souches anciennes et récentes, provenant de toute la zone de production cacaoyère en Afrique (Cameroun, Gabon, Sao-Tomé, Nigeria, Togo, Ghana et Côte d'Ivoire) a été analysé. Un mode de reproduction de type clonal a été mis en évidence dans l'ensemble des zones étudiées. Des méthodes de structuration et d'assignation ont permis d'identifier 5 groupes génétiques : 3 groupes Afrique Centrale (AC1, AC2 et AC3), un groupe Afrique de l'Ouest (AO) et un groupe hybride (MC) au Cameroun. Les 5 groupes étaient représentés au Cameroun, suggérant une origine camerounaise de P. megakarya. Au Cameroun, 3 zones géographiques ont montré une forte diversité génétique, mais la zone Ouest qui abrite les zones refuge à Sterculiacées et où ont été implantées les premières cacaoyères serait la zone d'origine et de diversification potentielle de P. megakarya. Le deuxième chapitre de la thèse a porté sur la dynamique spatio-temporelle de P. megakarya en champ, afin d'apporter des informations biologiques complémentaires sur la survie et la dispersion de l'agent pathogène. Une étude épidémiologique a ainsi été menée pendant 2 années consécutives dans 2 zones agroécologiques contrastées au Cameroun (savane et forêt). Les résultats ont montré une diminution significative de l'incidence de la pourriture brune entre les 2 années, en relation certainement avec une variable climatique. Une surdispersion de l'incidence de la maladie a été détectée à la fin de chaque campagne dans les 2 zones, mais l'analyse des semivariogrammes tout au long des 2 campagnes de production a mis en évidence une dépendance spatiale des arbres infectés dans la seule zone forestière. Des foyers d'infection ont été mis en évidence à travers l'analyse de cartes de distribution de la maladie au cours des 2 années successives (GéoStat-R). Nous avons par ailleurs étudié la variabilité génétique entre les souches du sol et celles isolées sur cabosses. Une plus grande diversité génétique a été trouvée dans le sol par rapport aux cabosses infectées, confirmant ainsi que le sol est bien la source d'inoculum primaire de P. megakarya. Mots-clés : Pourriture brune des cabosses, Phytophthora megakarya, émergence, centre d'origine, marqueurs microsatellites, méthodes d'assignation, reproduction clonale, dynamique spatio-temporelle, foyers d'infection. / The introduction of exotic species in a new environment is at the origin of most of the biological invasions. Black pod disease of cacao is an emerging disease caused by Phytophthora megakarya, since the introduction of the cacao in Africa. P. megakarya is endemic in Africa and had most likely emerged on cacao following a host jump from an African native plant. In order to achieve a population study and to identify the center of origin of this pathogen, we selected 12 novel microsatellite markers. A total of 727 strains from all the cacao production zones in Africa (Cameroon, Gabon, Sao-Tomé, Nigeria, Togo, Ghana and Ivory Coast) were analyzed. A clonal mode of reproduction was detected. Structuring and assignment analysis allowed us to identify 5 genetic groups: 3 groups in Central Africa (AC1, AC2 and AC3), one group western Africa (AO) and a hybrid group (MC) in Cameroon. The 5 groups were represented in Cameroon, suggesting a Cameroonian origin of P. megakarya. Three zones in Cameroon showed a strong genetic diversity, but the West would be the potential zone of origin and diversification of P. megakarya. The second chapter of the thesis concerned the spatiotemporal dynamics of P. megakarya in the field, in order to bring additional biological information on the survival and the dispersal of the pathogen. We conducted an epidemiological survey during 2 consecutive years in 2 agroécological zones in Cameroon (savanna and forest). The results showed a significant decrease of the incidence of the desease between 2 years, in relation certainly with a climatic variable. A overdispersion of the incidence of the disease was detected at the end of each campaign in the 2 zones, but the analysis of semivariogrammes throughout 2 production campaigns enlighted a spatial dependence of infected trees in the forest zone only. Infection hot spots were detected through the analysis of disease maps (GéoStat-R). The genetic variability of soil and infected pods isolates was assessed. A higher genetic diversity was found in the soil, suggesting that soil is the primary inoculums sources of P. megakarya. Key-words : Black pod disease, Phytophthora megakarya, emerging disease, center of origin, microsatellite markers, assignation analysis, clonal reproduction, spatiotemporal dynamics, infection hot spots.

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 Litimé / Cacao 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 movements

Resumé<p>La pourriture brune de la cabosse de Theobroma cacao L. induite par Phytophthora palmivora est un maladie qui à l’échelle mondiale, cause de sérieuses pertes dans les plantations de cacao. L'utilisation de fongicides est coûteuse et est nuisible pour l'environnement. L'utilisation de micro-organismes est une alternative écologique<p>attractive pour les producteurs. L’objectif de ce travail est d’isoler et de caractériser des rhizobactéries de T. cacao avec une activité antagoniste contre Phytophthora palmivora, l'agent causal de la pourriture des cabosses. Parmi les 127 rhizobactéries isolés, trois isolats CP07, CP24 et CP30, identifiées comme Pseudomonas chlororaphis, ont montré une activité<p>antagoniste in vitro et in vivo contre P. palmivora. <p>La production d'enzymes lytiques, de sidérophores, de biosurfactants et d’HCN, ainsi que la détection de gènes codant pour des antibiotiques, la formation de biofilm et la mobilité des bactéries ont également été évalués pour les trois souches de rhizobactérie.<p>Le séquençage du génome de CP07 a confirmé la présence de gènes codant pour trois types de sidérophores, d’HCN, de phénazines et de biosurfactants de la famille de la viscosine, notamment. Un mutant de CP07 déficient dans la production viscosine a été généré et les études effectuées sur ce mutant indiquent que ce bio-tensioactif particulier est essentiel à la fois pour la mobilité bactérienne et pour la formation de biofilm, mais pas pour l'antagonisme in vitro contre Phytophthora, bien qu'il puisse contribuer à la bioprotection de T. cacao.<p>Cette étude fournit une base théorique pour l'utilisation potentielle de P. chlororaphis<p>CP07 comme un agent de lutte biologique pour la protection des plantes de cacao contre l'infection par P. palmivora.<p><p><p>Abstract<p>The black pod rot in Theobroma cacao L. is a major problem worldwide and in Cuba, is<p>one of the most important diseases. The use of chemical fungicides is expensive and<p>harmful to the environment. The use of microorganisms is an environmentally<p>attractive alternative for producers. In this work, fluorescent Pseudomonas strains were<p>isolated from cocoa rhizosphère. The in vitro antagonistic activity and bioprotection<p>against Phytophthora palmivora (Butler) was evaluated. Three strains with in vitro<p>antagonistic activity and bioprotection, CP07, CP24 and CP30, belonging to the species Pseudomonas chlororaphis, were obtained. P. chlororaphis CP07 was highlighted for the best behavior in vitro and in vivo. P. chlororaphis CP07 produces siderophores, HCN,<p>biosurfactants, exoproteases, lipases and motility (swarming and twitching). Genome<p>sequencing confirmed the presence of genes encoding three types of siderophores, HCN, phenazines, the biosurfactant viscosin, and exoproteases, among others. A mutant impaired in biosurfactant production was constructed. When the mutant was characterized, it was evident that the biosurfactant was not involved in the antagonistic effect in vitro against P. palmivora Mab1, although it is crucial to the motility and the ability to form biofilms. P. chlororaphis CP07 was selected as a potential biological control agent against Phytophthora. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

L'accroissement des concentrations atmosphériques de gaz à effet de serre est la cause d'importants changements climatiques. La présente étude visait à évaluer la séquestration du carbone dans trois systèmes agraires au Costa Rica. Cinq traitements ont été comparés : jachère jeune faisant partie d'un cycle d'agriculture migratoire, jachère âgée, système agroforestier (SAF) de cacaoyers sous ombrage mono-spécifique de Cordia alliodora, SAF de cacaoyers sous ombrage multi-spécifique et SAF de bananiers sous ombrage multispécifique. L'analyse démontre que les SAF de cacaoyers emmagasinent une quantité supérieure de carbone comparativement aux autres traitements. Environ 58 % du carbone total présent dans les unités expérimentales se retrouve dans le sol. Les arbres d'ombrage et les cacaoyers ont contribué à la majeure partie du carbone aérien vivant, soit 85 % en moyenne. Il ressort de cette étude que les SAF de cacaoyers sous ombrage constituent une solution de rechange avantageuse au système d'agriculture migratoire.