Plant parasitic nematodes are pests that cause significant economic losses. Due to ineffective chemical protection and its environmental demands, new ways of protection against the aforementioned nematodes are being developed. Nematophagous fungi studied in this thesis seem to be one of the possible ways of biological protection. Their effectiveness, however, is not entirely clear, because the slide culture of the surveyed fungi species (Dactylella oviparasitica, Lecanicillium muscarium Pleurotus ostreatus, Stropharia rugosoannulata, and a mixture of Arthrobotrys oligospora isolates, isolates A. oligospora A5/10 and A10/10, and the Gliorex preparation containing conidia Clonostachys rosea and Trichoderma harzianum) proved as effective organisms in regulating the beet cyst nematode (Heterodera schachtii), as all species showed a statistically significant difference in mortality of the hatched J2 larvae compared to the control variant. The pot experiment, however, showed no statistically significant difference in reducing the number of cysts, and in the species Dactylellaoviparasitica and a mixture of Arthrobotrysoligospora isolates, the number of cysts increased in comparison with the control variant. In practice, this method of protection is not sufficiently reliable, and it is necessary to continue the research before its possible introduction into practice.

Investigation of the host-parasite relationship between oilseed rape, Heterodera cruciferae and H. schachtii has shown that the rate of hatching, development and reproduction is strongly influenced by temperature, two possible generations occurring on an autumn-sown crop. H.schachtii preferred warmer temperatures, hatched and reproduced more than H. cruciferae. Comparisons between newly-formed eggs in cysts and egg sacs showed that their different hatching responses were related to their physiology; cyst-bound eggs hatched poorly whereas juveniles hatched readily from egg sacs and facilitated the early establishment of a second generation. Multiplication of both species varied greatly between cultivars and differences in hatching and multiplication were attributed to the effects of plant growth and intrinsic differences between cultivars. Plant age influenced the hatching activity of root diffusates and nematode development. Multiplication rates of single and mixed species populations declined with increaSing initial population density indicating that intraspecific competition and root damage limited population growth. Nematodes multiplied synergistically in concomitant infestations suggesting that interspecific competition was less important. In a damage assessment test, root and shoot growth of nematodeinfested plants was reduced and the increased accumulation of calcium in their shoots indicated that they used water less efficiently than uninfested plants. These effects were density-dependent and H.schachtii was more damaging than H.cruciferae. Tolerance to nematode attack was attributed to good root establishment. The rate of decline of H.cruciferae populations varied with time, soil depth and between populations; low soil moisture and temperature favouring nematode survival. The role of weeds as ~maintainer hosts' of H.cruciferae was assessed but considered negligible. Nematode population dynamics were simulated using a computer model. Population densities fluctuated considerably under typical crop rotations but large populations had generally declined to less damaging levels before a host was cropped again. It was indicated that a long run of non-hosts or nematicide use would achieve better control of H.schachtii than H.cruciferae.

Seit 1998 ist erstmals eine gegen Heterodera schachtii resistente Zuckerrübensorte in Deutschland zugelassen. Diese wurde in einem dreijährigen Versuchsprogramm (1998-2000) an vier Standorten in unterschiedlichen Regionen Deutschlands angebaut, um methodische Fragen sowie die Auswirkung auf die Nematodenpopulation zu untersuchen. Unter Nematodenbefall reagierte die resistente Zuckerrübe mit einer konstanten Ertragsleistung, war also tolerant. Auf den vier Standorten kam es unter der resistenten Sorte zu keiner bzw. nur geringer Nematodenvermehrung.Die Resistenz der Sorte wurde im Biotest anhand der Transmissionsrate beurteilt. Auf 92-95 % der Pflanzen aus der Versuchssorte wurde das Resistenzgen übertragen, lediglich ein geringer Anteil von 5-8 % war anfällig. In Feldversuchen wurden die unter kontrollierten Bedingungen ermittelten Übertragungsraten nur teilweise bestätigt; zufällig bedingte Varianzen waren möglicherweise die Ursache.Um abgesicherte Aussagen über das Resistenz- und Toleranzniveau der Versuchssorte zu erhalten, muss ein Mindestaufwand bei den Untersuchungen eingehalten werden (Mischprobe aus 40 Bodeneinstichen je Parzelle von ca. 10 m2 Größe, davon ist ca. 1,8 kg Boden zu untersuchen). Auf dieser Basis können das Ertragsniveau der Sorte und ihre Auswirkung auf die Nematodenpopulation mit Hilfe von Regressionskurven beschrieben werden. Wenn dieser Aufwand aus ökonomischen Gründen nicht möglich ist, erscheint eine Reduzierung auf 900 g Boden noch vertretbar, führt allerdings zu verringerter Aussagesicherheit.Die Resistenz hatte keinen Einfluss auf die Anzahl der in die Wurzeln ein- bzw. ausgewanderten Larven. An den resistenten Zuckerrüben entwickelten sich mehrheitlich Männchen aber kaum Weibchen. Der Resistenzmechanismus beeinflusst also die geschlechtliche Entwicklung des Nematoden. Allerdings war eine erhöhte Männchenanzahl an resistenten Zuckerrüben nicht nachweisbar. Der Resistenzmechanismus führt wahrscheinlich zu einer frühzeitigen Stagnation weiblicher Larven. Der Einfluss eines mehrmaligen Anbaus einer resistenten Sorte auf das Potenzial pilzlicher Nematodenantagonisten im Boden wurde bei fünfmaligem Anbau der Sorte auf demselben Boden untersucht (zweimal Beprobung aus Feld- und dreimal aus Gewächshausanbau). Dabei lag die Parasitierungsrate der Nematodeneier in Feldböden bei der resistenten Sorte deutlich niedriger als bei anfälligen Zuckerrüben. Diese Beeinträchtigung pilzlicher Eiparasiten hat lediglich einen vorübergehenden Charakter, da die Raten nach erneutem Anbau anfälliger Pflanzen wieder ansteigen. Die absolute Anzahl parasitierter Eier und Larven war mit der Populationsdichte des Nematoden positiv korreliert; vermutlich werden pilzliche Eiparasiten durch ein erhöhtes Nahrungsangebot gefördert.

La gestion durable des variétés génétiquement résistantes aux pathogènes des cultures nécessite de tenir compte de leurs capacités évolutives. Celles-ci découlent de leur histoire évolutive et de la dynamique actuelle de leurs populations qui peut être modifiée par les activités humaines inhérentes au milieu agricole. La description et l’évaluation des capacités évolutives d’un pathogène ne sont donc possibles que sur des populations issues d’environnements non soumis à des perturbations d’origine anthropique. Les objectifs de ce travail sont donc (1) de reconstruire les histoires évolutives de deux nématodes à kystes, Heterodera schachtii et Heterodera betae et de leur hôte sauvage commun, Beta vulgaris ssp. maritima, à partir de populations sauvages distribuées sur le littoral du sud de l’Espagne à la Suède ; (2) de décrire, à une échelle plus fine, le fonctionnement et la structure génétique de populations sauvages d’H. schachtii.Nos résultats montrent que la colonisation de la côte Atlantique par les deux nématodes a probablement été influencée par les fluctuations climatiques survenues depuis le dernier Maximum Glaciaire et les courants marins. Les patrons phylogéographiques observés entre H. schachtii et la plante suggèrent des histoires évolutives disjointes contrairement à ceux observés chez H. betae. A fine échelle spatiale, les populations d’H. schachtii sont isolées entre elles, structurées à l’échelle de la plante hôte et présentent de petites tailles efficaces. Ces résultats sont discutés dans le contexte général de la protection des cultures. / The sustainable management of genetic resistances to crop pathogens needs to consider their evolutionary potential. The evolutionary potential results both from the evolutionary history and the current population dynamics of pathogens, which can be affected by human activities occurring in agro-ecosystems. Therefore, they should be described and evaluated on wild pathogen populations free of human-mediated disturbances. The aim of this work is twofold (1) assessing the evolutionary history of two cysts nematodes, Heterodera schachtii and Heterodera betae, and their common wild host, Beta vulgaris ssp. maritima, in wild populations sampled on the coast from the South of Spain to Sweden; (2) investigating at a fine spatial scale the population genetic structure of H. schachtii .Results show that the colonization of the Atlantic coastline by the two nematodes was probably influenced by climatic fluctuations occurring since the Last Glacial Maximum, along with marine currents. Phylogeographical patterns of H. schachtii and the host-plant suggest a non-shared evolutionary history, which contrasts with the coastal recolonization of Europe observed in H. betae. The fine-scale study evidenced that wild populations of H. schachtii are genetically sub-structured at the level of the host plant, strongly isolated and characterized by small effective population sizes. All these results are discussed in the framework of the sustainable management of nematodes populations in cultivated fields.

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