Les recherches sur la lutte biologique (ou biocontrôle) par utilisation de micro-organismes connaissent un essor remarquable, les applications au champ étant cependant encore limitées en raison des variations d’efficacité dans la protection des plantes. Celles-ci sont souvent imputées à la non persistance des agents de biocontrôle dans la rhizosphère ou sur le végétal qu’ils sont censés protéger. Afin de réduire ce risque, une solution consiste à utiliser des micro-organismes isolés du végétal que l’on souhaite protéger. Dans le cadre de cette thèse, Pythium oligandrum, un oomycète colonisateur de la rhizosphère de nombreuses plantes dont la vigne, a été étudié pour lutter contre l’esca, une maladie du bois de la vigne pour laquelle il n’existe actuellement aucune méthode de lutte disponible. Des souches de P. oligandrum ont été isolées de la rhizosphère de ceps cultivés dans 3 régions viticoles (12 vignobles) du Bordelais présentant des sols variés : argilo-calcaire, sable-graveleux et graveleux. Les analyses des communautés fongiques et bactériennes obtenues par empreinte moléculaire (Single Strand Conformation Polymorphism) ont montré que, contrairement aux bactéries, les espèces fongiques différaient selon les régions. Des Pythium spp. aux oospores échinulées ont été isolées à partir des racines des ceps échantillonnés, avec une prédominance de P. oligandrum (séquençage de la région ITS). L’analyse des séquences des gènes codant pour le cytochrome oxydase I et une tubuline a permis de constituer 3 groupes de souches. Le séquençage d’autres gènes codant pour des protéines « élicitines-like » a indiqué que chaque souche présentait au moins un gène codant pour chacun des 2 types d’éliciteurs de P. oligandrum : l’oligandrine et les protéines de la paroi cellulaire (CWPs). Il apparaît que le type de sol et la microflore associée à la rhizosphère n’exerceraient pas une influence suffisante pour que la structure génétique des populations de P. oligandrum soient associées à un contexte tellurique particulier. En revanche, le type de porte-greffe et la méthode de désherbage (chimique ou mécanique) pourraient avoir une incidence sur la colonisation racinaire par P. oligandrum. Les relations entre P. oligandrum et les racines de la vigne ont été étudiées par analyse transcriptomique (microarray Vitis vinifera de 29 549 gènes). Les résultats obtenus montrent que de jeunes plants de vigne ont répondu à la colonisation racinaire par P. oligandrum en modifiant l’expression de gènes intervenant dans plusieurs voies métaboliques. Deux aspects a priori opposés ont été observés : P. oligandrum serait perçu comme (1) un agresseur contre lequel la plante a mis en place des réactions de défense mais en même temps, comme (2) un micro-organisme symbiotique car un certain nombre de modifications transcriptionnelles étaient similaires à celles reportées dans les interactions rhyzosphèriques symbiotiques (e.g. forte stimulation de gènes codant pour des subtilases). Un essai visant à induire chez la vigne une protection contre un champignon pathogène impliqué dans l’esca, Phaeomoniella chlamydospora, grâce à P. oligandrum, a été réalisé. La colonisation des racines par P. oligandrum a été associée à une réduction de la longueur des nécroses dues à P. chlamydospora. En adéquation avec ce résultat, l’analyse transcriptomique par RT-PCRq et microarrays a montré une surexpression de la voie de l’éthylène. Plusieurs gènes spécifiquement induits constitueraient des marqueurs de résistance qu’il conviendra de valider lors de prochaines expérimentations. / Biocontrol research based on the use of microorganisms is expanding very rapidly. However, the use of such bioncontrol agents is still too inconsistent to effectively protect plants in field applications. This phenomenon is often attributed to the non-persistence of biocontrol agents in the rhizosphere or on the plants. In order to reduce the risk of this happening, one solution consists in using microorganisms that are isolated from the plants needing protection. In this thesis, an oomycete called Pythium oligandrum, which colonizes the rhizosphere of many plants, including grapevine, was assessed for the control of esca, a grapevine trunk disease for which no control method is currently available. P. oligandrum strains have been isolated from the rhizosphere of vines cultivated in 3 wine-growing regions (12 grapevines) of Bordeaux with different types of soil: stony-sandy, silty and stony. Analyses of fungal and bacterial communities using a molecular fingerprinting method (Single Strand Conformation Polymorphism) showed that, unlike bacteria, the fungal species varied according to the sampling region. Roots of all the vines sampled were colonized by echinulated-oospore Pythium spp., with P. oligandrum strains predominating. Phylogenetic analyses based on the genes encoding the cytochrome oxidase I and one tubulin allowed these strains to be clustered into three groups. The sequencing of the elicitin-like genes, whose proteins are key components in inducing systemic resistance in plants, showed that each strain held at least one gene encoding for each of the two kinds of P. oligandrum elicitors (i.e. oligandrin and Cell Wall Proteins). Sequencing and molecular fingerprinting analyses showed thus that the type of soil and the rhizosphere microbiota did not shape the population structure of P. oligandrum. However, other factors such as the different kinds of rootstock and weeding management can also have an influence on the root colonization by P. oligandrum. The relationship between P. oligandrum and grapevine was studied using a transcriptomic approach (microarray Vitis vinifera, 29 549 genes). The results highlighted the modifications induced by young vines in response to P. oligandrum root colonization, in the genetic expression of several genes belonging to different metabolic pathways. Two aspects, that are usually opposed, were observed: P. oligandrum was perceived by the plant either (i) as a pathogen because certain defence reactions were triggered (e.g. calcium signalling, resistance genes, abscissic acid metabolism) or as (ii) a symbiotic microorganism since several transcriptional changes were similar to those reported in symbiotic interactions (e.g. induction of subtilase genes). An assay aimed at protecting grapevine against a pathogenic fungus involved in esca, and known to be responsible for wood necrosis, i.e. Phaeomoniella chlamydospora, was carried out. The root colonization by P. oligandrum was associated with a reduction in the length of necroses. In line with this result, transcriptomic analyses by microarrays and RT-qPCR showed overexpression of several genes, particularly those of the ethylene pathway. Some of these induced genes could be thus used as resistance markers, but this needs to be validated in further experiments.

Contre la pourriture grise et les maladies du bois (MdBs), qui sont des maladies cryptogamiques majeures de la vigne, la lutte biologique a un potentiel de développement considérable dans le contexte actuel de réduction des intrants chimiques en viticulture.L’objectif de cette thèse est de sélectionner et d'étudier des souches bactériennes antagonistes de Botrytis cinerea (Pourriture grise) et de deux champignons pathogènes clefs liés aux MdBs: Phaeomoniella chlamydospora et Neofusicoccum parvum. Les expériences de screening principales sont réalisées in vivo et in planta sur 46 souches bactériennes isolées dans le vignoble bordelais. Le niveau de protection par les souches antagonistes dépend significativement de la souche bactérienne, de l’espèce de champignon pathogène ciblée, du tissu ou organe végétal hôte, mais aussi pour N. parvum, du mode d’application de la souche bactérienne et, pour B. cinerea, du génotype lié aux transposons : transposa ou vacuma.Une réduction significative de 40 à 64% de la taille des nécroses dues à P. chlamydospora et/ou N. parvum est induite par trois souches bactériennes Pantoea agglomerans (S1), Paenibacillus sp. (S19) et Bacillus pumilus (S32) sur des boutures de vigne non greffées. Ces souches ont fait l'objet d'investigations approfondies pour déterminer leurs principaux modes d’action : Antibiose, production de composés volatils qui ont été identifiés et/ou induction de différents gènes de défense de la vigne.Concernant B. cinerea, les souches Enterobacter cowanii (S22), Enterobacter sp. (S23), Bacillus ginsengihumi (S38) et Bacillus sp. (S43, S46) présentent un pouvoir antagoniste important par production de composés volatils et diffusibles anti-Botrytis, ainsi que par compétition pour les nutriments par E. cowanii (S22). / Biological control of gray mold and grapevine trunk diseases (GTDs), which are major fungal diseases of grapevine, has a considerable potential development in the current context of reduction of chemical input in viticulture.The aim of this study was to select and study bacterial strains for antagonism against Botrytis cinerea, the causal agent of gray mold, and two key pathogens involved in GTDs: Phaeomoniella chlamydospora and Neofusicoccum parvum. The main screening experiments for antagonistic activity of 46 bacterial strains, isolated from Bordeaux vineyards, have been carried out under different in vivo and in planta conditions. The efficacy of protection by the antagonistic strains significantly depended on the bacterial strain, the targeted pathogen species, the host plant tissue or organ and, for N. parvum, also on the application mode of the bacterial strain and, for B. cinerea, on the transposon genotype: transposa or vacuma.A significant reduction in length of necrosis due to P. chlamydospora and/or N. parvum, ranging between 40 and 64% in non-grafted vine cuttings, resulted from three bacterial strains: Pantoea agglomerans (S1), Paenibacillus sp. (S19) and Bacillus pumilus (S32). These strains were thoroughly further investigated to determine their major modes of action by i) Antibiosis ii) production of antifungal volatile organic compounds, which have been identified, and/or iii) induction of different grapevine defense genes. Concerning B. cinerea, Enterobacter cowanii (S22), Enterobacter sp. (S23) Bacillus ginsengihumi (S38), Bacillus sp. (S43, S46) were of prime importance in the biocontrol by producing anti-Botrytis volatile and diffusible compounds or by competing for nutrients (case of E. cowanii S22).

L’esca est une maladie du bois de la vigne complexe et mal connue, contre laquelle aucun moyen de lutte efficace n’existe à ce jour. Ce travail s’est concentré sur les interactions précoces entre Vitis vinifera L. et les champignons associés au « young esca » P. chlamydospora et P. aleophilum dans deux types de tissus lignifiés : l’entre-nœud et le nœud (modèle plaie de taille). La colonisation 6 et 12 semaines après traitement des souches transformées P. aleophilum::gfp7 et P. chlamydospora::gfp1 a été observée. Les deux espèces coloniseraient différents tissus dans les premières semaines suivant l’infection. Les fibres du xylème constitueraient un tissu essentiel lors de l’interaction précoce entre P. aleophilum et la vigne, tandis que P. chlamydospora::gfp1 a seulement colonisé les vaisseaux du xylème après 12 semaines. Le bois de la vigne présenterait des réponses spécifiques à la présence de P. aleophilum 6 semaines après traitement, puis générales à la blessure 12 semaines après traitement, en microscopie. L’hypothèse de la spécificité de la réponse induite dans le bois de la vigne par ces deux espèces a été confirmée en étudiant l’expression de 11 gènes associés à la défense 10 h, 24 h, 48 h et 120 hpi. La réponse précoce du bois de la vigne serait spécifique suivant l’identité des pathogènes. Les tissus de l’entre-nœud ont été induits différemment par la blessure par rapport aux tissus dans la région nodale. Un modèle pour le criblage d’agents de biocontrôle ou d’éliciteurs contre l’esca en quelques mois en conditions de laboratoire a permis le développement d’un moyen de lutte durable et novateur, l’eau ozonée. L’eau ozonée présente des propriétés sporicides remarquables contre P. aleophilum in vitro. In planta l’application d’eau ozonée sur une blessure infectée en modèle plaie de taille a réduit de moitié la quantité de mycélium capable de se développer dans le bois 9 semaines après inoculation. / Esca is a complex pathosystem, poorly understood, affecting grapevine’s trunk. Currently there is not efficient tools to control esca disease. This study investigated early events between grapevine and fungi associated to young esca P. aleophilum and P. chlamydospora in two different woody tissues: at the internode and at the nodal (pruning wound model) levels. The colonization of transformed strains P. aleophilum::gfp7 and P. chlamydospora::gfp1 was observed 6 and 12 weeks post inoculation. Fungal species colonized different tissues during the first weeks of infection. Xylem fibres could be the key site of P. aleophilum-grapevine early interactions, whereas P. chlamydospora::gfp1 only colonized xylem vessels 12 weeks post inoculation. Grapevine wood may respond specifically to P. aleophilum after 6 weeks. This response seemed to be related to healing in microscopy, and thus aspecific 12 weeks post inoculation. The specificity of induced response in the wood of Vitis vinifera L. was confirmed by studying gene expressions of 11 defense-related genes 10 h, 24 h, 48 h and 120 hpi. The early response of woody tissues could be specific to pathogens identity in grapevine. Wounding damages induced defense-related genes differently according the tissues (internode vs node). A model for screening biological control agents or elicitors in laboratory conditions, within months, has been used to develop a sustainable and original control tool: ozonated water. Ozonated water presented remarkable sporicidal properties on P. aleophilum in vitro. Infected pruning wound treated with ozonated water reduced the P. aleophilum inoculum able to develop in the injured wood by a factor two 9 weeks post inoculation.

Las enfermedades de la madera se encuentran entre las patologías más dañinas que afectan al cultivo de la vid. El pie negro es una de las más destacadas, afectando a las plantas en vivero y en plantaciones jóvenes. Los agentes causales están incluidos dentro de los géneros Campylocarpon, ¿Cylindrocarpon¿, Cylindrocladiella e Ilyonectria. Éstos se caracterizan por ser habitantes del suelo y, se ha demostrado que permanecen en él, infectando al material de propagación cultivado en campos de vivero. La presencia de hongos asociados al pie negro en vivero, así como sus fuentes potenciales de inóculo en suelos de vivero y de viñedos comerciales, no han sido nunca estudiados en España. En este sentido, el objetivo de esta Tesis ha sido estudiar la epidemiología de hongos que causan el pie negro de la vid en España. En primer lugar, las distintas fases del proceso viverístico se evaluaron como fuentes potenciales de inóculo de estos patógenos. Se tomaron muestras en cuatro fases del proceso de propagación de las que se extrajo el ADN, detectándose las especies causantes del pie negro de la vid mediante multiplex, nested PCR. En las fases estudiadas se detectaron I. liriodendri y el complejo I. macrodidyma. También se estudió la detección de especies de Ilyonectria en material de propagación de vid, antes y después de la fase de enraizamiento en campos de vivero, mediante técnicas de aislamiento y multiplex, nested PCR. Este estudio confirmó que el número de plantas infectadas con estos patógenos aumenta durante el proceso de enraizamiento en campos de vivero. Ilyonectria torresensis fue la única especie aislada de las plantas tras la inducción del callo. Sin embargo, las especies I. liriodendri, I. novozelandica e I. torresensis se aislaron frecuentemente tras el período de cultivo en campos de vivero. Respecto a la detección molecular, se detectaron un número elevado de muestras positivas en planta tras la inducción del callo y después del proceso de enraizamiento. Mediante el uso de cuatro técnicas diferentes, aislamiento fúngico a partir de raíces de plántulas de vid utilizadas como plantas trampa, aislamiento a partir de raíces de malas hierbas, multiplex, nested PCR y qPCR, se estudió el suelo de campos de plantas madre como fuente de inóculo de estos patógenos. De las raíces de plantas trampa se aislaron las especies I. alcacerensis, I. macrodidyma, I. novozelandica e I. torresensis. ¿Cylindrocarpon¿ macrodidymum fue la única especie aislada de las raíces de malas hierbas. En los análisis de suelos realizados mediante multiplex, nested PCR así como mediante qPCR se observó un elevado porcentaje de detección del complejo I. macrodidyma en muestras de ADN de suelo, mientras que el porcentaje de detección de I. liriodendri fue menor. Las mismas técnicas descritas para campos de plantas madre se utilizaron para estudiar los suelos de campos de vivero y de viñedos comerciales. Los resultados obtenidos en estos dos tipos de campos fueron similares a los obtenidos en campos de plantas madre. Finalmente, se estudió el efecto de la temperatura, pH y potencial osmótico (¿s) sobre el crecimiento miceliar, la esporulación y la producción de clamidosporas de ¿C.¿ liriodendri, ¿C.¿ macrodidymum y ¿C.¿ pauciseptatum, con el objetivo de mejorar el conocimiento de los factores que afectan al crecimiento, reproducción y supervivencia de estos patógenos. Todos los aislados estudiados crecieron en un rango de temperaturas comprendido entre 5 y 30ºC. Se observó crecimiento miceliar en un rango de pH comprendido entre 4 y 8. Respecto al efecto del ¿s, el crecimiento miceliar fue mejor en medio de cultivo PDA ajustado a -0,5, -1,0 y/o -2,0 MPa en comparación con el crecimiento miceliar observado en PDA sin ajustar a ningún ¿s (-0,3 MPA). La mayoría de los aislados de ¿Cylindrocarpon¿ esporularon a todas las temperaturas, pHs y valores de ¿s estudiados. En general, la producción de clamidosporas no se vio afectada por la temperatura, el pH y el ¿s. / Agustí Brisach, C. (2013). Studies on the epidemiology of black-foot disease of grapevine in Spain [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/27598

L'esca est un syndrome cryptogamique vasculaire de la vigne (Vitis vinifera). Une phase pionnière, sous la dépendance de Phaeoacremonium aleophilum (PA), Phaeomoniella chlamydospora (PC) et éventuellement de Eutypa lata (EL) permet la mise en place d'autres espèces. Depuis l'interdiction de l'arsénite de sodium, cette maladie n'est plus contrôlée.<br /> Nous avons étudié les propriétés de PA, PC et EL, en particulier l'impact sur leur croissance de fongicides commerciaux et de fongicides systémiques synthétisés au laboratoire, ainsi que de molécules naturelles. Ces pathogènes ne présentent pas la même sensibilité à ces molécules et l'un d'eux (PA) est peu affecté par divers traitements. En parallèle, nous avons étudié les propriétés d'ambimobilité de l'acide salicylique (AS) et de quelques-uns de ses dérivés halogénés.<br /> Nous avons montré que F 30, un dérivé acide du fenpiclonil, est mobile dans les boutures de vigne après application foliaire. Il est en partie retenu dans le bois et libère la molécule parent dans les racines. L'acide 5-chlorosalicylique (5-ClAS), connu pour être plus actif que AS pour stimuler les défenses naturelles, présente une mobilité voisine de celle de AS. Sur ces bases, F 30 et 5-ClAS ont été retenus pour des tests préliminaires de traitement par voie foliaire de boutures de vigne infectées.<br /> Cette recherche exploratoire souligne la complexité de la problématique, une lutte chimique (fongicide), génératrice de contraintes, devant s'intégrer dans une stratégie globale de contrôle.