27 janvier 2010

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Département fédéral de l'économie DFE

Station de recherche Agroscope Changins-Wädenswil ACW

27 janvier 2010

Mycorhizes de la vigne Quels avantages?

Katia Gindro

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Katia GINDRODr ès SciencesAgroscope Changins-Wädenswil ACW

Activité professionnelle• Chef du groupe de recherche en mycologie• Produit 15: Protection des végétaux en grandes cultures, vigne et horticulture• Biochimiste, spécialiste des mécanismes de défense naturelles de la vigne,

recherche d’alternatives aux fongicides, inducteurs des défenses naturelles, phytoalexines, mycotoxines, histologie des interactions entre la plantes et les champignons pathogènes, collection mycologique, sélection de vigne résistantes…

[email protected]

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AGROVINA 27 janvier 2010| Mycorhizes de la vigne: quels avantages? Katia Gindro

Mycorhizes?

• Symbiose entre plante et champignon filamenteux• Augmentation de la croissance de la plante• Influence sur la composition en espèces

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Mycorhizes?

• Echange de biens de consommation

• Flux d’éléments minéraux: phosphore, azote• Absorption, transfert de minéraux particuliers [zinc, cuivre, fer, potassium...]

• Augmentation de la surface de contact entre racines et sol: meilleure alimentation hydrique• Détoxification des sols: accumulation de métaux lourds [cadmium etc..]

• Protection phytosanitaire

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Mycorhizes?

• Echange de biens de consommation

• Flux d’éléments carbonés élaborés (sucres etc...)

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Mycorhizes?

• Associations entre plantes et champignons: 2 typesA) Ectomycorhizes: surtout sur espèces ligneuses• Dominant dans les forêts de conifères des régions boréales et alpines jusqu’aux

savanes• Le champignon pousse autour des racines (manteau = site de transfert des

nutriments) et ne pénètrent pas dans les cellules du cortex racinaire• 5’000 espèces de champignons recensées sur plus de 2’000 espèces végétales

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Mycorhizes?

B) Endomycorhizes• Le champignon pousse dans les cellules du cortex racinaire• 180 espèces de champignons recensées sur plus de 300’000 espèces

végétales, essentiellement plantes herbacées• Appelées MA: mycorhizes arbusculaires à grandes spores• Formation d’arbuscules = site de transfert de nutriments

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Questions ouvertes

Projet 1 initié par ACW• Y-a-t-il un moyen d’augmenter la résistance des jeunes

plants lors des premières étapes de production ? meilleure assimilation des minéraux, surface d’échange et d’absorption plus

importants

Projet 2 initié par ACW• Quel est le niveau de colonisation racinaire de la vigne dans

nos régions viticoles par des endomycorhizes ?• Ce dernier est-il en rapport avec le type de sol ?• Ce dernier est-il en rapport avec le mode de culture ?• Quelles influences sur le produit fini ?

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Projet 1

• Faiblesse des plantes lors des première étapes de production et d’établissement au champ

• Complexité écologique (communauté fongique)• Augmenter la santé de base des jeunes vignes, au moyen de

mycorhizes• Réaction plus rapide à des pathogènes et production plus

élevée des métabolites de défense naturels ?

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Projet 1

Trouver les endomycorhizes pouvant s’établir dans les racines de divers cépages efficacement

Inoculation en conditions contrôlées

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Projet 1

2 espèces d’endomycorhizes [Glomus, Piriformospora] ont montré un bon niveau de colonisation et la formation de structures différenciées dans les cellules racinaires de la vigne

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Projet 1

Zoom sur arbuscule de Glomus sur racines de Chasselas

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Projet 1

• Les expériences ont été réalisées sur Chasselas (barbues) greffé sur 3309, sur greffon seul et sur porte-greffe seul

• Une fois la symbiose établie, les plans colonisés ont été infectés avec Plasmopara viticola (mildiou de la vigne)

• Le potentiel de résistance naturel de la vigne a été évalué sur les plans colonisés en comparaison avec les plans non mycorhizés après attaque par le mildiou

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Projet 1

Les plans colonisés présentent une résistance beaucoup plus élevées au mildiou1: cas du Chasselas

sans avec

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Projet 1

Les plans colonisés présentent une résistance beaucoup plus élevées au mildiou2: cas du 3309

sans avec

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Projet 1

• Nécroses aux lieux des infections• Production de stilbènes toxiques, diminution très importante du développement du mildiou• Résultat biochimique novateur...

HO

OH

OH

HO

OCH3

OCH3

Glycosylation

Oxydation

Methylation ?

Pterostilbene Piceide

Resveratrol

viniferin viniferin

O

OH

OH

HO

OH

HO

OH

O-Glucose

O

OH

HO OH

OH

HO

HO

3 malonyl-CoA+ 1 coumaroyl CoA+ stilbene synthase

Peroxydases + dirigent proteins ?

OH

OH

OH

OH

OH

OHResveratrol

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Projet 1

• Etude des événements cellulaires et chimiques• Stabilité d’une telle réaction?• Etude sur d’autres cépages• Suivre en « laboratoire extérieur »

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Projet 2

Quel est le niveau de colonisation racinaire de la vigne par des endomycorhizes dans nos régions viticoles ?• Ce dernier est-il en rapport avec le type de sol ?• Ce dernier est-il en rapport avec le mode de culture ?• Quelles influences sur le produit fini ?

Ce projet a été initié en septembre 2009: résultats préliminaires sur Chasselas (porte-greffe: 3309)

Les 3 régions ont été choisies en fonction du type de sol• Changins: moraine de fond compacte, calcisol (réserve hydrique limitée)• Pully: colluviosol de bas de pente (sol très fertile)• Leytron: peyrosol calcaire, très caillouteux, peu de matière organique

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Projet 2

Changins

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Projet 2

Leytron

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Projet 2

• Profil racinaire• Prélèvement de racines à différents étages• Préparation des échantillons

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Projet 2

• Analyses par empreintes génétiques• Reconnaissance effectuée sur les racines elles-mêmes• Analyse de la diversité et du taux de colonisation à chaque étage

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Projet 2

• Premiers résultats:

• Présence de ces endomycorhizes dans les trois types de sol et à tous les étages, jusqu’à plus d’un mètre de profondeur

• Grande diversité biologique de ces champignons dans un même profile

• Etage intermédiaire: le plus riche (30 à 60 cm de profond)

• Taux de colonisation pas identique selon le type de sols

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Projet 2

• Quel intérêt?

• La diversité biologique de ces champignons peut provoquer des effets très différents sur la croissance et le développement de la plante

• Le type de sol a une influence importante sur les caractéristiques du vin.......• Quel est le lien avec la communauté mycorhizienne?• Cette dernière est-elle stable et spécifique à un terroir viticole donné?

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