THESE DE DOCTORAT EN MICROBIOLOGIE - univ-oran1.dzTableau 02. La production annuelle de tomate par pays en milliers de tonnes .....p09 Tableau 03. Les principales maladies fongiques

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE

UNIVERSITE D’ORAN 1 Ahmed BEN BELLA

Année universitaire 2016/2017

FACULTE DES SCIENCES DE LA NATURE ET DE LA VIE

DEPARTEMENT DE BIOLOGIE

LABORATOIRE DE MICROBIOLOGIE APPLIQUEE

THESE DE DOCTORAT EN MICROBIOLOGIE

Intitulée

Présentée par:

Mr SI MOHAMMED Abdesselem

Devant les membres de jury :

Président : Mr KIHAL M. Professeur (Université d’Oran 1 Ahmed BEN BELLA)

Encadreur : Mme HAMINI N. Maître de conférences A (Université d’Oran 1 Ahmed BEN BELLA)

Examinateur : Mme SADKI K. Professeur (Université d’Oran 1 Ahmed BEN BELLA)

Examinateur : Mr BENALI M. Professeur (Université Djillali Liabes de Sidi Bel Abbès)

Examinateur : Mr YOUCEF BENKADA M. Professeur (Université Abdelhamid Ibn Badis de Mostaganem)

Examinateur : Mr BEKADA A.M.A. Professeur (Centre universitaire El Wancharissi de Tissemsilt)

Caractérisation et lutte biologique vis-à-vis de Fusarium oxysporum

SOLOTextboxTHESE DE DOCTORAT ES SCIENCES

OPTION : MICROBIOLOGIE

Résumé

Fusarium oxysporum est un champignon tellurique ayant une grande diversité

génétique, écologique et une pathogénicité vis-à-vis des espèces végétales cultivées à intérêt

économique. En effet certaines souches pathogènes de F. oxysporum sont responsables de

maladies telles que la flétrissure et la pourriture des racines et du collet chez des plantes hôtes.

Deux formes spéciales sont inféodées à la tomate : F. oxysporum f.sp. lycopersici (FOL)

responsable de la flétrissure fusarienne et F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici (FORL)

responsable de la pourriture des racines et du collet.

Cette étude concerne 27 souches isolées à partir des tiges, des racines et des collets de

plantes de tomate infectées. Les isolats ont été identifiés à l’aide de leurs caractères

morphologiques et du séquençage de leur facteur d’élongation 1-alpha (TEF) en se servant

des amorces ef1 et ef2 suivi d’une série de PCR pour déterminer la forme spéciale.

23 souches appartiennent à l’espèce Fusarium oxysporum, trois souches à l’espèce

Fusarium solani et une seule à l’espèce Fusarium redolens.

Des plantules de tomate ont été utilisées pour mettre en évidence la pathogénicité des

isolats. Le test du pouvoir pathogène a révélé que vingt deux isolats de F. oxysporum sont

pathogènes pour la tomate et ont causés des symptômes de pourriture des racines et du collet

typique de la forme spéciale F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici tandis qu’un isolat

initialement identifié comme étant un F. oxysporum n’a causé aucun symptôme et ainsi, il est

considéré comme non pathogène et par conséquent aucune forme spéciale ne peux lui

attribuée.

Enfin, le test in vitro de l’activité antifongique des huiles essentielles extraites à partir

des feuilles de Juniperus phoenicea avec un rendement de 0.21% a montré que tous les isolats

sont sensibles à ces huiles avec un taux d’inhibition proportionnel à la concentration.

Mots clés : Fusarium oxysporum, tomate, facteur d’élongation, PCR, pathogénicité, huiles

essentielles, Juniperus phoenicea.

Abstract

Fusarium oxysporum is an ubiquitous soil-borne fungus, having a high genetic and

ecological diversity with the potential to cause diseases of many crop species of economic

interest. Indeed, some strains of F. oxysporum known pathogens generate common diseases

such as wilting, root and crown rot on host plants. Two formae speciales are confined to the

tomato: F. oxysporum f.sp. lycopersici (FOL) causing Fusarium wilt, while F. oxysporum

f.sp. radicis-lycopersici (FORL) causes Fusarium crown and root rot.

The study included 27 strains isolated from the stems, crown and roots of infected

tomato plants; to confirm the identity of the fungus, the isolates were identified using analysis

based on morphological criteria and sequencing of the translation elongation factor 1-alpha

(TEF) gene using ef1 and ef2 primers followed by series of PCR to determine the forma

specialis. Twenty three strains belonged to F. oxysporum, three strains to F. solani, and one

strain to F. redolens.

Tomato seedlings were tested to confirm the pathogenicity of the isolates tested.

Pathogenicity test confirmed that twenty two Fusarium oxysporum isolates were pathogenic

on tomato and produced crown and root rot typical of F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici

forma specialis, while one strain initially identified as Fusarium oxysporum did not induce

disease symptoms and is considered as non-pathogenic. Additionally, no symptoms of

Fusarium wilt were observed at all; therefore no strains can be affiliated to F. oxysporum f.sp.

lycopersici forma specialis.

Finally, the in vitro test of the antifungal activity of essential oils extracted from the

leaves of Juniperus phoenicea with a yield of 0.21% showed that all isolates are sensitive to

these oils with an inhibition rate proportional to the concentration.

Keywords : Fusarium oxysporum, tomato, elongation factor, PCR, pathogenicity, essential

oils, Juniperus phoenicea.

الملخص

حىاجذا و انخً حخمٍض بخىىع وساثً و بٍئً كبٍشاألكثشمه انفطشٌبث انخشابٍت

. اقخصبدٌتأهمٍتقذسة عهى انخسبب فً أمشاض نهكثٍش مه انىببحبث انمضسوعت راث ببإلظبفت إنى ال

انجزوس عىذ انممشظت حسبب انزبىل و االظمحالل و حعفه بعط سالالث إن

.انىببحبث انخً حؤوٌهب

انخً حسبب : انطمبغم عشظت نشكهٍه مه هزي انسالنت

. انخً حسبب حعفه انجزوس انزبىل و االظمحالل و

حم ححذٌذ هىٌت حٍث مه سٍقبن و جزوس وببحبث غمبغم مصببتمسخخشجت سالنت 27هزي انذساست حخص

و انمششع انمششع بىاسطت أنفب- 1 انمىسفىنىجٍت و ححهٍم معبمم انخطبول انسالالث بىاسطت انخصبئص

. نهكشف عه شكم انسالالثحفبعم انبىنٍمٍشاص انمخسهسم ببإلظبفت إنى سهسهت مه

سالالث حىخمً نهىىع 3, نهىىع حبٍه أوهب حىخمً سالنت23

. بٍىمب سالنت واحذة حىخمً نهىىع

22 حبٍه مه خالل انىخبئج أنوببحبث انطمبغم اسخعمهج نهكشف عه انقذسة انممشظت نهسالالث حٍث

حسببج فً أعشاض حعف انجزوس انممٍضة نهشكم سالنت حىخمً نهىىع

انىىع نم حخسبب فً أي مه وفس بٍىمب حبٍه أن سالنت مه

.األعشاض و اعخبشث أوهب غٍش ممشظت

اخخببس انفعبنٍت انمعبدة نهفطشٌبث نهضٌج األسبسٍت نهعشعش انفٍىٍقً , أخٍشا

فعبنٍت انضٌج األسبسٍت عهى كم انسالالث ورنك بىسبت حثبٍػ مخضاٌذة مع صٌبدة ببنمئت بٍه0,21 بمشدود قذسي

. انخشكٍض

,حفبعم انبىنٍمٍشاص انمخسهسم ,معبمم انخطبول, انطمبغم , : الكلمات المفتاحية

.,انضٌج األسبسٍت, انقذسة انممشظت

Fusarium oxysporum

Fusarium oxysporum

F. oxysporum f.sp. lycopersici (FORL)

F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici (FORL)

EF1

EF2

Fusarium oxysporum Fusarium solani

Fusarium redolens

Fusarium oxysporum

F. oxysporum f.sp. radicis-lycopersici (FORL)

Juniperus phoenicea

Fusarium oxysporum

Juniperus phoenicea

Liste des abréviations

°C: degré Celsius

µL : microlitre

µm : micromètre

ADN : acide désoxyribonucléique

AFNOR : association française de normalisation

ANOVA : analyse de la variance

ATB : antibiotiques

BET : Bromure d'éthidium

bp : paire de bases

CLA : carnation leaf agar

cm : centimètre

EDS : eau distillée stérile

f.sp : forme spécial

FAO : Food and Agriculture Organization of the United Nations

FOL : Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici

FORL : Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici

g : gramme

HE : huile essentielle

MADR : Ministère de l'Agriculture et du Développement Rural

min : minute

mL : millilitre

MML : milieu minimum liquide

MEGA : Molecular Evolutionary Genetics Analysis

NCBI : National Center for Biotechnology Information

PCR : polymerase chain reaction( L'amplification en chaîne par polymérase)

PDA : Potato Dextrose Agar

PG1 : endo-polygalacturonase

PGX4 : exo-polygalacturonase

pH : potentiel Hydrogène

TE : Tris-EDTA

TEF : Translation elongation factor-1α

TI : taux d’inhibition

UV : ultra violet

https://fr.wikipedia.org/wiki/Bromure_d%27%C3%A9thidium

Liste des figures

Figure 01. Vue générale d’une plante de tomate arrivée à maturité ......................... p05

Figure 02. Les feuilles de tomate. ........................................................................... p06

Figure 03. La fleur de tomate .................................................................................. p06

Figure 04. Les fruits de tomate ............................................................................... p06

Figure 05. Les graines de tomate ............................................................................ p06

Figure 06. Jaunissement et flétrissement des feuilles basses .................................... p14

Figure 07. Coloration brun sombre visible en coupe longitudinale .......................... p14

Figure 08. Coloration brun sombre visible en coupe transversale ............................ p14

Figure 09. Chancre brun foncé du collet ................................................................. p15

Figure 10. Brunissement des vaisseaux des parties basses de la tige ........................ p15

Figure 11. Système racinaire réduit et pourri .......................................................... p15

Figure 12. Cycle de vie du Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici ........................... p24

Figure 13. La vue générale du Genévrier de Phénicie ............................................. p27

Figure 14. Les feuilles du Genévrier de Phénicie. ................................................... p27

Figure 15. Les fleurs du Genévrier de Phénicie ....................................................... p28

Figure 16. Les fruits du Genévrier de Phénicie ....................................................... p28

Figure 17. La localisation des régions d’échantillonnage sur carte .......................... p31

Figure 18. Isolement à partir des fragments de tige ................................................. p32

Figure 19. Isolement à partir des fragments de collets ............................................. p32

Figure 20. Isolement à partir des fragments de racines ............................................ p32

Figure 21. La technique des suspensions-dilutions .................................................. p34

Figure 22. La culture monospore ............................................................................ p36

Figure 23. La technique d'identification CLA ......................................................... p38

Figure 24. La carte de la région du TEF-1α amplifiée par les amorces EF1 et EF2. p40

Figure 25. La méthodologie choisie pour la caractérisation moléculaire des isolats p45

Figure 26. Les principales étapes du test du pouvoir pathogène. ............................. p48

Figure 27. Les feuilles séchées de Juniperus phoenicea ........................................... p50

Figure 28. L’hydrodistillateur de type Clevenger .................................................... p50

Figure 29. Les différentes concentrations testées .................................................... p52

Figure 30. Le dépôt du disque au centre de la boîte de Pétri. ................................... p52

Figure 31. La méthode de mesure des diamètres D1 et D2 ...................................... p52

Figure 32. Les monospores en germination ............................................................. p54

Figure 33. La culture pure à partir des monospores après incubation ....................... p54

Figure 34. La variabilité de la couleur du thalle ...................................................... p56

Figure 35. Les différentes structures produites par l’isolat IB1902 .......................... p57

Figure 36. Electrophorèse des produits de l’amplification du TEF .......................... p59

Figure 37. La séquence EF1 obtenue pour l’isolat IB19509 .................................... p60

Figure 38. L’assemblage des séquencee EF1 et EF2 pour l’isolat IB19509 ............. p61

Figure 39. Le résultat de la recherche sur la base de données Fusarium-ID ............. p64

Figure 40. Le résultat de la recherche sur la base de données NCBI ........................ p65

Figure 41. L’arbre phylogénétique montrant la relation entre les 27 isolats. ............ p66

Figure 42. Electrophorèse des produits de l’amplification des gènes pg1 et pgx4. ... p67

Figure 43. Electrophorèse des produits de l’amplification du gène SIX. .................. p67

Figure 44. Une plantule trempée dans du MML (plantule saine) ............................. p71

Figure 45. Les symptômes de pourriture des racines et du collet sur une plantule

inoculée avec l’isolat IB19502 ................................................................................ p72

Figure 46. Les symptômes de pourriture des racines et du collet ............................. p73

Figure 47. La pourriture totale du système racinaire et du collet d'une plantule

inoculée avec l'isolat IB19526 ................................................................................ p74

Figure 48. Les symptômes observés chez des plantules inoculées

avec les différents isolats ........................................................................................ p75

Figure 49. L'absence de symptômes chez la plantule inoculée par l'isolat IB19508 . p76

Figure 50. Le ré-isolement à partir des racines ........................................................ p77

Figure 51. Le ré-isolement à partir du collet ........................................................... p77

Figure 52. Le ré-isolement à partir des tiges ........................................................... p77

Figure 53. L’effet de l'HE de J. phoenica sur l'espèce F. redolens .......................... p82

Figure 54. L’effet de l'HE de J. phoenica sur l'espèce F. oxysporum ....................... p82

Figure 55. L’effet de l'HE de J. phoenica sur l'espèce F. solani .............................. p82

Liste des tableaux

Tableau 01. La valeur nutritionnelle moyenne pour 100 g de tomate crue ............... p07

Tableau 02. La production annuelle de tomate par pays en milliers de tonnes ......... p09

Tableau 03. Les principales maladies fongiques de la tomate .................................. p10

Tableau 04. La composition du master mix pour la PCR ......................................... p41



Tableau 07. Les différentes dilutions de l'huile essentielle ...................................... p51

Tableau 08. Les lieux, organes et années d’isolement ............................................. p55

Tableau 09. L’identité des isolats sur la base des séquences TEF ........................... p62

Tableau 10. Les résultats du test du pouvoir pathogène ........................................... p70

Tableau 11. Les différents taux d’inhibition de la croissance des isolats ................. p79

Tableau 12. Les moyennes des taux d’inhibition en fonction des concentrations ............ p80

Tableau 13. Les résultats du test ANOVA ............................................................. p80

TABLE DES MATIERES

Introduction ............................................................................................................ p01

CHAPITRE I : Etude Bibliographique

La plante hôte

1. L’origine de la tomate........................................................................................ p03

2. La description botanique .................................................................................... p03

2.1. Le feuillage ......................................................................................... p03

2.2. Les fleurs ............................................................................................ p03

2.3. Le fruit ................................................................................................ p04

2.4. La tige ................................................................................................. p04

2.5. La racine ............................................................................................. p04

2.6. Les graines .......................................................................................... p04

3. La position taxonomique ................................................................................... p04

4. La valeur nutritionnelle...................................................................................... p07

5. La culture de la tomate ...................................................................................... p08

5.1. La culture de la tomate dans le monde ................................................. p09

5.2. Les maladies de la tomate .................................................................... p09

La pathologie

1. La flétrissure fusarienne (Fusarium wilt) ........................................................... p11

1.1. Les symptômes externes de la maladie ................................................ p11

1.2. Les symptômes internes de la maladie ................................................. p12

2. La pourriture des racines et du collet (Fusarium crown and root rot) .................. p12

2.1. Les symptômes externes de la maladie ................................................ p12

2.2. Les symptômes internes de la maladie ................................................. p13

3. Les mécanismes de défense ............................................................................... p16

3.1. Les barrières mécaniques ..................................................................... p16

3.2. Les barrières biochimiques .................................................................. p16

3.2.1. Les polyphénoloxydases ....................................................... p16

3.2.2. Les phytoalexines.................................................................. p16

4. Les moyens de lutte ........................................................................................... p16

4.1. La lutte culturale ................................................................................. p16

4.2. La lutte physique ................................................................................. p17

4.3. La lutte chimique................................................................................. p17

4.4. La lutte intégrée .................................................................................. p18

4.5. La lutte biologique .............................................................................. p18

4.6. La lutte génétique ................................................................................ p19

Le pathogène

1. Généralités sur le genre Fusarium...................................................................... p20

2. Généralité sur l’espèce Fusarium oxysporum ..................................................... p21

3. Caractères culturaux de l’espèce F. oxysporum .................................................. p21

3.1. Caractères sur milieu CLA .................................................................. p21

3.2. Caractères sur milieu PDA ................................................................. p22

4. La pathogénicité, les formes spéciales et les races ............................................. p22

5. Le cycle de vie de F. oxysporum........................................................................ p23

6. La position taxonomique de l’espèce F. oxysporum .......................................... p25

La plante médicinale

1. L’origine du genévrier de Phénicie .................................................................... p26

2. La description botanique .................................................................................... p26

3. La position taxonomique ................................................................................... p26

4. La répartition du genévrier de Phénicie en Algérie ............................................. p29

5. L’intérêt économique et écologique ................................................................... p29

CHAPITRE II : Matériel et méthodes

1. L’isolement de l’agent pathogène ...................................................................... p30

1.1. L’isolement à partir des fragments de tiges .......................................... p30

I.2. L’isolement à partir des fragments de racines ....................................... p30

1.3. L’isolement à partir du sol ................................................................... p33

1.3.1. La technique directe .............................................................. p33

1.3.1.1. Les suspensions-dilutions (dilution plates) .............. p33

2. La purification ................................................................................................... p35

2.1. Le repiquage successif ......................................................................... p35

2.2. La culture monospore .......................................................................... p35

3. L’identification morphologique ......................................................................... p37

3.1. L’étude macroscopique ....................................................................... p37

3.2. L’étude microscopique ........................................................................ p37

4. L’identification moléculaire ............................................................................... p39

4.1. L’extraction de l’ADN ........................................................................ p39

4.2. L’identification de l’espèce F. oxysporum par le séquençage de la région

TEF-1α ..................................................................................................... p40

4.2.1. L’amplification par PCR de la région TEF-1α ....................... p40

4.2.1.1. Les séquences d’amorces utilisées........................... p40

4.2.1.2. Les conditions de la PCR ........................................ p41

4.2.1.3. Le programme d'amplification du thermocycleur .... p41

4.2.2. La vérification des produits de la PCR par électrophorèse sur gel

d’agarose ....................................................................................... p41

4.2.3. Le séquençage des produits de la PCR .................................. p41

4.3. L’identification de F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici .................. p42

4.3.1. L’amplification par PCR des séquences partielles des pg1 et

pgx4................................................................................................ p42


4.3.1.2. Les conditions de PCR ............................................ p43



d’agarose ....................................................................................... p43

4.4. L’identification de F. oxysporum f. sp. lycopersici .............................. p44

4.4.1. L’amplification par PCR du gène de la protéine SIX ............ p44


4.4.1.2. Les conditions de PCR ............................................ p44



d’agarose ....................................................................................... p45

5. Le test du pouvoir pathogène ............................................................................. p46

6. L’essai in vitro de la lutte biologique ................................................................. p49

6.1. La collecte de la plante médicinale ...................................................... p49

6.2. L’extraction des huiles essentielles ...................................................... p49

6.3. Le calcul du rendement ...................................................................... p49

6.4. Le test de l’activité antifongique ......................................................... p51

6.4.1. Préparation des témoins négatifs ........................................... p51

6.4.2 Test de l’activité antifongique ................................................ p51

CHAPITRE II : Résultats et discussion

1. L’identification morphologique des isolats ........................................................ p53


1.2. L’étude macroscopique ....................................................................... p53

1.3. L’étude microscopique ........................................................................ p53


2. L’identification moléculaire des isolats .............................................................. p58

2.1. L’amplification par PCR de la région TEF-1α ..................................... p58

2.2. Le séquençage des amplicons obtenus ................................................. p58

2.3. L’arbre phylogénétique des souches identifiées ................................... p63

2.4. L’identification de la forme spéciale .................................................... p63

2.4.1. L’identification de la forme spéciale radicis-lycopersici ........ p63

2.4.2. L’identification de la forme spéciale lycopersici .................... p63

3. Le test du pouvoir pathogène ............................................................................. p68

4. L’essai in vitro de la lutte biologique ................................................................. p78

4.1. L’extraction des huiles essentielles ...................................................... p78

4.2. Le test de l’activité antifongique .......................................................... p78

4.3. L’analyse statistique ........................................................................... p80

Conclusion et perspectives .................................................................................... p83

Références Bibliographiques

Annexe 01

Annexe 02

Introduction

1

Les micro-organismes sont des êtres vivants microscopiques capables de vivre dans

différents milieux tels que l’eau, l’air et le sol. Ils développent des interactions avec leur

environnement et forment de véritables écosystèmes.

Le sol est le milieu favorable ou prolifère la grande majorité des microorganismes

avec une concentration de 109

bactéries et 106

spores de champignons par gramme de sol.

Parmi ces microorganismes, pullulent des champignons telluriques où l’espèce

ubiquitaire Fusarium oxysporum est présente dans tous les types de sols et sous différents

climats (Burgess, 1981).

Ce type de champignon mène une vie saprophyte dans le sol. Il fait partie des

champignons filamenteux développant un mycélium aérien sur le milieu de culture potato-

dextrose-agar (PDA) où il prend différentes couleurs allant du blanc au violet (Snyder et

Hansen, 1940).

Cette espèce fongique renferme des souches phytopathogènes responsables de

fusarioses chez de nombreuses espèces végétales d’intérêt économique et des souches non-

pathogènes qui ne causent aucune maladie.

Les formes pathogènes montrent une très grande spécificité d’hôte et par conséquent

elles sont regroupées en formes spéciales (f.sp.) selon l’espèce végétale parasitée (Armstrong

et Armstrong, 1981) d’ou, les souches appartenant à la forme spéciale lycopersici qui sont

pathogènes pour la tomate alors que les souches appartenant à la forme spéciale albedinis sont

pathogènes pour le palmier dattier.

Ces souches sont dites pathogènes car elles sont capables d’envahir les tissus internes

de la plante formant ainsi une association endophyte contrairement aux souches de F.

oxysporum non-pathogènes qui sont incapables de pénétrer les tissus vasculaires de la plante.

Dans certain cas la plante localise l’infection et met en place un mécanisme d’auto

défense tels que les thylloses qui empêchent l’intrusion du parasite en obstruant les tissus

conducteurs (Gao et al., 1995).

Deux formes spéciales différentes sont inféodées à la tomate : F. oxysporum f.sp.

lycopersici (FOL) qui provoque des trachéomycoses vasculaires et F. oxysporum f.sp. radicis-

lycopersici (FORL) qui engendre des pourritures au niveau des racines et du collet. Dans les

deux cas, la fusariose se traduit par un flétrissement de la plante pouvant aller jusqu’au

dessèchement des feuilles et la mort de la plante (Laterrot et al., 1988).

En Algérie, la culture de la tomate occupe une place privilégiée dans le secteur socio-

économique et elle considérée comme l’une des cultures prioritaires avec une superficie totale

avoisinant les 22646 hectares (FAO, 2014). Bien qu’estimée à 1065609 tonnes et 47.05 t/ha,

Introduction

2

la production reste inferieure comparée aux autres pays du pourtour méditerranéen, cela est dû

en partie à des maladies cryptogamiques telles que la telle que la fusariose.

Jadis, le seul moyen de lutte contre la fusariose était d’arroser les cultures avec du

bénomyl ou encore du bromure de méthyle, mais ces produits se sont avérés dangereux et peu

efficaces et ont été interdits par la suite.

Parallèlement à cette lutte chimique, les producteurs ont eu recours à des variétés de

tomates résistantes, essentiellement à la forme spéciale lycopersici, mais l’évolution génétique

de ce champignon à donner naissance à de nouvelles races capables de contourner les

résistances de ces variétés.

Pour mieux connaître ce parasite et son développement dans le but de le contrôler,

nous avons procédé en premier lieu à son isolement à partir de plantes de tomate atteintes de

fusariose et à sa purification en vue de l’identifier en utilisant à la fois ses caractéristiques

morphologiques et génétiques. Ces dernières ont été mises en évidence par le séquençage du

gène du facteur d’élongation 1-alpha (TEF) qui semble être toujours en simple copie chez le

genre Fusarium et montre un niveau élevé de polymorphisme chez les espèces étroitement

apparentées. Pour ces raisons le facteur d’élongation (TEF) reste un marqueur de choix et un

outil d’identification des espèces du genre Fusarium et par des series de réactions en chaîne

par polymérase (PCR) pour déterminer les deux types de formes spéciales F. oxysporum f.sp.

radicis-lycopersici (FORL) et F. oxysporum f.sp. lycopersici (FOL).

Pour mettre en évidence le pouvoir pathogène des souches isolées, il est nécessaire

d’effectuer des tests biologiques sur des plantes de tomates. En effet, ces types de tests vont

permettre de distinguer les souches pathogènes des souches non-pathogènes par observation

de symptômes sur des plantes de tomate préalablement inoculées par le pathogène. Ces tests

sont généralement réalisés sur plantes entières sous serres et sont lourds à mettre en œuvre,

pour cela nous avons opté pour un test miniaturisé et plus rapides.

Enfin, le patrimoine végétal de notre pays est caractérisé par sa richesse et sa diversité

dans les régions côtières, les massifs montagneux, les hauts plateaux, la steppe et les oasis

sahariennes où on y trouve plus de 3000 espèces végétales.

Ce patrimoine végétal est une source inépuisable de métabolites secondaires ayant des

propriétés biologiques très variées telles que l’activité antifongique qui pourrait constituer un

moyen de lutte biologique contre les champignons phytopathogènes.

Pour ces raisons, nous avons choisi le genévrier de Phénicie qui fait partie des plantes

médicinales et aromatiques pour extraire des huiles essentielles et tester in vitro leur pouvoir

inhibiteur sur la croissance des isolats de notre collection.

Etude Bibliographique La Plante hôte

3

1. L’origine de la tomate

La tomate (Lycopersicon esculentum Mill.) est l’un des légumes les plus consommés

dans le monde. Originaire des Andes d’Amérique du sud, elle fut tout d’abord domestiquée au

Mexique, puis introduite en Europe en 1544. De là, sa culture s’est propagée en Asie du sud et

de l’est, en Afrique et au Moyen orient.

Parmi les noms communs utilisés pour désigner la tomate : tomate (Français et

espagnol), jitomate (Espagnol Mexicain), pomodoro (Italien), tomati (Afrique de l’ouest),

tomat (Indonésien), faan ke’e (Chinois).

Etymologiquement, le mot tomate est une déformation du mot inca Tomalt et le mot

Lycopersicum qui signifie en latin "Pêche de loup", appellation peu alléchante à laquelle on a

ajouté au XVIIIe siècle l'adjectif « esculentum » à cause des propriétés gustatives de ce

légume-fruit (Naika et al., 2005).

2. La description botanique

La tomate (figure 01) est une plante herbacée appartenant à la famille des Solanacées,

cette famille regroupe d’autres espèces qui sont également bien connues, telle que : la pomme

de terre, le tabac, le poivron, l’aubergine et de nombreuses plantes ornementales. La tomate

est généralement cultivée comme plante annuelle, elle peut atteindre une hauteur de plus de

deux mètres (Chaux et Foury, 1994).

2.1. Le feuillage

Les feuilles (figure 02) sont disposées en spirale de 15 à 50 mm de long et de 10 à 30

mm de large avec un pétiole mesurant entre 3 et 6 cm de long. Les folioles sont ovées à

oblongues, couvertes de poils glandulaires. Les grandes folioles sont parfois pennatifides à la

base.

2.2. Les fleurs

Les fleurs (figure 03) sont bisexuées, régulières de 1,5 et 2 cm de diamètre. Elles

poussent opposées aux feuilles ou entre elles. Le tube du calice est court et velu, les sépales

sont parfois persistants.

La corolle est constituée en général de six pétales qui peuvent atteindre une longueur

de 1 cm de couleur jaunes et courbées lorsqu’elles sont mûres.

L’androcée est formé de quatre étamines, les anthères ont une couleur jaune vif et

entourent le style qui a une extrémité stérile allongée.


4

Le gynécée dont l’ovaire est supère est formé de deux à neuf carpelles. En général la

plante est autogame, mais la fécondation croisée peut avoir lieu grâce aux abeilles et aux

bourdons qui sont les principaux pollinisateurs.

2.3. Le fruit

Le fruit de la tomate (figure 04) est une baie charnue, de forme globulaire ou aplatie

avec un diamètre de 2 à 15cm. Lorsqu’il n’est pas encore mûr, le fruit est vert et poilu. La

couleur des fruits mûrs varie du jaune au rouge en passant par l’orange. En général les fruits

sont ronds et réguliers ou côtelés.

2.4. La tige

La tige (figure 05) pousse jusqu'à une longueur de 2 m, elle est pleine et fortement

poilue et glandulaire. Le port de croissance varie entre érigé et prostré.

2.5. La racine

La plante de tomate possède une forte racine pivotante qui pousse jusqu'à une

profondeur de 50 cm ou plus, la racine principale produit une densité de racines latérales et

adventices (figure 06).

2.6. Les graines

Les graines (figue 07) sont nombreuses : en forme de rein ou de poire, elles sont

poilues, beiges, de 3 à 5 mm de long et de 2 à 4 mm de large. L’embryon est enroulé dans

l’albumen. Mille graines environ pèsent approximativement 2,5 à 3,5 g (Naika et al., 2005).

3. La position taxonomique (Rick et al., 1990)

Embranchement : Phanérogames

Ordre : Angiospermes

Classe : Dicotylédones

Sous-classe : Gamopétales

Famille : Solanacées

Genre : Lycopersicon

Espèce : esculuntum, pimpinellifolum, cheesmanii, hirsutum, perviflarum,

chmielewskii, peruviarum, pennelli


5

Figure 01. Vue générale d’une plante de tomate arrivée à maturité.


6

Figure 02. Les feuilles de tomate.

Figure 03. La fleur de tomate.

Figure 04. Les fruits de tomate.

Figure 05. Les graines de tomate.


7

4. La valeur nutritionnelle

La consommation des fruits de la tomate contribue à un régime sain et équilibré, ils

sont riches en minéraux, en vitamines, en acides aminés, en sucre ainsi qu’en fibres

alimentaires (tableau 01).

Les tomates rouges contiennent du lycopène, un anti-oxydant qui contribue

possiblement à la protection vis-à-vis des substances carcinogènes et que l'on retrouve à

raison de 30 mg dans 200 mL de sauce tomate.

Les tomates se consomment fraîches en salade, cuites dans des sauces, dans des

soupes ou dans des plats de viande ou de poisson. Il est possible aussi de les transformer en

purée, en jus et en ketchup (Naika et al., 2005).

Tableau 01. La valeur nutritionnelle moyenne pour 100 g de tomate crue (Bernardin, 1985).

Eléments Teneur

Eau 93 g

Matières organiques

Protéines 1 g

Glucides 4 g

Lipides 0,3 g

Fibres 1,2 g

Cellulose 0,6 g

Vitamines

Vitamine B1 0,09 mg

Vitamine B3 0,5 mg

Vitamine C 38 mg

Sels minéraux

Calcium 11 mg

Chlore 40 mg

Fer 0,6 mg

Potassium 280 mg

Magnésium 10 mg

Sodium 3 mg

Phosphore 27 mg

Soufre 11g


8

En outre, la tomate possède aussi quelques propriétés médicinales par exemple :

Un antibiotique (Feuilles) : chez les Incas d’Amérique du Sud et chez certaines tribus

en Nouvelle-Guinée, on utilise les feuilles fraîches pour guérir les plaies infectées.

Un anti-fatigue (Fruits) : la tomate fraîche ou le jus de tomate accélère la formation du

sucre dans le sang et apporte un regain d'énergie naturelle.

Elle est excellente pour la santé du foie (Fruits) : la tomate contient des traces

d'éléments anti-toxiques appelés chlorine qui permet de mieux filtrer les déchets de

l'organisme et le sulfure protège le foie contre certains engorgements.

La tomate est excellente pour contrecarrer les effets négatifs lorsqu'on a tendance à

manger trop gras en aidant le foie à dissoudre les graisses et à les éliminer plus

facilement.

Elle diminue l'hypertension (Fruits) : la tomate étant riche en potassium, des études

cliniques ont démontré qu'elle agit positivement sur les reins dans plusieurs cas : un

bon fonctionnement rénal permet de diminuer l'hypertension.

Elle soulage les coups de soleil (Fruits) : un remède miracle: une tranche de tomate

posée sur un coup de soleil pendant 15 minutes enlève l'effet de la brûlure, évite que la

peau pèle ou cloque (Naika et al., 2005).

5. La culture de la tomate

La culture de la tomate a plusieurs exigences écologiques :

La température : la tomate demande un climat relativement frais et sec pour fournir

une récolte abondante et de qualité. Cependant, la plante s’est adaptée à une grande

diversité de conditions climatiques, allant du climat tempéré vers le climat tropical

chaud et humide. La température optimale pour la plupart des variétés se situe entre 21

et 24°C. Les plantes peuvent surmonter un certain intervalle de températures, mais en-

dessous de 10°C et au-dessus de 38°C les tissus des plantes seront endommagés.

La lumière : l’intensité de la lumière affecte la couleur des feuilles, la mise à fruits et

la couleur des fruits.

L’eau et l’humidité : la tomate exige un arrosage abondant, le stress causé par une

carence en eau et les longues périodes arides font tomber les bourgeons et les fleurs et

provoquent le fendillement des fruits. Par contre, les averses très intenses et l’humidité

très élevée favorisent la croissance des moisissures et la pourriture des fruits.


9

Le sol : la tomate pousse bien sur la plupart des sols minéraux qui ont une bonne

capacité de rétention d’eau et une bonne aération. La tomate tolère modérément un

large intervalle de pH, mais pousse le mieux dans des sols dont la valeur du pH varie

entre 5,5 et 6,8 et où l’approvisionnement en éléments nutritifs est adéquat et suffisant.

Le choix des variétés est également une exigence pour la culture de la tomate, les

critères de sélection sont basés sur des caractéristiques telles que le type de fruit, la

forme de la plante, la vitalité, la résistance aux ravageurs et aux maladies, mais

également sur des facteurs liés au climat et à la gestion (Naika et al., 2005).

5.1. La culture de la tomate dans le monde

La tomate est la culture la plus répandue dans le monde après la pomme de terre

(Arbaoui, 1984). Selon les statistiques de l'organisation des Nations Unies pour l'alimentation

et l'agriculture (FAO), la production mondiale de tomates s'élevait en 2014 à 170,75 millions

de tonnes pour une superficie de 5,02 millions d'hectares, soit un rendement moyen de 33,98

tonnes à l'hectare. En Algérie, la production s’élevait en 2014 à 1065609 tonnes pour une

superficie de 22646 hectares, soit un rendement de 47.05 t/ha (tableau 02).

Tableau 02. La production annuelle de tomate par pays en milliers de tonnes (FAO, 2014).

Pays Production annuelle (x1000T)

Chine 50 664

Etats-Unis 12 574

Espagne 3 683

Tunisie 1 200

Algérie 1065

5.2. Les maladies de la tomate

De la levée et pratiquement jusqu'à la récolte, les cultures de la tomate sont sujettes à

de nombreuses maladies causées par divers agents pathogènes tels que : les virus, les

bactéries, les champignons, les nématodes et les insectes (Causse, 2000).

Les maladies dite fongiques (causées par les champignons) sont les plus fréquentes

(tableau 03), une infection fongique est souvent causée par des spores qui y ont germé puis

ont pénétré les tissus de la plante par le biais des stomates, des blessures ou parfois même

directement à travers la peau de la plante. Les filaments mycéliens se développent dans les

tissus, en tirent les éléments nutritifs et ils y exsudent des substances toxiques pour la plantes.


10

Les effets nocifs des moisissures se limitent à la zone contaminée mais il existe des

sortes de moisissures qui peuvent envahir les tissus vasculaires des plantes et peuvent se

propager à partir de là dans toute la plante c’est le cas du Fusarium oxysporum (Naika et al.,

2005).

Tableau 03. Les principales maladies fongiques de la tomate (Causse, 2000; Naika et al.,

2005).

Maladies Symptômes Pathogène responsable

Anthracnose Tâches plus ou moins circulaires de 1 cm

avec un centre noirâtre sur les fruits mûrs

Colletotrichum

coccodes

Mildiou

Légères tâches foncées avec un point

jaune en leur centre sont visibles sur les

feuilles ayant parfois un développement

centrifuge et centripète. Sur la face

inferieure des feuilles les tâches sont

blanches. Les fruits se couvrent de tâches

brunes et les feuilles flétrissent.

Phytophtora infestans

Verticilliose

Jaunissement en forme de V des feuilles

de bas en haut suivi d’un flétrissement

avec un léger brunissement des vaisseaux

après une coupe.

Verticillium albo-atrum

Alternariose

Tâches rondes et brunes avec des cercles

concentriques apparaissant sur les feuilles

avec un diamètre de 1,5 cm. Des

grosseurs peuvent apparaitre sur les tiges

et les feuilles. Les fleurs et les jeunes

fruits tombent.

Alternaria solani

Flétrissure fusarienne

Jaunissement des feuilles de bas en haut

avec apparition de racines avortées au bas

de la tige. Décoloration de la tige

commençant par un léger jaunissement

longitudinal évoluant en une bande jaune

plus marquée puis en une nécrose beige à

marron clair. Les vaisseaux à l’intérieur

de la tige brunissent.

F. oxysporum f.sp.

lycopersici

Pourriture des racines

et du collet

Brunissement des racines, de leur

cylindre central et des vaisseaux situés au

niveau du pivot et du collet et

flétrissement juste avant la cueillette.

Les feuilles hautes fanent avant les

feuilles basses avec une décoloration

jaune ou dorée. Les fruits n'ont pas leur

brillance normale.

F. oxysporum f.sp.

radicis-lycopersici

Etude Bibliographique La pathologie

11

Du semis jusqu'à la récolte, la tomate peut être sujette à plusieurs maladies dont deux

maladies fusariennes différentes : la flétrissure fusarienne (Fusarium wilt) ou fusariose

vasculaire causée par la forme spéciale Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici (FOL) et la

pourriture des racines et du collet (Fusarium crown and root rot) causée par la forme spéciale

Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici (FORL) (Armstrong et Armstrong 1981;

Steinkellner et al., 2005).

1. La flétrissure fusarienne (Fusarium wilt)

La flétrissure fusarienne (figure 06, 07, 08) est une maladie dévastatrice pour les

cultures de tomate partout dans le monde, elle est causée par F. oxysporum f.sp. lycopersici

(Walker, 1971).

Apparue pour la première fois dans les îles de la Manche vers 1895, la fusariose

vasculaire de la tomate sévit depuis de nombreuses années aux U.S.A, en Europe, au sud de

l’Italie et en Afrique du Nord (Walker, 1971 ; Latterot et al., 1988).

Ce champignon terricole qui pénètre dans la plante par les racines envahit les tissus

ligneux et provoque le jaunissement, la flétrissure puis la mort de la plante (Blancard, 1997).

Néanmoins, dans la mesure où il existe aujourd’hui de nombreuses variétés résistantes

au F. oxysporum f.sp. lycopersici, ce pathogène ne représente plus un grand danger pour la

culture de la tomate.

1.1. Les symptômes externes de la maladie

La flétrissure fusarienne évolue très rapidement, les parties des limbes touchés flétrissent

comme par manque d’eau, c’est le flétrissement rapide (Quick wilt). Les feuilles asséchées

gardent leur chlorophylle et apparaissent avec un aspect gris verdâtre (Laterrot et al., 1978).

Il s’ensuit un jaunissement puis une nécrose d’une partie ou de la totalité du limbe avec

des éclaircissements au niveau des nervures. L’atteinte des feuilles se fait progressivement de

bas en haut ce qui fait que le feuilles se trouvant à la base de la plante sont déjà mortes

(Messiaen, 1981 ; Gindrat, 1975).

Au niveau de la tige de la plante atteinte, apparait une dépression longitudinale qui part du

collet puis remonte unilatéralement. Les tissus au niveau de la dépression sont de couleur

brune (Bouhot, 1972).

D’autres symptômes peuvent parfois apparaitre tels que l’inclinaison et la courbure

progressive vers le sol des pétioles et des limbes (épinastie), le ralentissement de la croissance

et la formation de bourrelets adventives sur la tige (Laterrot et al., 1978).


12

1.2. Les symptômes internes externes de la maladie

Une coupe longitudinale au niveau de la tige des plantes atteintes, présente dans la

partie ligneuse et adjacente au cortex vert, montre une coloration brune sombre des tissus

conducteurs. Des coupes transversales laissent apparaitre également des tissus bruns foncés

contenant souvent des fragments mycéliens.

2. La pourriture des racines et du collet (Fusarium crown and root rot)

Elle est causée par le F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, cette maladie

dévastatrice de la tomate (figure 09, 10, 11) a été détectée pour la première fois au Japon en

1969 (Sato et Araki, 1974 ; Yamamoto et al., 1974), elle fut aussi observée au nord de

l’Amérique (Leary et Endo, 1971 ; Jarvis, 1988), en Californie en 1971 (Jarvis, 1988), en

Turquie en 1998 (Can et al., 2004), la maladie fut aussi signalée en Italie à Albugo en 1984

(Tamietti et Lento, 1986), en Sicile en 1986 (Cartia et Asero,1994), à Malte en 2004 (Porta-

Puglia et Mifsud, 2005), elle fut également signalée en Tunisie en 2001 (Hajlaoui et al.,

2001), et en Moyen orient (Krikun et al.,1982) et au sud de l’Afrique (Sonada, 1976).

Lorsque la maladie a été découverte dans les serres du sud du Japon, Yamamoto et al.

(1974) décrivent l’agent responsable comme une nouvelle race de F. oxysporum f.sp

lycopersici. Sato et Araki (1974) confirment la présence de cette maladie dans le nord du pays

et approuvent cette hypothèse.

Cependant, cette désignation a connue un désagrément puisque les symptômes

observés n’étaient pas typiques de la flétrissure vasculaire mais ceux de la pourriture des

racines et du collet (Jarvis et al., 1977 ; Rowe et al., 1977 ; Nutter et al., 1978).

Jarvis et Shoemaker (1978) considèrent l’agent responsable de cette maladie comme

une nouvelle forme spéciale en se basant sur les travaux de Weimer (1944) qui a décrit la

pourriture des racines du lupin causée par le F. oxysporum f.sp radicis-lupini dont les

symptômes sont différents de ceux causés par le F. oxysporum f.sp lupini qui provoque la

flétrissure vasculaire du lupin.

Aucune race n’a été reportée par Katan et al. (1999) tandis que 09 groupes de

compatibilité végétative (VCG) ont été identifiés montrant une grande variabilité génétique

au sein de la forme spéciale F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici (Balmas et al., 2005).

2.1. Les symptômes externes

Contrairement à la flétrissure vasculaire, cette maladie se caractérise par une longue

période d’incubation. En effet, lorsque l’infection se produit après la plantation, les

symptômes externes apparaissent au moment de la récolte.


13

Cependant, si l’infection se produit durant la production des plantules, la maladie se

manifeste pendant la floraison (Ślusarski, 2000).

Cette maladie est favorisée par une température des sols qui avoisine les 18°C (Sato et

Araki 1974; Yamamoto et al., 1974; Jarvis et Thorpe, 1976; Sonoda 1976; Kim et al., 2001)

produisant des flétrissements plus ou moins importants sur les folioles du sommet de la tige

où la tige est fortement amincie. En fonction des plantes, ces flétrissements peuvent être dans

un premier temps réversibles durant la nuit, et leur incidence peut varier en fonctions des

conditions climatiques.

Les flétrissements peuvent être soudains, peuvent également évoluer très rapidement

vers la nécrose, le desséchement des feuilles et des folioles et peuvent aussi conduire à la mort

des plantes.

Certains auteurs signalent aussi l’apparition de jaunissements foliaires situés à la

périphérie du limbe des vieilles feuilles. Ceux-ci sont suivis de la nécrose des pétioles et de la

chute des feuilles. Certaines plantes affectées précocement voient leur croissance réduite.

Quelle que soit la gravité des flétrissements, les symptômes primaires sont à

rechercher sur les racines et le collet des plantes. Sur les racines apparaissent de nombreuses

lésions brun rougeâtres, humides, évoluant rapidement en pourriture. Plus le diamètre des

racines est faible, plus celles-ci pourrissent et se décomposent rapidement (Blancard, 2009).

2.2. Les symptômes internes de la maladie

Concernant la pourriture des racines et du collet, il convient de noter que le système

vasculaire présente aussi quelques symptômes, bien que nous n’ayons pas à faire à une

maladie uniquement vasculaire.

D’une manière générale, le cylindre central des grosses racines révèle des

brunissements assez marqués. Il en est de même pour les tissus vasculaires du pivot et ceux

situés de part et d’autre de ces derniers.

Le brunissement peut s’étendre jusqu’à la tige sur plusieurs dizaines de centimètres

au-dessus du collet (Jarvis et Shoemaker, 1978).

Des racines adventives se développent parfois sur la tige pour faire face à l’attaque du

champignon (Blancard, 1997). Du point de vue pertes économiques et malgré la présence de

certains variétés résistantes, cette maladie est toujours redoutée et affecte à la fois les cultures

sous serre et les cultures en plein champs (Jones et al., 1991 ; Kamilova et al., 2006).

Les plantes gravement atteintes peuvent mourir ou produisent peu de fruits et de

qualité médiocre, elles peuvent être également la cible de pathogènes secondaires

(Steinkellner et al., 2005).


14

Figure 06. Jaunissement et flétrissement des feuilles basses (Blancard, 2009).

Figure 07. Coloration brun sombre visible en coupe longitudinale (Agrios, 2005).

Figure 08. Coloration brun sombre visible en coupe transversale (Blancard, 2009).


15

Figure 09. Chancre brun foncé du collet (Blancard, 2009).

Figure 11. Système racinaire réduit et pourri (Blancard, 2009).

Figure 10. Brunissement des vaisseaux des parties basses de la tige (Blancard, 2009).


16

3. Les mécanismes de défense

La plante atteinte développe une série de barrières mécaniques et biochimiques pour

lutter contre le parasite (Beckman, 1988).

3.1. Les barrières mécaniques

Quand le parasite pénètre par les racines, un brunissement de quelques cellules du

parenchyme ligneux voisin de la partie du vaisseau infecté apparait. Cette réaction est suivie

par la formation de thylles, sécrétion gommeuse permettant à la plante d’isoler l’agent

pathogène en obstruant le vaisseau envahi avant que le filament mycélien ne produise des

conidies.

Si cette réaction tarde à venir, l’infection par les conidies se généralise et se propage à

plusieurs vaisseaux entrainant la mort de la plante par gommose, thyllose, et hyperauxinie

générale. Les symptômes externes de la maladie reflètent le degré de l’invasion des vaisseaux

vasculaires par les filaments mycéliens (El Mahjoub, 1984).

3.2. Les barrières biochimiques

Deux substances biochimiques sont élaborées par la plante une fois que l’attaque du

parasite a eu lieu (Henni, 1998).

3.2.1. Les polyphénoloxydases

Ce sont des enzymes à base de cuivre, elles sont activées en cas de blessures et

interviennent dans l’oxydation des composés phénoliques de la plante et contribuent avec les

cellules du parenchyme à la formation des thylles (Messiaen, 1981).

3.2.2. Les phytoalexines

Ces substances sont considérées comme des antibiotiques, leur rôle est de freiner la

progression du parasite à l’intérieur des vaisseaux. Ride et Drysdale (1971) indique que dans

le cas d’infection d’une plante de tomate, une relation s’établit dés les premiers jours de

l’agression entre la concentration de tomatine (substance inhibitrice) et le blocage de l’agent

pathogène (Henni, 1998).

4. Les moyens de lutte

4.1. La lutte culturale

La rotation des cultures demeure une bonne prévention contre certaines maladies des

racines. Le déchaumage, les dates optimales de semis, les conditions de labour ainsi que

l’élimination des mauvaises herbes, permettent de lutter contre certains champignons

nuisibles. (Semal, 1989 ; Minaud et Pelossier, 1979 ; Bovey, 1972).


17

Le maintien du sol nu par labours successifs, durant les trois premières années de

plantations est un facteur qui diminue l’incidence de la fusariose (Renard et Ravisé, 1986).

Berna et al. (1983) soulignent l’importance de garder une fertilisation azotée élevée

sous forme de nitrate pour stimuler la production de jeunes pousses. La méthode de

prévention la plus courante est le chaulage afin de garder le pH entre 6,4 et 7,0 (Scott, 1923).

Corden (1965) démontre que la sévérité de la flétrissure fusarienne causée par F.

oxysporum f.sp. lycopersici augmente lors d’une déficience ou carence en calcium après

infection et diminue lorsque la déficience survient avant l’infection, le calcium réduirait la

fusariose en inhibant l’activité de la polygalacturonase du pathogène, d’où l’importance d’un

bon maintien du niveau de calcium dans le sol.

4.2. La lutte physique

Anchisi et al. (1985) ont développé un traitement à l’eau chaude pour protéger les

plants dans un sol où la maladie s’est déjà manifestée. La méthode consiste à traiter les

racines avec de l’eau à 48-49°C pendant 30 secondes avant de les transplanter au moins 48

heures après, cela stimule la croissance des racines et les renforce.

4.3. La lutte chimique

L’usage des sels de cuivre a marqué les étapes de la lutte vis-à-vis de nombreux

parasites des végétaux (Cook, 1992). La toxicité des sels de cuivre, en solution dans l’eau, à

l’égard des spores de champignons, paraît avoir été démontré par l’allemand Scultess en

1761. Le sulfate de cuivre, considéré à l’époque comme un poison violent, est cependant

préconisé en 1807 par Prévost pour ralentir la germination des spores des caries du blé. Ce sel

fut employé longtemps seul, malgré sa phytotoxicité à l’égard du feuillage soumis au

traitement.

En 1800, Proust fut le premier à envisager de neutraliser l’acidité du sulfate de cuivre

par de la chaux. A partir de 1842, les viticulteurs du sud-ouest de la France utilisent un

mélange compact de sulfate de cuivre et de chaux fraîchement éteinte pour « vitrioler » les

raisins et ainsi dissuader les parasites.

Kühn (1868) puis Driesch (1873) en Allemagne, recommandaient l’utilisation des

combinaisons cupriques à l’égard des maladies des grains. Cet usage intervient en grande

culture et en 1876, Bary les recommandait pour lutter contre le mildiou de la pomme de terre

(Agnihotri, 1989).

L’emploi de cette technique a été considérablement perfectionné et généralisé lorsqu’

en 1878, Millardet et Gayon, tous les deux professeurs à la faculté des sciences de Bordeaux

ont démontré l’efficacité de la « bouillie bordelaise » contre le mildiou de la vigne.


18

Le XXe siècle a connu une extension mondiale de la lutte chimique avec une grande

gamme de produits phytopharmaceutiques (Semal, 1989) tels que les fongicides chimiques

dont les plus utilisés sont les triazoles et leurs dérivés qui sont des composés très actifs grâce

à un noyau qui possède une activité pharmacologique, antibactérienne, antifongique et

hypoglycémique (Hamoir et al., 2001).

4.4. La lutte intégrée

La lutte intégrée consiste à l’emploi combiné et raisonné de toutes les méthodes

pouvant exercer une action régulatrice sur divers ravageurs d’une culture, de façon à

maintenir à un niveau assez bas leur population, pour que les dégâts occasionnés soient

économiquement tolérables.

Une définition quasi officielle à été donnée par l’Organisation Internationale de Lutte

Biologique en 1977: «Procédé de lutte contre les organismes nuisibles qui utilise un ensemble

de méthodes satisfaisant les exigences à la fois économiques, écologiques et toxicologiques,

en réservant la priorité à la mise en œuvre des éléments naturels de limitation et en respectant

les seuils de tolérance» (Corbaz, 1990).

4.5. La lutte biologique

La lutte biologique consiste à utiliser contre un organisme pathogène d’autres

organismes saprophytes afin de diminuer la population pathogène au-dessous d’un seuil

critique (ou économique) à long terme (Jones, 1981 ; Gendrier, 1999 ; Henni, 1982).

La lutte biologique contre F. oxysporum f.sp. lycopersici met en œuvre plusieurs

antagonistes (Alabouvette et al., 1993). En effet Rouxel et al. (1980) ont démontré qu’il

suffisait d’introduire des populations de F. oxysporum et F. solani non pathogènes

saprophytes dans le sol pour induire un bon niveau de résistance. Une intense colonisation du

rhizoplan par des Fusarium non pathogènes bloquerait l’accès de l’agent pathogène, pourtant

présent dans le sol.

Ces travaux ont été repris par Alabouvette et al. (1984) puis par Fravel et al. (2003)

qui ont confirmé qu’au niveau de la rhizosphère, se déroulent des phénomènes de compétition

qui délimitent l’activité de l’agent pathogène (Alabouvette et al., 1996 ; Edel et al., 1997 ;

Larkin et al., 1998 ; Steinberg et al., 1999). Larkin et Fravel (1998) démontrèrent que les

Fusarium non pathogènes sont plus efficaces quant à la réduction de l’incidence de la

fusariose vasculaire.

Couteaudier et Alabouvette (1985) ont démontré que l’incorporation des Trichoderma

spp. aux sols maraîchers infestés de F. oxysporum f.sp. lycopersici a aboutit à une protection


19

durable des plantes cultivées. L’inoculation des semences avec Trichoderma harzianum

permet également d’accroître les rendements de 26% dans des sols infectés (Sivan, 1987).

Les bactéries à leur tour tiennent une place importante dans la lutte biologique,

Pseudomas fluorescens à fait l’objet de plusieurs travaux à savoir: Guessas (1993), Gamiel et

Katan (1992), Lemanceau et al. (1993), Larkin et Fravel (1998), Duijff et al. (1998) et

Benchabane et al. (2000).

Des recherches se sont orientées vers des méthodes alternatives de lutte biologique

notamment vers l’usage des métabolites secondaires des plantes tels que les huiles essentielles

qui ont donné des résultats interessants sur les mycoses (Adam et al., 1998; Camara et al.,

2007; Guede-Guina et al., 1995; Hamini et al., 2014 ; Mandango et al., 2003; Zirihi et al.,

2003). Les extraits de ces plantes auraient ainsi des propriétés antifongiques et

antibactériennes (Oxenham et al., 2005).

Cette source semble inépuisable puisque seule une petite partie des 400.000 espèces

végétales connues ont été investiguées sur les plans phytochimique et pharmacologique, et

que chaque espèce peut contenir jusqu’à plusieurs milliers de constituants (Hostettmann et al.,

1998).

4.6. La lutte génétique

La résistance vis-à-vis des agents pathogènes représente une solution qui reste une

préoccupation constante des sélectionneurs car il est souvent difficile d’associer la haute

productivité à la résistance sans compter que certaines résistances se montrent très stables

alors que d’autres le sont moins (Latterot, 1972).

L’obtention régulière de variétés améliorées et résistantes est une opération de longue

haleine qui nécessite des moyens de recherches importants. (Semal, 1989). L’inconvénient

des méthodes de sélections, c’est qu’à côté des variétés améliorées et résistantes obtenues,

surgissent de nouvelles races de parasites plus virulentes (Messiaen, 1981), mais il faut aussi

que les variétés résistantes soient aussi productrices de récoltes abondantes et de bonne

qualité. Une dizaine d’agents pathogènes sont maintenant contrôlés par des résistances

génétiques. Ce sont surtout les variétés destinées aux cultures abritées qui ont logiquement

retenu l’attention des sélectionneurs. Les épidémies y sont plus fréquentes et souvent plus

intenses (Maraitre et al., 1973).

Les variétés cultivées sous abri sont généralement résistantes à deux champignons :

Verticillium dahliae et Fusarium oxysporum (Latterot, 1996). Ainsi, l’obtention de plantes

transgéniques ouvre actuellement de nouvelles perspectives pour lutter contre les

phytopathogènes (Ozenda, 2000).

Etude Bibliographique Le Pathogène

20

1. Généralités sur le genre Fusarium

Le genre Fusarium a été introduit par Link en 1809, ce dernier traverse son troisième

siècle comme l’un des genres comprenant de nombreux champignons qui peuvent causer

directement des maladies chez les plantes, chez les humains ou bien chez les animaux

domestiques (Boonpasart et al., 2002 ; Goldschmied et al., 1993 ; Krcmery et al., 1997 ;

Martino et al., 1994 ; Rabodonirina et al., 1994 ; Rebell, 1981 ; Vismer et al., 2002).

Le taux de mortalité chez les humains à cause des infections systémiques à Fusarium

est inferieur à 70% (Krcmery et al., 1997) et les patients séropositifs sont plus exposés à de

telles infections (Eljaschewitsch et al., 1996 ; Guarro et al., 2000).

En outre, les espèces de Fusarium produisent de métabolites secondaires qui sont

associés à des maladies de plantes, à des cancers et à des problèmes de croissance chez les

humains et chez les animaux domestiques. Certains de ces métabolites secondaires sont

utilisés soit directement, soit comme produit de départ dans l'industrie chimique pour la

synthèse des promoteurs de croissance chez les végétaux et chez les animaux (Hidy et al.,

1977 ; Shukla et al., 2003, Tomasini et al., 1997).

Des allégations de l'utilisation des mycotoxines produites par certains de ces

champignons comme armes biologiques ont été également faites (Heyndrickx et al., 1989 ;

Mirocha et al., 1983 ; Rosen et al., 1983).

En effet, des épidémies de toxicoses à Fusarium touchant directement les humains se

sont produites à Athènes au Veme

siècle av JC et en union soviétique pendant la deuxième

guerre mondiale. Ainsi, Fusarium a toujours été visible par ses espèces et ses métabolites dont

l’importance transcende à la fois la science et l’agriculture.

Une enquête menée par l’American phytopathological society a révélé que sur les 101

plantes à intérêt économique, 81 d’entre elles sont attaquées par un ou plusieurs champignons

appartenant au genre Fusarium, ces derniers provoquent des pourritures de racines ou de

tiges, des chancres, des flétrissements, des pourritures de fruits ou de semences ou bien des

maladies foliaires. Ainsi, l'identification de la souche présente dans un échantillon de plante

malade, au niveau de l’espèce et parfois plus loin, reste une tâche importante dans de

nombreux diagnostics de laboratoires.

Depuis les années 1980, le nombre d’espèces identifiées a augmenté progressivement

pour atteindre les 80 espèces et avec l’évolution des techniques de la biologie moléculaire, ce

nombre risque d’augmenter de façon considérable au cours des années à venir (Leslie et

Summerell, 2006).


21

2. Généralité sur l’espèce Fusarium oxysporum

Dans le genre Fusarium, l’espèce Fusarium oxysporum est la plus répandue dans le

monde, elle peut être retrouvée dans la plupart des sols : arctiques (Kommedahl, et al., 1988),

tropicales, désertiques (Mandeel et al., 1995), cultivés ou non (Mc Mullen et Stack, 1984).

Elle peut également être dispersée par les insectes (Gillespie et Menzies, 1993) et récupérée à

partir d'algues marines (Granchinho et al., 2002).

F. oxysporum est également l'une des espèces les plus importantes du point de vue

économique compte tenu de ses nombreux hôtes et du niveau des dégâts qu’elle peut

entraîner. En effet, les formes spéciales de F. oxysporum sont des agents pathogènes

vasculaires provoquant souvent le flétrissement vasculaire, la fonte de semis et les pourritures

racinaires (Nelson et al., 1983).

Ce champignon survit dans le sol en forme de chlamydospores dormantes et

immobiles jusqu'à la stimulation de la germination par des substrats organiques ou par des

exsudats racinaires. Suite à la germination, il y a formation d'un mycélium et si les conditions

sont favorables, le thalle produit des conidies (Agrios, 2005).

Les caractéristiques morphologiques typiques de F. oxysporum mettent en évidence :

la production de microconidies en fausses têtes sur des monophialides courts portés par les

hyphes, la production de chlamydospores, la forme des macroconidies et des microconidies.

Le nombre et la morphologie des macro- et microconidies formés peuvent être

modifiés par des mutations sur un seul gène (Ohara et al., 2004 ; Ohara et Tsuge, 2004).

Les isolats de F. oxysporum sont difficiles à distinguer de ceux de F. solani et F.

subglutinans. F. solani produit des microconidies en fausses têtes sur de très longs

monophialides formée sur les hyphes tandis que F. subglutinans se distingue de F. oxysporum

par l'absence de chlamydospores et par la production de microconidies sur des polyphialides.

Cependant, les polyphialides sont difficiles à rencontrer chez certains isolats de F.

subglutinans, et les chlamydospores sont parfois produites lentement chez certains isolats de

F. oxysporum (Leslie et Summerell, 2006).

3. Caractères culturaux de l’espèce F. oxysporum

3.1. Caractères sur milieu CLA

F. oxysporum produit habituellement des macroconidies abondantes, courtes à

moyennes, falciformes à droite, à paroi mince et habituellement avec 3 cloisons. La cellule

apicale est courte et légèrement accrochée dans certains isolats, la cellule basale est entaillée

ou en forme de pied.


22

Les macroconidies sont formées sur des monophialides portés par des conidiophores

ramifiés en sporodochies ou sur des monophialides portés sur les hyphes.

Les microconidies sont d’habitude non cloisonnées, peuvent être ovales, elliptiques ou

réniformes, formées en abondance sur des monophialides courts en fausses têtes.

Les chlamydospores sont formées en abondance dans les hyphes pour la plupart des

isolats et en particulier chez les saprophytes (Leslie et Summerell, 2006).

3.2. Caractères sur milieu PDA

La morphologie des colonies sur PDA varie largement, le mycélium peut être

floconneux, clairsemée et avec une couleur allant du blanc au violet pâle. Certains isolats de

F. oxysporum produisent habituellement une pigmentation violette foncée ou magenta foncée,

d’autres isolats de F. oxysporum mutent facilement au pionnotal forme de mycélium

"humide" plat avec une apparence jaune ou orange sur PDA (Leslie et Summerell, 2006).

4. La pathogénicité, les formes spéciales et les races

Plusieurs isolats de F. oxysporum sont pathogènes pour les plantes causant souvent des

maladies telles que la fusariose vasculaire (Beckman, 1987 ; Nelson, 1981 ; Summerell et

Rugg, 1992), la fente des semis (Nelson et al., 1981) ou encore la pourriture des racines et du

collet (Jarvis et Shoemaker 1978).

Les isolats de F. oxysporum montrent une grande spécificité d’hôtes, il en résulte une

subdivision de l’espèce en formes spéciales et en races. Plus de 100 formes spéciales et races

de F. oxysporum ont été décrites à ce jour (Booth, 1971).

Les formes spéciales de F. oxysporum s’attaquent à la plupart des plantes cultivées

mono et dicotylédones (El Modafar, 1994), certaines d’entre elles ne présentent plus de réel

problème agronomique, c’est le cas de la forme spéciale F. oxysporum f.sp. lycopersici, pour

laquelle la plupart des variétés de tomate cultivées sont résistantes.

Par contre, il existe toujours des problèmes causés par F. oxysporum f.sp. radicis-

lycopersici, responsable de pourriture racinaire et du collet chez la tomate dans de nombreux

pays du bassin méditerranéen vu qu’aucune variété résistante à cette forme spéciale n’a été

commercialisée (Can, 2004; Utkhede, 2006).

Cependant, trois races de F. oxysporum f.sp. lycopersici ont été répertoriées. Elles se

distinguent entre elles par leur degré de virulence vis-à-vis des différents cultivars de tomate.

La race 1 a été initialement décrite en 1886 (Booth, 1971), la découverte d’un gène de

résistance par Bohn et Tucker en 1939 (Elocy, 1972 ; Beckman et al., 1988) et son


23

introduction dans de nombreuses variétés de tomates a permis de limiter l’incidence de cette

première race dite 1.

La race 2 est apparue pour la première fois en 1945 à l’Ohio aux U.S.A (Alexander et

Tucker, 1945 ; Randall, 1980), puis au Maroc (Pecault et Laterrot, 1966), en Tunisie (Davet,

1967), au Moyen orient (Walker, 1971), aux Pays Bas (Hubbeling et Dimond, 1972), en

Grande Bretagne (Gabe et Kright, 1973), en République Sud Africaine (Holtz, 1976) et aussi

en Italie en 1999 (Stravato,1999).

La race 3 a été observée en Australie en 1978 (Grattidge et O’Brien, 1982) et a été

successivement rapportée aux Etats unis : en Californie (Davis et al., 1988), Floride (Volin et

Jones, 1982), Géorgie (Chellemi, 1992), Arkansas et Nord Carolina (Marlatt et al., 1996) et

au Tennessee (Bost, 2001). Elle a également été retrouvée au Mexique (Valenzuela-Ureta et

al., 1996) et au Brésil (Reis, 2005).

5. Le cycle de vie de F. oxysporum

Les F. oxysporum ne sont pas des parasites obligatoires, en absence de la plante hôte,

ils mènent une vie de saprophyte sur des débris végétaux et des matières organiques. Les

isolements effectués indiquent qu’un gramme de sol peut renfermer prés de 100.000

propagules ou les F. oxysporum représentent 80 à 90% de la population fusarienne totale de la

rhizosphère (Correll et al., 1986).

Ces champignons persistent dans le sol principalement sous forme de spores de

résistance (chlamydospores) en état de dormance (Booth, 1971). En contact de l’hôte et une

fois les conditions favorables le cycle se déroule comme suit (figure 12) :

Les chlamydospores germent et les jeunes filaments pénètrent les racines au niveau

des blessures ou des ouvertures naturelles ;

Après pénétration dans la cellule épidermique, le mycélium se ramifie et colonise

toutes les cellules avoisinantes ;

Les hyphes mycéliens progressent à l’intérieur des cellules puis colonisent le

cortex, arrivé au niveau du cylindre central, le parasite s’installe dans les vaisseaux

du xylème d’où il se propagera dans la tige par l’intermédiaire des microconidies

aisément véhiculées par la sève dans toutes les parties de la plante ;

A la surface des feuilles, se forment des organes fructifères appelés sporodochies

qui produisent des macroconidies qui vont à leur tour contaminer d’autres plantes

lorsqu’elles sont transportées par le vent, par l’eau ou bien par l’intermédiaire des

insectes (El Mahjoub, 1979).


24

Figure 12. Cycle de vie du Fusarium oxysporum f.sp. lycopersici (Agrios, 2005).

1- Conidies, chlamydospores ou mycélium vivant dans le sol ;

2- Germination des spores ;

3- Pénétration du tube germinatif à l’intérieur des racines ;

4- Invasion des vaisseaux par les conidies et/ou mycélium ;

5- Production de gomme à l’intérieur des vaisseaux ;

6- Flétrissement et mort de la plante ;

7- Sporodochies ou mycélium produisant des conidies.

2

1

3

4

5

6 7


25

6. La position taxonomique de l’espèce F. oxysporum

La taxonomie au sein du genre Fusarium a connue énormément de changement

pendant les 100 dernières années. Les bases de la systématique moderne on été mises au point

par Wollenweber et Reinking (1935) grâce à un système à 65 espèces, 55 variétés et 22

formes, rassemblées en 16 sections et 06 sous-sections.

Synder et Hansen (1940, 1954) ont simplifié la classification au sein du genre

Fusarium pour ne retenir que 09 espèces à savoir : F. oxysporum, F. solani, F. moniliforme,

F. roseum, F. lateritium, F. tricinctum, F. nivale, F. rigidiuscula, et F. episphaeria.

Gordon (1944, 1960) en examinant des espèces de Fusarium isolées à partir de

plusieurs substrats et environnements a développé une approche taxonomique basée sur les

travaux de Wollenweber et Reinking et les études de Snyder et Hansen avec la description de

la forme téléomorphe.

Les chercheurs Français Messiaen et Cassini (1959, 1968) ont à leur tour développé un

système en s’appuyant sur les travaux de Snyder et Hansen et en utilisant beaucoup plus les

cultivars pour désigner la spécificité des espèces vis-à-vis des plantes hôtes.

D’autres systèmes taxonomiques basé sur les travaux de Wollenweber et Reinking ont

été suggérés, notamment ceux de Raillo (1935), Bilai (1955, 1977), Gordon (1952, 1960,

1965), Booth (1971, 1975, 1981), Joffe (1974) et Gerlach (1970, 1977, 1981).

Toussoun et Marasas (1983) ont élaboré le premier manuel d’identification pour le

genre Fusarium, ce guide est devenu très populaire grâce à sa simplicité et aux informations

utiles qu’il a fourni sur l’isolement et la culture des espèces de Fusarium avec d’excellentes

figures en couleur qui permettent la distinction des variations de la pigmentation.

Leslie et Summerell (2006) ont traité 152 espèces de Fusarium dans un manuel

d’identification contenant des techniques de caractérisation plus modernes et plus précises.

De nos jours, plusieurs espèces de Fusarium, longtemps classées dans

l’embranchement des Deutéromycètes (champignons imparfaits), classe des Hyphomycètes,

ordre des Hyphales et famille des Tuberculariacées, sont actuellement considérées comme les

formes asexuées (anamorphes) de plusieurs genres d'Ascomycètes.

C’est le cas de l’espèce Fusarium oxysporum qui est la forme anamorphe du genre

Gibberella, classé dans l’embranchement des Ascomycètes, classe des Sodariomycètes, ordre des

Hypocréales et famille des Nectariacées, cette dernière renferme d’autres genres tels que :

Haematonectria, Ilyonectria, Nectria et Neonectria (Di Pietro et al., 2003 ; Michielse et Rep,

2009).

Etude Bibliographique La plante médicinale

26

1. L’origine du genévrier de Phénicie

D'origine américaine, asiatique, africaine et européenne, cet arbre tire son nom du mot

celtique «Juneperus» qui signifie un buisson âpre, à cause de la saveur des fruits (Garnier et

al., 1961 ; Bonnier, 1990) ; ou encore de «junio» et «pario», l’arbre possédant à la fois des

fruits jeunes et des fruits prêts à tomber (Garnier et al., 1961).

Le nom vernaculaire de cet arabe est :

En Français : Genévrier rouge, Genévrier de Phénicie.

En Arabe : عرعر (Quezel et Santa, 1962).

Appelé également Zimba en Chaoui, le Juniperus phoenicea constitue, au côté du

cèdre, la principale couverture végétale dans les montagnes des Aurès, notamment dans le sud

de ce massif (Abdessamed, 1981).

2. La description botanique

J. phoenicea est un arbuste pouvant atteindre 06 m de haut avec une couronne dense et

conique (figure 13) et une écorce brune foncée, très mince d'environ 01 mm de diamètre.

Les feuilles (figure 14) sont squamiformes et nombreuses, petites et charnues, d'un

vert foncé, ovales, convexes et obturées, imbriquées et appliquées contre les rameaux,

semblables à de petites écailles et possèdent de très petites glandes à résine (Valet, 1992).

Les branches forment une corbeille très compacte de rejets, dont certaines ont 5 mètres

de diamètre et 03 mètres de hauteur mais cette faculté de rejet de la tige n'a lieu, sans doute,

que pour des sujets jeunes, de moins de 50 à 60 ans (Boudy, 1950). Les fleurs (figure 15) sont

monoïques, c'est à dire, que c'est une plante à fleurs unisexués mâles et femelles séparées,

portés par le même pied (Ageste, 1960). Les fruits (figure 16) sont globuleux, d'environ 1 cm

de diamètre, brillant, jaunâtre ou brun rougeâtre, légèrement prune, portés sur une tige

d'environ 5 mm de long et lors de la deuxième année ils sont composées de 06 à 08 écailles

avec 03 à 09 graines (Vidakovic, 1991).

3. La position taxonomique

Embranchement : Spermaphytes

Sous-embranchement : Gymnospermes

Classe : Conifères

Ordre : Coniférales

Famille : Cupressacées

Genre : Juniperus

Espèce : Juniperus phoenicea (Quezel et Santa, 1962).


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Figure 13. La vue générale du Genévrier de Phénicie.

Figure 14. Les feuilles du Genévrier de Phénicie.


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Figure 15. Les fleurs du Genévrier de Phénicie.

Figure 16. Les fruits du Genévrier de Phén

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THESE DE DOCTORAT EN MICROBIOLOGIE - univ-oran1.dzTableau 02. La production annuelle de tomate par pays en milliers de tonnes .....p09 Tableau 03. Les principales maladies fongiques