Auswahl der wissenschaftlichen Literatur zum Thema „Bioagressors“

A total of 100 specimens of the European shag Phalacrocorax aristotelis aristotelis were examined for anisakid infections in the south-east North Atlantic. The taxonomic status of the anisakid nematodes was studied by structural analysis using light and scanning electron microscopy. Two species, Contracaecum septentrionale and C. rudolphii A (Nematoda: Ascaridoidea), occurred in the European shag with high values of prevalence and mean intensities of infection. These constitute new host records for both parasites, widening their known geographical distribution. Although the histopathology associated with the infections indicated that the anisakids did not have the potential to cause bird death, the parasites are capable of contributing to and hastening avian mortality in the case of heavily-parasitized cormorants and when stressed by xenobiotics and/or through a synergetic effect by other bioagressors.

L’anacardier (Anacardium occidentale L.) est d’une grande importance socio-économique. Malheureusement, il est attaqué par bioagresseurs dont les maladies fongiques et bactériennes. La présente a pour but d’inventorier les maladies majeures de cette culture, d’évaluer leur prévalence, incidence et sévérité, et d’identifier les pathogènes associés dans 5 des 10 cantons de la préfecture de Tchamba au Togo. Trois vergers par canton ont été évalués par rapport aux symptômes de maladies. Les résultats ont révélé 7 maladies : dessèchement des bourgeons (DB), anthracnose, jaunissement foliaire, rouille noire, gommose, chancre bactérien et rouille rouge. Le DB a donné les taux d’incidence et de sévérité respectifs de 15,99% et 19,19%, supérieur à ceux des autres maladies (p = 0,03). La prévalence des maladies a varié de 20% à 100%. Les pathogènes associés identifiés sont Colletotrichum gloeosporioides pour l’anthracnose, Cochliobolus sp. pour le jaunissement foliaire, Cephaleuros virescens pour la rouille rouge, Lasiodiplodia theobromae pour la gommose et Xanthomonas sp. pour le chancre bactérien. Il ressort de ces résultats que l’anacardier est la cible de pathologiesaussi bien fongiques que bactériens et que de stratégies de lutte adaptées doivent être déployées. English title: Cashew (Anacardium occidentale L.) diseases’ inventory in the prefecture of Tchamba in Togo Cashew (Anacardium occidentale L.) is an important tropical crop worldwide. However, it is attacked by several bioagressors among which fungal and bacterial diseases. The present study aimed to survey the major diseases of cashew tree, assess their prevalence, incidence and severity, and to identify the associated pathogens in five from the ten districts of the prefecture of Tchamba in Togo. Three cashew plantations per district were visited and fungal and bacterial disease symptoms evaluated. The results revealed seven diseases occurring in the surveyed area: Dieback of buds, anthracnose, leaf yellowing, black rust, gum disease, bacterial canker and red rust. Dieback of buds recorded significantly higher disease incidence of 15.99% and severity of 19.19% than the other diseases (p = 0.03). The prevalence of the diseases varied from 20% to 100%. The associated pathogens of the diseases were Colletotrichum gloeosporioides for anthracnose, Cochliobolus sp. for leaf yellowing, Cephaleuros virescens for red rust, Lasiodiplodia theobromae for gum disease and Xanthomonas sp. for bacterial canker. These results revealed the importance of fungal and bacterial diseases occurring in the studied area, thus appropriate control measures must be developed.

Abstract In many cases, the unprecedented availability of data provided by high-throughput sequencing has shifted the bottleneck from a data availability issue to a data interpretation issue, thus delaying the promised breakthroughs in genetics and precision medicine, for what concerns Human genetics, and phenotype prediction to improve plant adaptation to climate change and resistance to bioagressors, for what concerns plant sciences. In this paper, we propose a novel Genome Interpretation paradigm, which aims at directly modeling the genotype-to-phenotype relationship, and we focus on A. thaliana since it is the best studied model organism in plant genetics. Our model, called Galiana, is the first end-to-end Neural Network (NN) approach following the genomes in/phenotypes out paradigm and it is trained to predict 288 real-valued Arabidopsis thaliana phenotypes from Whole Genome sequencing data. We show that 75 of these phenotypes are predicted with a Pearson correlation ≥0.4, and are mostly related to flowering traits. We show that our end-to-end NN approach achieves better performances and larger phenotype coverage than models predicting single phenotypes from the GWAS-derived known associated genes. Galiana is also fully interpretable, thanks to the Saliency Maps gradient-based approaches. We followed this interpretation approach to identify 36 novel genes that are likely to be associated with flowering traits, finding evidence for 6 of them in the existing literature.

La lutte biologique et le biocontrôle sont des concepts de protection des cultures qui ont des points communs mais qui ont également leurs spécificités. La première est connue depuis les années 1880, alors que le second est apparu dans les années 2010 dans le paysage français. Depuis quelques années, on constate régulièrement une confusion dans les termes et dans les interprétations de ces concepts qui ne sont pas de même nature : la lutte biologique est définie par des stratégies et le biocontrôle par des produits. Ce papier vise donc à répondre à un besoin de clarification : il contribue à distinguer les périmètres et les contenus de ces concepts, à pointer certains rapprochements abusifs et à proposer des clarifications sémantiques. Il passe en revue les termes anglophones et francophones relatifs à la lutte biologique et au biocontrôle à l’échelle européenne. Le papier discute enfin du rôle et de la pertinence des deux concepts dans la protection agroécologique des cultures. La lutte biologique par conservation y occupe une place centrale, car elle relève d’une approche systémique et préventive des risques liés aux bioagresseurs des cultures. Si certains produits de biocontrôle sont prometteurs pour la prévention des risques liés aux bioagresseurs, beaucoup d’autres s’inscrivent dans une démarche curative, similaire à celle de l’utilisation des pesticides chimiques de synthèse, avec les mêmes types de retombées commerciales pour l’agro-industrie.

Les parasitoïdes contribuent à la gestion durable des bioagresseurs. Mais combien sont-ils dans les agrosystèmes ? Cette étude visait à évaluer la diversité, l’abondance et le comportement trophique des parasitoïdes de H. armigera sur tomates biologiques à Bama, au Burkina Faso. Des échantillons de larves de la noctuelle collectés de Novembre à Mars sur vingt carrés de sondage de 1,21 mètres carré de tomate ont été suivies au laboratoire jusqu’à l’émergence des parasitoïdes larvaires ou des chrysalides ou la mort de l’insecte. Simultanément, dix-huit œufs ont été suivis dans des boîtes de Pétri au laboratoire jusqu’à la sortie des parasitoïdes ou à l’éclosion. L’identification a été basée sur les caractères morphologiques. La noctuelle de la tomate est parasitée par sept espèces de parasitoïdes : Meteorus laphygmarum, Apanteles sp., Ha. brevicornis, Euplectrus sp., Tachinidae sp. et Trichogrammatoidea sp 1 et sp2. Les Braconidae sont dominants avec 42,85% de la richesse spécifique. M. laphygmarum et Trichogrammatoidea sp. sont les plus fréquents tandis que Ha. brevicornis, M. laphygmarum et Tachinidae sp. sont les plus abondants en période de fructification de la tomate et préférentiellement sur les jeunes larves L1, L2 et L3. Les parasitoïdes de H. armigera sont assez abondants et diversifiés dans la vallée du Kou. Ils pourraient être considérés dans les stratégies de gestion durable de la noctuelle.

Les chênes européens (Quercus robur, chêne pédonculé et Q. petraea, chêne sessile) sont deux essences forestières emblématiques d’un point de vue écologique, économique et culturel en France. Ces espèces longévives jouent des rôles majeurs dans de nombreux écosystèmes et représentent respectivement 11 et 12% du volume de bois de feuillus sur pied en France. Cependant, elles sont soumises à des perturbations biotiques et abiotiques, dont la fréquence augmente dans le contexte des changements globaux. Ainsi les dépérissements, syndromes multifactoriels, et les maladies causées par des agents pathogènes exotiques ou natifs, ont fortement impacté les chênaies depuis le début du XXème siècle. La nature de ces dépérissements ainsi que les interactions entre facteurs biotiques et abiotiques les générant sont encore mal connues. Les deux premiers chapitres de cette thèse proposent de définir une partie de leur étiologie par une étude des pathobiomes corticaux et racinaires. Le troisième chapitre se concentre sur l’importance de la surveillance du territoire comme levier de prévention à l’introduction d’agents exotiques et plus particulièrement à la menace que représentent les organismes de quarantaine. Un dépérissement rapide des chênes (AOD - Acute Oak Decline) touche actuellement les chênaies du Royaume-Uni. Médié par des facteurs abiotiques (température et précipitations), l’AOD serait déclenché par des insectes (Agrilus biguttatus principalement) et un complexe d’espèces bactériennes. Cette maladie illustre parfaitement le paradigme du pathobiome car les interactions complexes hôte-pathobiome-insecte seraient essentielles à son développement. Afin de préciser la prévalence en France des symptômes associés à l’AOD et le rôle joué par les bactéries sur les dépérissements observés, une étude sur l’étiologie des nécroses corticales associées, ou non, à des attaques d’agriles sur des chênes dépérissant a été réalisée. Le premier signalement en France de la présence des bactéries Brenneria goodwinii, Gibbsiella quercinecans et Rahnella victoriana dans ces nécroses a ainsi pu être réalisé sur Q. robur et Q. petraea. Cependant, ces bactéries ont été isolées moins fréquemment dans les lésions collectées que les champignons Fusarium quercinum, F. falsibabinda, Neonectria sp., et N. punicea. Des inoculations de jeunes plants de chênes ont par ailleurs confirmé le pouvoir pathogène de ces agents fongiques. Ceci confirme l’importance du pathobiome dans les symptômes associés à l’AOD et suggère un rôle non négligeable d’agents pathogènes fongiques, jusqu’alors sous-estimé. Les relations entre microbiote du sol et dépérissement chronique des chênes ont été analysées en forêt de Chantilly (Oise, France). Via une approche de comparaison par couple de chênes 2 dépérissant et non dépérissant, une analyse de la diversité microbienne des champignons et oomycètes par metabarcoding a été effectuée. L’étude a révélé que les compositions dépendaient principalement des types de sol et de l’état sanitaire de l’arbre selon le compartiment échantillonné (sol, rhizosphère ou racines). Un outil d’aide au diagnostic et à l’identification des problèmes phytosanitaires nommé NESTOR (SurveillaNce des chÊnes et diagnoSTic phytOsanitaiRe) a été développé. Recensant les principaux bioagresseurs et problèmes abiotiques rencontrés sur des chênes, il est destiné au grand public et aux professionnels afin d’encourager la surveillance passive et de soutenir la surveillance active du territoire. Cette dernière étant réalisée en France par le Département de la Santé des Forêts. En 2022-2023, une intensification de la surveillance de la maladie du flétrissement du chêne, causée par l’organisme de quarantaine Bretziella fagacearum, a été menée via la collecte d’échantillons d’arbres symptomatiques. [...]
European oaks (Quercus robur, pedunculate oak and Q. petraea, sessile oak) are two emblematic forest species with important ecological, economical and cultural roles. These species are essential in many ecosystems and represent respectively 11 and 12% of the volume of standing wood of deciduous trees in France. However, they are subject to biotic and abiotic disturbances, which have increased in frequency and intensity due to global changes. Declines, which are multifactorial syndromes, and diseases caused by exotic or native pathogens, have strongly affected oaks since the beginning of the 20th century. The nature of these declines, as well as the interactions between biotic and abiotic factors causing them, are not fully understood. This thesis proposes to define part of their etiology through a study of the cortical and root pathobiomes. Finally, it stresses the importance of territorial surveillance as a way to prevent the introduction of exotic pathogens, especially the threat represented by quarantine organisms. Acute Oak Decline (AOD) is currently affecting oak populations in the United-Kingdom. Mediated by abiotic factors (temperature and precipitation), AOD would be triggered by insects (mainly Agrilus biguttatus) and a complex of bacterial species. This disease perfectly illustrates the pathobiome paradigm, as the complex host-pathobiome-insect interactions are essential to its development. In order to clarify the prevalence of symptoms associated with AOD in France and the role played by bacteria in the observed declines, a study of the etiology of cortical necroses associated or not with attacks of A. biguttatus on declining oaks has been observed. The first report on the presence of bacteria Brenneria goodwinii, Gibbsiella quercinecans and Rahnella victoriana in necroses has been made on Q. robur and Q. petraea in France. However, these bacteria have been isolated less frequently in the lesions than the fungi Fusarium quercinum, F. falsibabinda, Neonectria sp., N. punicea. Moreover, their pathogenicity was confirmed by the inoculations of young oak plants. This confirms the importance of the pathobiome in the symptoms associated with AOD and suggests a significant role of fungal pathogens, which was previously underestimated. The relationships between soil microbiota and chronic oak decline were analyzed in the Chantilly Forest (Oise, France) and with a comparison approach by pair of declining and non-declining oaks, an analysis of the fungal and oomycetes diversities by metabarcoding was performed. The study revealed that the compositions mainly depend on the types of soil and the health status of the trees according to the compartment sampled (bulk soil, rhizosphere or roots). 4 Finally, to help the diagnosis and the identification of phytosanitary problems on Quercus spp. in France, an interactive tool called NESTOR (phytosaNitary survEillance and diagnoSTics of Oaks in FRance), has been developed. Inventorying the main bioaggressors and abiotic problems on oaks with this tool is intended to encourage passive surveillance of the territory by the general public and professionals and also to support the active surveillance of the territory led by the Forest Health Department of the French Ministry of Agriculture and Food in France. In 2022-2023, intensified surveillance of oak wilt disease, caused by the vascular fungus Bretziella fagacearum, was carried out by collecting samples from symptomatic trees. The isolations and diagnoses conducted during this thesis confirmed that the fungus is still absent from the territory, but that it remains important to stay vigilant about its possible introduction in France

Une voie agroécologique pour améliorer la fourniture des services écosystémiques dans les agroécosystèmes est d'associer plusieurs espèces végétales au sein d'une même parcelle. Dans ce contexte, les agroforêts tropicales, caractérisées par une forte diversité végétale, sont un modèle d'étude d'intérêt croissant. Dans ce travail qui porte sur le service de régulation des bioagresseurs, notre hypothèse est que la structure des agroforêts influence la régulation naturelle des bioagresseurs de la culture principale. La composition en plante hôte de l'agroforêt est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations de la ressource. La structure spatiale de la végétation est susceptible d'influencer les bioagresseurs via les variations des conditions microclimatiques. Enfin, les variations de la ressource et du microclimat ne sont pas des mécanismes indépendants puisqu'un microclimat favorable à la croissance de la plante hôte du bioagresseur peut augmenter la quantité des tissus sensibles et donc la ressource pour ce bioagresseur. Pourtant, l'importance relative de l'effet de la composition et de la structure spatiale de la végétation des agroforêts sur l'intensité l'attaque des bioagresseurs a rarement été étudiée. Les objectifs de ce travail de thèse sont (1) de caractériser la composition et la structure spatiale des peuplements végétaux d'agroforêts à cacaoyers et (2) de quantifier leurs interactions avec l'intensité d'attaque de biogresseurs du cacaoyer. Ce travail est appliqué à trois bioagresseurs du cacaoyer : au Costa Rica, la moniliose sur un réseau de parcelles installé dans la région de Talamanca ; au Cameroun, la pourriture brune des cabosses et les mirides sur un réseau de parcelles installé dans la région Centre. Premièrement, nous avons caractérisé la composition et la structure spatiale de la végétation des agroforêts à cacaoyers du Costa Rica et du Cameroun. Au Costa Rica, nous avons identifié une diversité de structure spatiale des arbres forestiers entre parcelles, allant de l'agrégation à la régularité ce qui semble indiquer un gradient croissant de gestion entre ces parcelles. Au Cameroun, nous avons également observé une diversité de structure spatiale entre peuplement d'une même parcelle. En effet, les arbres forestiers sont aléatoirement distribués ou agrégés alors que les arbres fruitiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués à l'échelle de la parcelle ce qui semble indiquer une différence d'intensité de gestion entre ces deux peuplements. Deuxièmement, nous avons hiérarchisé les caractéristiques de composition en hôte, de quantité de tissus sensibles et de structure spatiale de la végétation des agroforêts qui influencent l'intensité (i) de la moniliose (ii) de la pourriture brune et (iii) des mirides. L'intensité de la moniliose et la densité en mirides diminuent lorsque les quantités de tis- sus sensibles diminuent et lorsque les arbres forestiers sont aléatoirement ou régulièrement distribués plutôt qu'agrégés ou en faible densité à l'échelle de la parcelle. D'autre part, l'intensité de la moniliose diminue lorsque la densité en cacaoyers augmente et l'intensité de la pourriture brune diminue lorsque l'abondance en cacaoyers augmente, ces résultats étant contraires aux hypothèses de diminution et de dilution de la ressource. Globalement, nos résultats indiquent donc que les variations de la ressource liées aux variations de la composition en hôte ne sont pas le principal effet qui explique la présence des bioagresseurs dans les agroforêts complexes. La structure spatiale des arbres d'ombrage, encore jamais décrite à notre niveau de précision, joue un rôle déterminant et son optimisation pourrait être un moyen de lutte agroécologique contre la moniliose et les mirides du cacaoyer. Dans le cadre de l'agroécologie, ce travail nous a permis d'améliorer notre compréhension des mécanismes écologiques impliqués dans la régulation des bioagresseurs du cacaoyer à l'échelle de la parcelle et ouvre des perspectives pour leur gestion agroécologique.

L’intensification de l’agriculture et la simplification biologique des agroécosystèmes conduit à une perte des fonctions écosystémiques tandis que le contrôle chimique des bioagresseurs (BAG) n’est pas durable. La diversification des agroécosystèmes est plébiscitée de manière croissante pour restaurer les interactions positives entre les plantes, telles que la régulation des BAG, au bénéfice des cultures. Mais la diversification bien qu’elle implique un partage des ressources ne doit pas se faire au détriment des rendements. Si la diversité végétale est le support de services de régulation des BAG, quel devrait être le niveau de ces régulations pour compenser les pertes de rendement liées à la compétition pour les ressources ? Quelles devraient-être la composition et la structure de la communauté de plantes pour optimiser de façon synergique les régulations de multiple BAG et la production ? J’ai d’abord quantifié par modélisation théorique les niveaux minimum de régulation des BAG requis pour compenser les pertes de rendement dues à la compétition, dans différents scénarios d’association et de ressources. J’ai ensuite réalisé une étude de terrain pour étudier les régulations écologiques de trois importants BAG du bananier dans un gradient de complexité végétale. Enfin, j’ai quantifié la part d’écart de rendement attribuable aux BAG et aux ressources. Je discute des interactions entre dégâts des BAG et compétition pour les ressources à l’échelle de la plante, des mécanismes de régulations écologiques des BAG du bananier et de la gestion de la végétation à l’échelle de la parcelle pour la régulation synergique des BAG et l’optimisation des rendements
Agriculture intensification and biological simplification of agroecosystems lead to the loss of ecosystem functions while chemical control of pests is not sustainable. Agroecosystem plant diversification is increasingly recognized as a way to restore positive interactions among plants benefiting crops, such as pest regulations. But diversification that causes resource sharing must not be done at yields’ expense. If vegetation complexity is the basis for pest regulation services, what should be the level of the regulations to compensate for yield losses due to competition for resources? What should be the composition and structure of the plant community to synergistically optimize multiple pest regulations and yields? First, I quantified by theoretical modeling the minimal levels of pest regulation required to compensate for yield losses due to competition in various association and resource scenarios. I then conducted a field study to study the ecological regulations of three important pests of bananas along a vegetation complexity gradient. Finally, I quantified the amount of yield losses attributable to pests and resources. I discuss the interactions between pest damage and resource competition at plant scale, the mechanisms implied in ecological regulations of the three banana pests and the management of the plant community at field scale for the synergic regulation of multiple pests and yield optimization

Du fait de la réduction de l'usage des produits phytosanitaires, les bioagresseurs du sol, notamment les champignons Sclerotinia et les nématodes à galles Meloidogyne, sont de plus en plus préoccupants en maraîchage sous abri. Des techniques alternatives existent, mais leurs efficacités partielles et variables nécessitent la recherche de nouvelles stratégies pour leur gestion.Cette étude vise à déterminer l'intérêt de combiner deux techniques, la solarisation et l'engrais vert (Sorgho sudanense) et les influences des successions culturales et des fréquences d'utilisation de ces techniques sur leurs efficacités.Pour cela, un dispositif en parcelles de producteurs a permis de suivre l'évolution des incidences et sévérités de Sclerotinia et Meloidogyne dans différents systèmes de culture.Les effets des cultures de melon sont prédominants sur ceux des techniques alternatives, de façon opposée pour ces deux bioagresseurs. Les successions incluant du melon favorisent les plus fortes attaques de Meloidogyne alors qu'elles réduisent celles de Sclerotinia. Pour ce pathogène, l'utilisation de solarisation tous les ans ou un an sur deux en combinaison avec l'engrais vert en assure le contrôle le plus efficace. Par contre, la culture de melon étant très sensible à Meloidogyne, elle masque les effets des techniques alternatives.Des propositions d'amélioration de systèmes de culture, basées sur la modification des fréquences de culture du melon et sur l'optimisation de l'usage des techniques alternatives, ont été faites pour la gestion commune de Sclerotinia et Meloidogyne.Ces résultats montrent les interactions entre les différentes pratiques culturales utilisées sur une parcelle et l'intérêt des études agronomiques systémiques. De plus, les effets opposés observés d'un même système de culture soulignent l'intérêt d'études multi-bioagresseurs, pour ne pas faire de propositions qui résolvent un problème mais en aggravent d'autres
In the current context of the reduction of pesticide use, soilborne pests and diseases, and especially the fungi Sclerotinia and the root-knot nematodes Meloidogyne, become more and more worrying in vegetable production under shelter in Southern France. Alternative techniques exist, but their partial and varying efficiencies require the search for new strategies of management of these pests and diseases fit for producers.Therefore, the aim of this study is to determine the benefit of combinations of two techniques, soil solarisation and green manure (Sorghum sudanense). It is also to determine the influences of crop successions and frequences of these techniques on their individual efficiencies.To this effect, a setup of producers' plots has been designed. The spatiotemporal evolution of incidences and severities of Sclerotinia and Meloidogyne in several cropping systems has been observed on this setup.The presence of a melon crop has a major influence on the efficiency of the alternative techniques. Opposite effects for the two considered pests and diseases appeared. Crops successions with melon are most favourable to highest infestations of Meloidogyne whereas, Sclerotinia infections are reduced. For this pathogen, a solarisation every year or every two years ensures the most effective control. On the contrary, in the case of Meloidogyne, the melon crop is very sensitive to this pest, a characteristic that masks the positive effects of alternative techniques

La vigne (Vitis vinifera) est sensible à un grand nombre de maladies. Les politiques de limitation des traitements phytosanitaires font qu'aujourd'hui, les viticulteurs ne disposent d'aucun moyen de lutte contre certains bioagresseurs. C'est le cas des maladies du bois causées par des complexes fongiques nécrosant les ceps et du court noué, maladie virale transmise par des nématodes. La vigne est une espèce végétale connue pour sa production particulière de métabolites secondaires en réponse à des infections. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés aux phytoanticipines, préformées dans les plantes et dont le potentiel de toxicité envers des agents pathogènes est intéressant, c’est le cas des triterpénoïdes. Les objectifs de cette thèse ont donc été dans un premier temps d'estimer la capacité de la vigne à produire de tels composés. Pour cela, la composition en triterpénoïdes de différents organes et de différents cépages a été analysée. Nous avons pu montrer que la composition générale en triterpénoïdes est caractéristique de chaque cépage et de chaque organe. Dans une deuxième partie, 9 gènes impliqués dans la synthèse de triterpènes chez la vigne ont été identifiés et leur expression a été évaluée dans différents organes, chez différents cépages et sous différentes conditions de stress biotique et abiotique. Cette étude exploratoire nous donne des pistes pour mettre en corrélation l'expression de certaines triterpène synthases avec la production différentielle de certains triterpènes à la surface des feuilles de différents cépages. Enfin, nous nous sommes intéressés aux triterpènes glycosylés, les saponines, afin d'évaluer leur potentiel dans la lutte contre certaines maladies majeures de la vigne pour lesquelles aucun traitement n'est actuellement disponible. Pour cela, l'efficacité de saponines issues de la gypsophile et du quillaja a été testée contre certains champignons associés aux maladies du bois ainsi que contre les nématodes vecteurs des virus du court noué. Nous avons pu mettre en évidence que les souches de champignons testées étaient capables de contourner la toxicité des saponines, tandis qu'un tel traitement était rapidement efficace pour lutter contre les nématodes. Afin de vérifier l'innocuité de ce traitement pour l'environnement, les doses efficaces ont été testées et n'ont pas eu d'impact significatif sur différents bioindicateurs
Vitis vinifera is susceptible to many pathogens. These past few years, treatment policies led to the withdrawal of many pesticides. Renee, no chemical treatments are available to treat some grapevine diseases such as the grapevine trunk diseases caused by fungi complexes and the grapevine fanleaf degeneration, a viral disease transmitted from grapevine to grapevine by vector nematodes. Grapevine is known for the production of secondary metabolites as a response to pathogen infections. In this work, we focused on phytoanticipins such as triterpenoids, that are found as preformed compounds and that confer a basal resistance level to plants. First, a chemical analysis was made on the triterpenoid composition of some grapevine cultivars and organs. This study revealed that the triterpenoid composition is specific to the V. vinifera cultivar and the organ. In a genomic approach, 9 candidate genes involved in the triterpene biosynthesis were identified and their expression was studied in different organs, varieties and biotic or abiotic stress conditions. This explorative study shows correlations between gene expression and differential triterpene production at the leaf surface of the different varieties. In the last part of this study, the use of glycosylated triterpenes, also called saponins, as a substitution solution to withdrawed treattnents against major grapevine diseases was tested. Therefore, the efficiency of saponins extracted from gypsophila and quillaja was tested against fungi associated to grapevine trunk diseases and some nematodes vector of the grapevine fanleaf degeneration. These tests evidenced that the fungi were able to avoid saponins toxicity, whereas such treatment was efficient to kill nematodes. In order to evaluate the effect of the treatment on the environment, the efficient doses were tested and bad no significant impact on some bioindicators

La valeur potentielle des agro-forêts tropicales comme modèle d'intensification écologique de l'agriculture est un sujet d'intérêt croissant. Les agro-forêts tropicales sont des agroécosystèmes caractérisés par une forte diversité végétale et une diversité d'organisation spatiale des individus. Les structures complexes de ces agroécosystèmes en font des systèmes « proches » des écosystèmes naturels. Cette complexité améliorerait la fourniture de nombreux services écosystémiques. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au service de régulation naturelle des bio-agresseurs des cultures. Notre hypothèse est que la complexité de structure (composition et structure spatiale) des agro-forêts influence la présence et l'intensité d'attaque des bio-agresseurs de la culture principale. En effet, l'augmentation de la diversité végétale à l'échelle de la parcelle diminuerait l'intensité d'attaque de bio-agresseurs spécialistes via la diminution de l'abondance de la ressource. Inversement, cette diversité amplifierait celle des bio-agresseurs généralistes via l'introduction potentielle d'hôtes alternatifs. Une diversité de structures spatiales d'individus associés est aussi susceptible d'influencer le microclimat et par son biais les bio-agresseurs des cultures. Pourtant, l'importance relative de l'effet de la composition (via la dilution ou l'amplification de la ressource) et de la structure spatiale (via l'altération du microclimat) du peuplement végétal sur l'intensité d'attaque de bio-agresseurs a rarement été étudiée. L'objectif de ce travail est de quantifier les interactions entre les caractéristiques de composition et de structure spatiale du peuplement végétal d'agroécosystèmes complexes et l'intensité d'attaque de bio-agresseurs de la culture principale à l'échelle de la parcelle. Ce travail est appliqué aux agro-forêts à cacaoyers du Costa Rica et du Cameroun. En effet, la culture du cacaoyer est l'une des rares encore réalisée traditionnellement au sein d'agro-forêts dans la majorité des pays producteurs. Nous nous intéresserons à trois bio-agresseurs du cacaoyer choisis pour leurs caractéristiques de dissémination et de développement contrastées : au Costa Rica, la moniliose sur un réseau de parcelles installées dans la région de Talamanca ; au Cameroun la pourriture brune et les mirides sur un réseau de parcelles installées dans la région Centre. Dans un premier temps nous avons construit des typologies descriptives des structures spatiales des agro-forêts à cacaoyers du Costa Rica et du Cameroun afin d'identifier la variabilité des structures spatiale des agro-forêts au sein d'une même région. Ces typologies ont permis d'identifier des structures spatiales horizontales variées allant de la régularité à l'agrégation significatives des arbres d'ombrage selon les pays étudiés. Dans un deuxième temps nous avons identifié et hiérarchisé les caractéristiques de composition et de structure spatiale à l'échelle de la parcelle agroforestière qui influencent l'intensité d'attaque de la moniliose au Costa Rica ; et de la pourriture brune et des mirides au Cameroun. La structure spatiale du peuplement végétal joue un rôle prépondérant dans l'ensemble de nos résultats. L'agrégation des arbres forestiers augmente l'intensité d'attaque de la moniliose au Costa Rica et la densité des mirides au Cameroun. La pourriture brune quant à elle augmente lorsque la densité des individus de la strate basse augmente à l'échelle de la parcelle. Pour finir, nous montrons que la quantité de tissus sensible plutôt que la composition en hôte explique l'intensité de la moniliose et la densité en miride. Ces résultats sont discutés en fonction des nombreux mécanismes qui relient la structure de la végétation aux bio-agresseurs et des caractéristiques de ces bio-agresseurs. Notre travail fournit une description précise de la structure d'agro-écosystèmes tropicaux complexes
The potential value of tropical agroforests as a model for ecological intensification of agriculture is a subject of increasing interest. Tropical agroforests are agroecosystems characterized by high plant diversity and a complex spatial structure of individuals. With their forest-like structures, agroforests are close to natural ecosystems. The complex structure of agroforests would seem to improve the provision of numerous ecosystem services.This work concerned natural pest and disease regulation services in complex agroecosystems. Our hypothesis was that complex agroforest structures (composition and spatial structure) influence the pest and disease attack intensity on the main crop. Indeed, an increase in plant diversity in agroecosystems is known to reduce specialized pest and disease attack intensity due to a decrease in resource abundance and density on a plot scale. Conversely, plant diversity could increase the generalist pest and disease attack intensity due to the potential introduction of alternative hosts. Moreover, diversity in plant spatial structure has an impact on microclimatic conditions and, thereby, on the pest and disease attack intensity. However, the relative importance of host composition effects on pest and disease intensity, due to resource dilution or amplification, and plant spatial structure effects, due to microclimatic alteration, is still unknown.Our objective was to quantify interactions between the composition and spatial structure characteristics of agroforests and the pest and disease attack intensity on a plot scale.This work was applied to cacao agroforests in Costa Rica and Cameroon. Indeed, cacao is one of the last crops still to be grown in traditional agroforests in the majority of producing countries. The study was conducted on two cacao diseases and one pest chosen for their contrasting spread and development characteristics: in Costa Rica, Frosty Pod Rot (FPR) intensity was studied in cacao agroforests in the Talamanca region; in Cameroon, Black Pod (BP) intensity and mirid density were studied in cacao agroforests in the Centre region.Firstly, we established shade tree spatial structure typologies for cacao agroforests in Costa Rica and Cameroon, in order to identify spatial structure diversity in the same region. A diversity of spatial structures was identified ranging from significant regularity to significant aggregation, depending on the shade tree stand and country studied.Secondly, we identified and classified the host composition, amount of sensitive tissue and the spatial structure characteristics of the associated plants, according to their explanatory power in explaining FPR intensity, BP intensity and mirid density in cacao agroforests. The spatial structure of the associated plants was a crucial characteristic of agroforests in explaining FPR and BP intensity and mirid density. Indeed, forest tree regularity decreased FPR intensity in Costa Rica and mirid density in Cameroon. The BP intensity was reduced by a decrease in the density of individuals belonging to strata lower than or equal to the cacao tree stratum. Lastly, the amount of sensitive tissue rather than the host composition variables explained the increase in FPR intensity in Costa Rica and the mirid density in Cameroon. Our results are discussed in line with several mechanisms that explain plant diversity and pest and disease relationships.Our work provides a precise description of complex tropical agroecosystem structures. We quantified the relationship between observed plant structures and the pest and disease regulation ecosystem service. In the context of agroecology, this work opens up prospects for identifying and understanding ecological mechanisms involved in natural pest and disease regulation in cacao agroforests on a plot scale

La vigne est une culture pérenne sensible à de nombreux bioagresseurs et sur laquelle il est nécessaire de réaliser de nombreux traitements pesticides, susceptibles de causer des problèmes environnementaux, de santé humaine et d’apparition de résistance au sein des populations de bioagresseurs. Aujourd’hui, il est indispensable de développer des stratégies nouvelles de lutte contre les bioagresseurs, plus raisonnées mais permettant de conserver une viticulture compétitive. L’utilisation de produits de biocontrôle semble, en ce sens, être une approche prometteuse permettant d’allier agriculture durable et intensive.Deux écoproduits généralistes à fort potentiel ont été identifiés, comme possédant des actions intéressantes sur les principales maladies cryptogamiques de la vigne. Le premier est un extrait naturel de plante, sans action fongicide directe mais capable de stimuler efficacement et de façon systémique les défenses de la plante. Le second, quant à lui, est un microorganisme qui possède une forte action antagoniste fongicide, mais aussi la capacité à stimuler les défenses de plante. Dans un premier temps, des études en conditions contrôlées ont mis en évidence l’efficacité des deux actifs pour inhiber le développement de diverses souches d’Erysiphe necator, Plasmopara viticola, Botrytis cinerea et Botryosphaeriaceae. En parallèle, des expérimentations au vignoble, ont confirmé le fort potentiel de ces produits de biocontrôle, avec des bonnes efficacités, particulièrement stable avec l’extrait naturel. Ces différentes études nous ont permis d’identifier et d’élaborer des stratégies d’utilisation pour ces deux produits de biocontrôle
Grapevine is a perennial crop sensitive to many fungal pathogens that require numerous pesticide treatments. However, its uses lead to environmental, human health and fungicide resistance problems. Developing sustainable pest management strategies while keeping a good wine quality is of major importance. In this sense, the use of bio-pesticides products seems to be a promising approach to combine sustainable and intensive agriculture.Two generalist bio-pesticides of great potential have been preliminary identified, forits actions on major fungal diseases of grapevine. The first one is a natural plant extract, with no direct fungicide action but able to systemically stimulate plant defenses. The second one is a microorganism showing strong antagonist fungicide actions, and important ability to stimulate plant defenses. First, the studies conducted in controlled conditions have demonstrated the effectiveness of both products in the suppression of various isolates of Erysiphe necator, Plasmopara viticola, Botrytis cinerea and Botryosphaeriaceae. In parallel,the good efficiencies of these products have been confirmed during vineyard assays. This was especially well demonstrated for the natural extract. As a whole, these studies confirm thepotential of these two products as promising bio-pesticides, of which the strategy of application have been further defined

Le tournesol présente de nombreux atouts agroécologiques (résistance aux stress abiotiques, faible Indice de Fréquence de Traitement, bon précédent cultural, entretien de la biodiversité des pollinisateurs), mais ses surfaces et son rendement stagnent depuis près de 30 ans. Ces stagnations sont notamment dues à un cortège de bioagresseurs dont il est la cible. Dans un contexte d'objectif de réduction de l'utilisation des pesticides, les méthodes non chimiques de prophylaxie (ou préventives) doivent être valorisées face aux bioagresseurs. Or, il est difficile de prévoir l'effet du changement d'une ou plusieurs pratiques culturales sur l'ensemble de bioagresseurs. Les outils de modélisation sont des outils indispensables pour aborder cette question. Trois bioagresseurs ont été considérés lors de cette thèse : deux champignons phytopathogènes, le phomopsis (Diaporthe helianthi) et le phoma (Leptosphaeria lindquistii), en raison des connaissances et des jeux de données disponibles ; et une plante parasitant exclusivement le tournesol, l’orobanche (Orobanche cumana) en raison de l'importance agronomique des dommages qu'elle entraîne. Elle est récemment apparue en France et prolifère rapidement. Ces trois bioagresseurs peuvent avoir un haut niveau de nuisibilité. Le travail de thèse aborde trois questions. i) Comment gérer la production d’inoculum primaire de ces bioagresseurs ? ii) Comment synthétiser les savoirs disponibles sur les effets des pratiques agricoles et de la situation de production sur les cycles biologiques de ces bioagresseurs ? iii) Comment améliorer les méthodes de modélisation mobilisées ? Des synthèses des littératures scientifique et technique ont été réalisées. L’expertise de phytopathologistes, de malherbologues et d’agronomes a été élicitée et formalisée. Des méthodes algorithmiques originales ont été développées pour adapter deux modèles génériques à différents bioagresseurs. Le modèle dynamique générique SimMat a été mobilisé pour aborder la première question. Ce modèle prédit les effets de la pluviométrie et de la température sur la reproduction sexuée de champignons ascomycètes. Il a été adapté au phomopsis et au phoma du tournesol. La seconde question a été abordée à l'aide de l'approche IPSIM (Injury Profile SIMulator), qui permet de développer des modèles qualitatifs prédisant les effets du système de culture et de la situation de production sur les dégâts causés par un ou plusieurs bioagresseurs. Deux modèles qualitatifs ont été créés : un pour le phomopsis, un pour le phoma. Des modèles préliminaires ont été proposés pour le phoma et l’orobanche. L'ensemble de ces modèles a été adapté aux bioagresseurs grâce à des méthodes innovantes pour améliorer leurs qualités prédictives. En particulier, une méthode d'hybridation de l’expertise et des informations contenues dans les jeux de données a été proposée. La thèse a donc permis de développer un ensemble de modèles contribuant à la gestion des stress biotiques du tournesol, et des innovations méthodologiques génériques pour la modélisation. On dispose désormais d'outils opérationnels pour contribuer à la mise en place de stratégies de protection agroécologique du tournesol
Sunflower has many agroecological benefits (resistance to abiotic stresses, low Treatment Frequency Index, maintenance of pollinator biodiversity), but its surface area and yield have stagnated for nearly 30 years. These stagnations are due in particular to a collection of pests. In a context of pesticide reduction, non-chemical prophylactic (or preventive) methods must be promoted against pests. However, it is difficult to predict the effects of one or more cropping practice(s) on pest development. Models are essential tools to reach this objective. Three pests were considered in this thesis: two phytopathogenic fungi, phomopsis stem canker (Diaporthe helianthi) and phoma (Leptosphaeria lindquistii), because of the available knowledge and datasets; and a plant parasitizing exclusively sunflower, broomrape (Orobanche cumana) because of the damages it generates. Indeed, it has recently appeared in France and is rapidly expanding. These three pests can generate significant crop losses. The conducted work addressed three questions: i) How to manage primary inoculum production of these pests? ii) How to value the available knowledge on the effects of cropping practices and production situations on the biological cycles of these pests? iii) How to improve the modeling methods used? Syntheses of scientific and technical literature have been conducted. The expertise of plant pathologists and agronomists has been elicited and formalized. Original algorithms have been developed in order to adapt two generic models to different pests. The generic SimMat dynamic model was used to address the first question. This model predicts the effects of rainfall and temperature on the sexual reproduction of ascomycete fungi. It has been adapted to phomopsis and phoma of sunflower. The second question was addressed using the IPSIM (Injury Profile SIMulator) approach, which allows the development of qualitative models predicting the effects of cropping practices and production situations on injuries caused by one or several pest(s). Two qualitative models were created for phomopsis stem canker and phoma and the model for phomopsis stem canker was evaluated. A preliminary model has been proposed for broomrape. Four of these models have been adapted using innovative methods to improve their predictive qualities. In particular, a method for hybridizing expert knowledge and the information contained in the datasets has been developed. The thesis therefore made it possible to develop a set of models contributing to the management of biotic stresses of sunflower, and generic methodological breakthroughs for modeling. Operational tools are now available to contribute to the implementation of agroecological protection strategies for sunflower

Identifier les leviers permettant de stimuler la régulation naturelle des bioagresseurs tout en préservant la biodiversité est indispensable pour concevoir des paysages agricoles fonctionnels. A partir d’une méta-analyse et d’une étude empirique reposant sur 42 parcelles viticoles localisées dans Nouvelle Aquitaine (France), nous avons cherché à évaluer l’impact du déploiement de l’agriculture biologique à de large échelles spatiales sur 1) les communautés d’ennemis naturels, 2) les services de régulation naturelle, 3) les taux d’infestation par les bioagresseurs. Dans ce travail, nous avons montré que la proportion d’agriculture biologique est un facteur structurant plus les communautés d’ennemis naturels que la proportion d’habitats semi-naturels dans le paysage. De plus, nous avons montré que les communautés de bioagresseurs rencontrées dans les vignes ne sont pas influencées par la proportion d’agriculture biologique alors qu’elles répondent plutôt négativement à la proportion d’habitats semi-naturels. Par ailleurs, nous avons montré que l’agriculture biologique, à l’échelle globale et indépendamment du type de culture considérée est un système de culture stimulant la régulation naturelle des bioagresseurs. En viticulture, elle permet de réduire l’utilisation des produits phytosanitaires, comparé à l’agriculture conventionnelle. Enfin, nos analyses ont révélé qu’au-delà de la différence de systèmes de culture, un certain nombre de facteurs locaux (e.g., âge des parcelles, fréquence de traitements, productivité) permettent d’expliquer la structure des communautés d’ennemis naturels et des services de régulation naturelle des bioagresseurs. Tout en produisant des connaissances sur les processus permettant d’expliquer les assemblages des communautés d’ennemis naturels et les niveaux de services de régulation rendus, notre travail suggère des pistes pour l’aménagement des paysages viticoles permettant de concilier préservation de la biodiversité et maximisation des régulations naturelles
Identifying landscape context and farming systems that enhance natural pest control while maintaining biodiversity is crucial to design functional agricultural landscapes. Using a meta-analysis and an empiric study based on 42 vineyards in Nouvelle Aquitaine (France), we investigated the effect of the deployment of organic farming at a landscape scale on 1) natural enemy communities, 2) natural pest control and 3) pest infestation levels. Here, we showed that the proportion of organic farming structured more natural enemy communities than the proportion of semi-natural habitats. On the opposite, pest and pathogen infestations were never influenced by the proportion of organic farming while they were negatively influenced by the proportion of semi-natural habitats. Furthermore, at a global scale and for every crop types, organic farming, per se, enhances natural pest control. In viticulture, it is less dependent of synthetic agrochemicals than conventional farming. Moreover, local factors such as the treatment frequency index, the field age and the crop productivity had important effects on natural enemy communities and natural pest control. Finally, we yielded knowledge on processes that impact natural enemy assembly and natural pest control in agrosystems. For vineyards-dominated landscapes, our work suggests some tracks for landscape planning that support biodiversity conservation and natural pest control

Dans un contexte de limitation de l'utilisation des pesticides, une voie de recherche prometteuse porte sur le déterminisme environnemental actionnant les mécanismes de défense de la plante, entre autres, la production de métabolites secondaires. L'objectif de mon travail de thèse a été d'étudier le compromis entre croissance et défense (métabolisme primaire vs. secondaire) dans les tissus de la plante saine ou attaquée par différents bioagresseurs, sous différentes conditions de disponibilité en ressources. Pour cela, nous avons mesuré différents paramètres de croissance, les ratios C/N des tissus, les concentrations en principaux métabolites primaires (glucides simples, amidon) et en composés de défense (acide chlorogénique, rutine, kaempferol-rutinoside et tomatine) dans différents organes de tomate en culture hydroponique en serre ou phytotron. Nous avons observé que les variations des ratios C/N total et de ressources sont positivement corrélées à celles de nombreux composés de défense quelle que soit leur composition en N et C. De plus, nous avons montré qu'en présence d'un bioagresseur, les concentrations des composés primaires et secondaires ne suivent pas la même évolution selon leur nature. La synthèse de caffeoyl putrescine est fortement induite lors de l'attaque par P. syringae alors que la concentration en acide chlorogénique est diminuée. L'inoculation de P. syringae réduit les concentrations en glucose et fructose alors que P. corrugata stimule leur synthèse. Enfin, nous avons observé qu'une faible disponibilité en azote altère le développement de P. syringae, P. corrugata et Tuta absoluta mais favorise le développement de Botrytis cinerea. Nos résultats ont montré que le ratio C/N est un indicateur fiable du compromis croissance/défense dans le cas d'une plante saine. Dans le cas d'une plante attaquée, la répartition des ressources entre les différents métabolites varie en fonction du bioagresseur. Et chaque bioagresseur réagit de façon différente aux variations de disponibilité en azote de la plante. La maîtrise des conditions de culture apparaît comme un levier agronomique pertinent pour raisonner la lutte contre les bioagresseurs même s'il est difficile d'appliquer des règles générales sur l'interaction plante/environnement/bioagresseurs
Nowadays, limiting the use of pesticides is mandatory. A promising way for research deals with the environmental determinism of plant defence mechanisms, among others, production of secondary metabolites. The aim of my PhD work was to study the trade-off between growth and defence (primary vs. secondary metabolism) in healthy plant tissues or attacked by different pests, under different conditions of resources availabilities. We measured different growth parameters, C:N ratios of tissue, concentrations of main primary metabolites (simple carbohydrates, starch) and defence metabolites (chlorogenic acid, rutin, kaempferol-rutinoside and tomatine) on healthy or attacked tomato plant grown in hydroponic culture in greenhouse or phytotron. We observed that variations of total and resources C:N ratios were positively correlated to that of several defence compounds whatever their composition in carbon and nitrogen. Moreover, we showed that, during pests attack, concentrations of primary and secondary metabolites did not follow the same evolution, depending on their nature. Caffeoyl putrescine synthesis was strongly induced by P. syringae inoculation whereas chlorogenic acid concentration decreased. Inoculation of P. syringae induced a strong decrease of concentration of glucose and fructose whereas inoculation of P. corrugata enhanced their synthesis. We observed that a low N availability alters the development of P. syringae, P. corrugata and Tuta absoluta but promotes the development of B. cinerea. Our results showed that C:N ratio is a reliable indicator of the trade-off between growth and defence in the case of healthy plant. In attacked plant, the resources allocation between different metabolites varies with pests. And each pests reacts specifically to changes of N availability for the plant. Control of culture conditions appears to be a relevant agronomic tool to monitor the control of pests even if it is difficult to apply general rules to the interaction plant/environment/pests