Gestion de la maladie de dépérissement du pommier : criblage in vitro et in planta des activités protectrices d’une collection de microorganismes contre les Pythiacées et caractérisation chimique du principal actif produit par l’isolat A. westerdijkiae A7 - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2020

Management of apple dieback disease : in vitro and in planta screening of protective activities of a collection of microorganisms against Pythiaceae and chemical characterization of the main active ingredient produced by the isolate A. westerdijkiae A7

Gestion de la maladie de dépérissement du pommier : criblage in vitro et in planta des activités protectrices d’une collection de microorganismes contre les Pythiacées et caractérisation chimique du principal actif produit par l’isolat A. westerdijkiae A7

Résumé

Apple dieback is a telluric disease caused by several Pythiaceae species. It is responsible for serious damage and loss of trees in many orchards in Tunisia. As the chemical control of this disease poses eco-toxicological problems and the prophylactic means have limited effectiveness, other means of fight are actively sought. The objective of this thesis was to identify a new biological control agent against oomycetes responsible for this disease from a collection of Tunisian fungal and bacterial isolates as an alternative to chemical control. The fungal isolates studied belonged to the genera Trichoderma, Aspergillus and Penicillium spp., The bacterial isolates to the genus Bacillus spp. clade subtilis. Fungal isolates strongly inhibited the growth of Pythiaceae in vitro (> 40%) compared to bacterial isolates; in particular, the culture filtrates of isolates A. westerdijkiae A7 and T. simmonsii A2. The evaluation of the preventive and curative activity against Pythiaceae on apple rootstocks of these two fungal isolates and of the Bacillus B2 strain showed that T. simmonsii A2 was the most effective when applied preventively. Likewise, the combination of the Bacillus B2 strain and the A. westerdijkiae A7 isolate induced good protection against Pythiaceae as a preventive measure. The combination of the T. simmonsii A2 and A. westerdijkiae A7 isolates resulted in better protection in curative therapy, while the combination of the three isolates together greatly reduced the protective activity. Our study reveals the potential of Tunisian isolates, alone or in combination, as biological control agents against apple dieback as well as an additional beneficial effect on plant growth observed at the level of the roots and the length of the stems. Thus, we have selected the best candidates acting by antibiosis for the identification of the main active agents responsible for anti-oomycete activity. The A. westerdijkiae A7 isolate was retained with 100% inhibition of mycelial growth of the Pythiaceae isolates tested. Several successive purification steps of the culture filtrate made it possible to identify penicillic acid (3-mehoxy-5-methyl-4-oxo-2,5-hexadienoic acid) as the main molecule responsible for inhibiting growth mycelia of the Pythiaceae tested. Since penicillic acid has toxic properties for human and animal health, isolate A. westerdijkiae A7 cannot be used as BCA since it produces this mycotoxin despite our promising results in planta. All of this work shows the anti-oomycete potential of microorganisms in vitro, which may differ from the protective activity against Pythiaceae in planta. They also reveal the need to characterize the active molecule for the toxicity studies necessary for the development of a biocontrol product.
Le dépérissement du pommier est une maladie tellurique causée par plusieurs espèces Pythiacée. Il est responsable de graves dommages et de pertes d'arbres dans de nombreux vergers en Tunisie. Comme la lutte chimique contre cette maladie pose des problèmes éco toxicologiques et les moyens prophylactiques ont des efficacités limitées, d’autres moyens de lutte sont activement recherchés. L’objectif de cette thèse était d’identifier un nouvel agent de lutte biologique contre les oomycètes responsables de cette maladie à partir d’une collection d’isolats fongiques et bactériens Tunisiens comme alternative au contrôle chimique. Les isolats fongiques étudiés appartenaient aux genres Trichoderma, Aspergillus et Penicillium spp., les isolats bactériens appartenaient au genre Bacillus spp. clade subtilis. Les isolats fongiques ont fortement inhibé la croissance in vitro des Pythiacées (> 40%) par rapport aux isolats bactériens ; en particulier, les filtrats de culture des isolats A. westerdijkiae A7 et T. simmonsii A2. L'évaluation de l’activité préventive et curative contre les Pythiacées sur des porte-greffes du pommier de ces deux isolats fongiques et de la souche Bacillus B2 a montré que T. simmonsii A2 était le plus efficace lorsqu'il était appliqué à titre préventif. De même, la combinaison de la souche Bacillus B2 et de l’isolat A. westerdijkiae A7 a induit une bonne protection contre les Pythiacées en préventif. La combinaison des isolats T. simmonsii A2 et A. westerdijkiae A7 a entraîné une meilleure protection en traitement curatif, alors que la combinaison des trois isolats ensemble réduisait fortement l’activité protectrice. Notre étude révèle le potentiel des isolats Tunisiens, seuls ou en combinaison, en tant qu'agents de lutte biologique contre le dépérissement du pommier ainsi qu'un effet bénéfique supplémentaire sur la croissance végétale observé au niveau des racines et de la longueur des tiges. Ainsi, nous avons sélectionnés les meilleurs candidats agissant par antibiose pour l'identification des principaux agents actifs responsables de l'activité anti-oomycète. L'isolat A. westerdijkiae A7 a été retenu avec 100% d'inhibition de la croissance mycélienne des isolats de Pythiacées testés. Plusieurs étapes de purification successives du filtrat de culture ont permis d’identifier l'acide pénicillique (acide 3-méhoxy-5-méthyl-4-oxo-2,5-hexadiénoïque) en tant que principale molécule responsable de l’inhibition la croissance mycélienne des Pythiacées testées. Étant donné que l’acide pénicillique possède des propriétés toxiques pour la santé humaine et animale, l’isolat A. westerdijkiae A7 ne pourra pas être utilisé en tant que BCA puisqu’il produit cette mycotoxine malgré nos résultats prometteurs in planta. L’ensemble de ces travaux montre le potentiel anti-oomycète des micro-organismes in vitro qui peut différer de l’activité protectrice contre les Pythiacées in planta. Ils révèlent également la nécessité de caractériser l’ingrédient actif pour les études de toxicité nécessaire au développement d’un produit de bio-contrôle.
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  • HAL Id : tel-02936517 , version 1

Citer

Yosra Ben M'Henni. Gestion de la maladie de dépérissement du pommier : criblage in vitro et in planta des activités protectrices d’une collection de microorganismes contre les Pythiacées et caractérisation chimique du principal actif produit par l’isolat A. westerdijkiae A7. Biologie végétale. Université Paris-Saclay, 2020. Français. ⟨NNT : 2020UPASS127⟩. ⟨tel-02936517⟩
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