apmed (happymed ) - arimnet2 · 2015-10-21 · apmed (happymed ) tâche 2: impacts de la...
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APMed (hAPpyMed )
Tâche 2: Impacts de la disponibilité en eau sur les
dynamiques d’infestation au puceron en relation avec
la croissance et le statut hydrique et azoté
ARIMNET meeting – Montpellier, France – June
15-16, 2015
Israel: MIGAL-Northern R&D A Naor, H Reuvny
France: INRA Avignon MO Jordan, MH Sauge, G Vercambre
Morocco: INRA Kenitra S Charif
Morocco: INRA, ENA and University Meknès A Blenzar, A Kajji, A Boutaleb
Pêcher - Puceron vert Pommier – Puceron cendré
Pêcher - Puceron vert Pommier – Pucerons vert et cendré
Pommier - Puceron vert
Point bibliographique
Résultats obtenus en pots approche mécanistique
Quid de l’application en verger ?
Est-ce que les pratiques culturales contribuent à contrôler les bioagresseurs en verger ?
Ce que nous savons et ce que devons encore apprendre sur les interactions plante-insectes
Du bon usage de l’eau en verger - 15-16 juin 2014, Montpellier, M.O Jordan, M.H Sauge
Comment se structure la résistance d’une plante ?
Résistance / Tolérance BA
Dynamique spatiale
- pratiques culturales - structure paysage - environnement, climat …
Dynamique des infestations
- comportement sur la plante - croissance développement - reproduction
Equilibre fonctionnel
Architecture, croissance,
développement des organes
Processus : acquisition (eau / C / N, …)
morphogenèse, métabolismes
Composés secondaires
Composés primaires
Composition des organes
Teneur en eau
Un stress affecte la croissance avant la photosynthèse stress modéré ressource C de la plante
Plant Vigor / Plant (pulsed) Stress hyp.
Capacité défense liée au ratio C/N : ++ composés C ; -- composés N
Disponibilité qualité accessibilité ressource
(PSH) Stress (PVH) Vigueur
Mode de nutrition Brouteurs Piqueurs suceurs
Organe nourricier Vieux Jeunes
Plant water content (water stress)
Dans le cas de piqueurs suceurs :
Disponibilité composition phloème
(viscosité, pression turgescence)
Growth-Differentiation balance hyp.
Environmental constraint hyp. Growth rate hyp.
La ressource disponible varie avec le taux de croissance Limitation ressources Met. secondaires
Optimal defense hyp.
Défense d’un organe: [ ] M 2aires)
proportionnels à sa valeur pour la plante
Carbon Nutrient balance hyp.
Interactions plante – BA : hypothèses
Concordance des cycles
Complexité architecturale
« Sécurité-confort » , dispersion ….
Pratiques réaménagées
Performances BA
Compromis fonctionnel
Plan
irrigation, fertilisation, choix variétal…
développement composition phénologie, forme, eau, C, N organisation composés défense
nb. répartition individus
Perspectives: vers des pratiques innovantes
FOCUS
FOCUS
Pêche : Grechi et al. , 2008
Axes longs
Axes courts
% r
am
ea
ux inf
est
és
Jours juliens
Développement (1): résistance et croissance
résistance avec la longueur des rameaux
Cotton: Larson, Whitam, 1997
Descendance 200 génotypes croisement cv résistant*sensible
comp. cv. sensibles (implantation > 60% si contact fondatrice) / résistants (succès < 35%)
Sensibles Résistants
4
3
2
1
0
Densité bourgeons cm3 axe père
60 %
40
20
0
60 %
40
20
0
0-2.5 2.5-25 >25
Sensibles
Distribution homogène prédominance d’axes longs
Résistants
Distribution hétérogène prédominance d’axes courts
80 %
60
40
20
0
0.2 0.25 0.3 0.35
Hétérogènéité liée à la compétition ?
Index Gini:
0: distribution homogène, 1: distribution hétérogène
Classe de lg de rameaux (cm)
% survie fondatrices
résistance avec la compétition trophique (hétérogénéité) entre rameaux
Développement (2): résistance et croissance
Pomme: Simon et al., 2006 et 2012
Conduite centrifuge: - sélection rameaux longs
- contrôle fructification
Solaxe: - axe principal courbé - ramif. dense
Conduite centrifuge moins infestée ⇒ effets marqués selon les années !
Infestation puceron cendré (% présence absence apex)
100
80
60
40
20
0
2003
Ms Av Av Mai Mai Jn Jn
100
80
60
40
20
0
2004
100
80
60
40
20
0
2002
IF du rameau le plus proche
IF rameau d’étude (au pic infestation) 1 nœud de distance
4 nœuds de distance
3
1
2
4
Liée à la complexité de branchement !
% rameaux
ordre rameaux
C. centrifuge
Développement (3): résistance et topologie
Pomme: Stoeckli et al., 2008
Développement (4): résistance et topologie
dispersion dans la couronne liée μclimat (vent, ombrage, °C), à la taille des fruits …
Midi solaire: ± 2°C d’écart entre feuilles ombrées et au soleil
Croissance fruits : Juillet: plus faible au N, Aout: aucune différence
Oviposition non homogène
déterminisme plurifactoriel à expliciter
Juillet (1ere gén.) Aout (2de gén) Juillet (1ere gén.) Aout (2de gén)
%
Proportion
Juillet (1ere gén.) Aout (2de gén) Juillet (1ere gén.) Aout (2de gén)
%
Proportion
mais …. résultats contrastés dans la littérature
- Simpson et al., 2012 Epicea: Björkman 2000 Choux: Tariq et al., 2011
Intensité de stress St. pulsé
Taux croissance (puc/puc/j)
Effet de l’intensité et de la durée
1993 1994 1995
Densité des galles
Susceptibles - Control
○ Susceptibles - Stress
Résistants - Control
Résistants - Stress
Contrôle
Stressé (Moyen)
Nb. puc. plante
- âge: 5 vs 11 semaines
- lumière: facteur 3
Composition (1): résistance et stress hydrique
Sévère Moyen Faible Contrôle Pulsé
% N feuilles
Rôle des interactions:
- stress hydrique inverse gradient résistance clone
- stress hydrique modifie teneur N feuilles
Témoin
un stress hydrique affecte le comportement alimentaire du puceron
Days after infestation
Log-
trans
form
ed N
o. a
phid
s
0
1
2
3
4
5
6
7
0 5 10 15 20 25 30
A
*****
***
***
***
Nutrient solution ( mM N )
0.05 3.00 6.00 10.00 15.00
B
bc
a
a
ab
c
15
106
3
0.05
résistance avec [ ] N mais de seuil
Pêcher: Sauge et al. 2010
5 niveaux de fertilisation N / jeunes arbres en pots
Infestation artificielle et suivi dynamique
effet N sur la croissance
≠ compo pool ? [ ] N ?
rôle de l’acide chlorogénique ? pas d’effet prumasine
d’un plateau effet composition du pool ac. Aminés ?
Ac.
Am
iné
s (
‰ D
W)
Pru
ma
sin
e (
‰ D
W)
Ac.
Chlo
rog
éniq
ue
met. défense ?
Composition (2): résistance et métabolisme primaire
Coton: Anderson and Agrell 2005
- résistance induite par contact de 4h 7j avant manip
- mise en contact Spodoptera littoralis sur plante entière (144h)
- dosage Terpénoïdes
en lien avec [ ] terpénoïdes des feuilles
[ ] composé de défense après une première mise en contacts liée à la position de la feuille !!
Composition (3): résistance et métabolisme secondaire
Préférence pour les feuilles des axes 2 Axes 1: du nb de larves par plante du % de larves en position apicale Feuilles A1
Feuilles A2
% pop. totale
Témoins Prétraités
Cotylédons
Feuilles médianes
Feuilles apicales
% pop. totale
Témoins Prétraités
Témoins
Prétraités
Temps (h)
Rang de la feuille
Résistance génétique (1): mécanismes généraux
Forme de la feuille
Architecture de la plante
Métabolites
PLANTE INSECTE
Activation du gène
de résistance
Réponses indirectes Réponses directes
SIGNAL
Barrières physiques
Métabolites secondaires
et Protéines
Inhibiteurs des protéines
digestives
volatiles
ennemis
naturels
S
I
G
N
A
L
Activation
du gène
d’avirulence
HERBIVORIE
Eliciteurs
de l’insecte Evitement
Utilisation d’hôtes
alternatifs
Détoxication
Séquestration des
toxiques
Accroissement du taux
de consommation
Modification de la
qualité nutritionnelle
des tissus
Amélioration de
l’activité des enzymes
digestives
Volatiles de
plante attaquée
Plante compagne
(Romarin)
Plante hôte
(Poivron)
COV: Composés
organiques volatils
Allélopathie
aérienne
Effet direct de COV sur les pucerons - Effet répulsif
- Interference des odeurs
Effet indirect des COV (médié par la plante hôte) - Activation des mécanismes de défense
- Absorption et réémission des COV
Num
be
r o
f fe
ma
les
(me
an
+/-
se
) p
ar
pla
nt
2 Hypothèses
La présence de plantes compagnes influence l’installation des pucerons sur leurs plantes hôtes
Chémotypes différents selon les clones de romarin
Perspectives (1): replacer la plante dans son environnement
Orientation des pucerons diffère selon le clone
L’équilibre fonctionnel structure la résistance mais … mécanismes encore mal connus
approche corrélative (statistique), plus rarement rarement mécanistique
interactions fortes entre les variables qui structurent la résistance mais études ON - OF
réponse non constantes dans le temps : rôle de la phénologie et du climat
Faible généricité des résultats :
poids de l’histoire de la plante pour les pérennes (réserves C et N, réponse au stress)
spécificité des interactions plantes insectes: espèce, variété, souche … dépendants
Conclusions (1) :
Bilan: Ce que nous savons et ce que devons encore apprendre
Meta-analyse: Beoge et Marquis 2005
Défe
nse
/résis
tance
Graine Plantule Plante adulte … sénescente
Faible dispo C
Forte dispo C
Croissance
Reproduction
Pe
rform
an
ce
in
se
cte
Aucun STRESS Létal
Meta-analyse: Larsson 1989
Performances élevées pour des stress intermédiaires !!
Conclusions (2)
Bilan : Ce que nous savons et ce que devons encore apprendre
1993 1994 1995
Cro
issa
nce
ra
dia
le tro
nc (
mm
)
Susceptibles - Control
○ Susceptibles - Stress
Résistants - Control
Résistants - Stress
Epicea: Björkman 2000
La plante est en interaction avec son milieu :
le paysage affecte la résistance (répartition cultures, haies)
et constitue un réservoir d’auxiliaires (prédateurs, parasitoïdes) et de BA
… nécessité de développer des études à l’échelle du paysage
Nécessité d’optimiser deux fonctions antagonistes
production vs. défense
réduit la plage d’intervention : N, eau, taille
garder des niveaux compatibles avec la production
la production de composés de défense coute cher