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Verticillium - Toubkal

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221<br />

UNIVERSITE MOHAMMED V- Agdal<br />

FACULTE DES SCIENCES<br />

RABAT<br />

THESE DE DOCTORAT D’ETAT<br />

Présentée par<br />

Amina REGRAGUI<br />

Discipline : Biologie<br />

Spécialité : Phytopathologie<br />

Contribution à l’étude de l’influence de la salinité sur<br />

le couple tomate –<strong>Verticillium</strong> : Conséquences<br />

physiologiques et impact sur la bioprotection des<br />

tomates contre la verticilliose<br />

Soutenue le…22 décembre 2005…..devant le jury :<br />

LAHLOU H.<br />

Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat<br />

BENKHEMMAR O.<br />

Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat<br />

FASSI FIHRI O.<br />

Professeur à l’I.A.V. Hassan II, Rabat<br />

TIJANE M.<br />

Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat<br />

ZAID H.<br />

Professeur à la Faculté des Sciences de Rabat<br />

Présidente<br />

Examinateur<br />

Examinateur<br />

Examinateur<br />

Examinateur


231<br />

JE DEDIE CE TRAVAIL…<br />

A mes petits enfants<br />

Zineb<br />

Youssef<br />

Jad<br />

et……


229<br />

REMERCIEMENTS<br />

Ce travail a été réalisé au sein de l’équipe de phytopathologie<br />

du laboratoire de Botanique de la Faculté des Sciences de Rabat.<br />

Qu’il me soit permis ici de remercier vivement le professeur H.<br />

LAHLOU pour la confiance qu’elle m’ a toujours témoignée ainsi que<br />

la formation de chercheur qu’elle m’a donnée avec bienveillance et<br />

humanité. Ses qualités scientifiques, ses conseils et ses<br />

encouragements incessants m’ont beaucoup soutenue pendant la<br />

l’élaboration de ce travail. Je lui exprime ma profonde<br />

reconnaissance et lui porte mon grand respect.<br />

Je remercie très vivement le professeur H. ZAID pour sa<br />

disponibilité, ses conseils fructueux et son aide scientifique et<br />

matérielle. Il a bien voulu accepter de participer à ce jury de thèse<br />

en qualité de rapporteur. Qu’il trouve ici l’’expression de ma<br />

profonde gratitude.<br />

Madame O. FASSI FIHRI, professeur de microbiologie à l’’IAV<br />

HASSAN II, m’a agréablement accueillie dans son laboratoire. J’ai<br />

pu bénéficier de ses compétences scientifiques et de son savoir faire.<br />

Pour l’accueil chaleureux qu’elle m’a réservé et pour avoir accepté<br />

de faire le rapport de ce mémoire, je lui exprime mes plus vifs<br />

remerciements.<br />

Mes sincères remerciements sont adressés aux professeurs M.<br />

TIJANE et O. BENKHEMMAR pour l’’honneur qu’ils me font de<br />

juger cette thèse.


230<br />

Je désire remercier particulièrement mes collègues les<br />

professeurs A. EL AISSAMI, E. BERRAHO et M. RAHOUTI pour<br />

leur collaboration efficace.<br />

Je désire remercier également Madame AGOUMY, ingénieur<br />

au ministère de l’énergie et des mines pour son aide précieuse lors de<br />

la réalisation de l’analyse minérale des échantillons.<br />

Que mes collègues du laboratoire de Botanique qui m’ont<br />

apportés une aide morale et matérielle trouvent ici l’’expression de<br />

ma meilleure sympathie.<br />

Je remercie vivement M. BENCHAKRI pour son aide<br />

technique efficace et son dévouement.<br />

Enfin, mes remerciements vont à tous les membres de ma<br />

famille pour leur soutien moral et leur encouragement affectueux.


232<br />

Liste des publications<br />

1. REGRAGUI A., LAHLOU H. et ZAID H., 1989. La prémunition de la<br />

tomate contre la verticilliose causée par <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, forme à<br />

microsclérotes. Conséquences physiologiques du phénomène.<br />

Cryptogamie, Mycol. 10 (3) : 243-256<br />

2. REGRAGUI A. ZAID H. and LAHLOU H., 1990. <strong>Verticillium</strong> alboatrum<br />

effect on nitrate reductase activity in young tomato plants.<br />

Proceeding of 8 th congress of the Mediterranean Phytopathological Union,<br />

Agadir (Morocco) October 28 th ,233-235.<br />

3. BALESDENT M.H., REGRAGUI A., LAHLOU H. and BOMPEIX,<br />

1990. Early diagnostic of <strong>Verticillium</strong> albo-atrum microsclerotia form, and<br />

inoculum evaluation by enzyme linked immunosorbent assay in infected<br />

tomato plants.<br />

Proceeding of 8 th congress of the Mediterranean Phytopathological Union,<br />

Agadir (Morocco) October 28 th , 75-77.<br />

4. REGRAGUI A., RAHOUTI M. et LAHLOU H., 2003. Effet du stress<br />

salin sur <strong>Verticillium</strong> albo-atrum: pathogénécité et production d’enzymes<br />

cellulolytiques in vitro<br />

Cryptogamie, Mycol. 24 (2) : 167-174.<br />

5. REGRAGUI A. and LAHLOU H., 2005. Effect of Salinity on in vitro<br />

Trichoderma harzianum Antagonism against <strong>Verticillium</strong> dahliae.<br />

Pakistan Journal of Biological Sciences 8 (6):872-876


222<br />

SOMMAIRE<br />

INTRODUCTION GENERALE .................................................................................................... 1<br />

CHAPITRE I : ETUDE DE L’INFLUENCE DE LA SALINITE SUR LE<br />

COMPORTEMENT DE LA TOMATE (LYCOPERSICON ESCULENTUM) ET SUR LE<br />

DEVELOPPEMENT IN VITRO DE VERTICILLIUM ALBO-ATRUM ..................................... 7<br />

I. EFFET DE LA SALINITE SUR LE COMPORTEMENT DE DEUX GENOTYPES DE TOMATE .......... 7<br />

Introduction........................................................................................................................... 7<br />

A. Matériel et méthodes ........................................................................................................ 9<br />

1. Le matériel végétal........................................................................................................ 9<br />

2. Effet du sel sur la germination des graines ................................................................... 9<br />

2.1. Protocole de germination....................................................................................... 9<br />

2.2. Conditions de culture............................................................................................. 9<br />

2.3. Observations........................................................................................................ 10<br />

3. Effet du sel sur la croissance végétative des plantes................................................... 10<br />

3.1. Conditions de culture........................................................................................... 10<br />

3.2. Lecture des résultats ............................................................................................ 11<br />

4. Analyse statistique des données.................................................................................. 11<br />

B. Résultats ......................................................................................................................... 11<br />

1. Action du sel sur le pouvoir germinatif des graines.................................................... 11<br />

1.1. Effet sur la vitesse de germination ...................................................................... 11<br />

1.2. Effet sur le taux de germination .......................................................................... 13<br />

2. Action du sel sur la croissance végétative des plantes................................................ 15<br />

2.1. Effet sur la taille de l’axe aérien.......................................................................... 15<br />

2.2. Effet sur la biomasse des parties aériennes ......................................................... 16<br />

C. Discussion et conclusion ................................................................................................ 18<br />

II. INFLUENCE DE LA SALINITE DU MILIEU SUR LE DEVELOPPEMENT IN VITRO D’UN ISOLAT<br />

DE VERTICILLIUM ALBO-ATRUM D’ORIGINE TOMATE ............................................................... 19<br />

Introduction......................................................................................................................... 19<br />

A. Matériel et méthodes ...................................................................................................... 21<br />

1. La souche fongique..................................................................................................... 21<br />

2. Ensemencement .......................................................................................................... 22<br />

3. Traitement par le sel ................................................................................................... 22<br />

4. Estimation de l’effet du sel sur la croissance de <strong>Verticillium</strong> .................................... 23<br />

4.1. Croissance diamétrale.......................................................................................... 23<br />

4.2. Croissance pondérale........................................................................................... 23<br />

5. Effet sur l’intensité de la conidiogénèse ..................................................................... 23<br />

6. Effet sur le pouvoir germinatif des conidies ............................................................... 24<br />

7. Effet sur les organes de résistance .............................................................................. 24<br />

B. Résultats ......................................................................................................................... 24<br />

1. Effet de l’apport de NaCl sur la croissance de <strong>Verticillium</strong>........................................ 24<br />

1.1. Croissance diamétrale.......................................................................................... 24<br />

1.2. Croissance pondérale........................................................................................... 25<br />

2. Effet de la salinité sur la conidiogénèse et le pouvoir germinatif des conidies .......... 25<br />

2.1. Intensité de la sporulation.................................................................................... 25


223<br />

2.2. Pouvoir germinatif des conidies .......................................................................... 28<br />

3. Effet de la salinité sur la sclérogénèse ........................................................................ 28<br />

4. Influence de l’interaction salinité-température sur la croissance de <strong>Verticillium</strong> ....... 31<br />

C. Discussion et conclusion ................................................................................................ 32<br />

CHAPITRE 2 : ETUDE DES EFFETS DE LA SALINITE SUR LA RELATION HOTE-<br />

PARASITE DANS LE CAS DE LA VERTICILLIOSE ............................................................ 38<br />

INTRODUCTION........................................................................................................................... 38<br />

I. EFFET DE L’INTERACTION SALINITE-VERTICILLIUM SUR LA MANIFESTATION DE LA<br />

MALADIE CHEZ LA TOMATE....................................................................................................... 39<br />

A. Matériel et méthodes ...................................................................................................... 39<br />

1. Plantes hôtes et conditions de culture ......................................................................... 39<br />

2. Inoculation des plantules............................................................................................. 39<br />

2.1. L’agent pathogène : <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, forme à microsclérotes................ 39<br />

2.2. Préparation de l’inoculum ................................................................................... 40<br />

2.3. Protocole d’inoculation ....................................................................................... 40<br />

3. Traitement par le sel ................................................................................................... 40<br />

4. Notations des résultats ................................................................................................ 40<br />

4.1. Croissance des plantes......................................................................................... 40<br />

4.2. Emission des feuilles ........................................................................................... 41<br />

4.3. Colonisation des plantes par le pathogène........................................................... 41<br />

4.4. Analyse statistique des résultats .......................................................................... 42<br />

B. Résultats ......................................................................................................................... 42<br />

1. Manifestations externes de la combinaison Salinité-<strong>Verticillium</strong> sur les plantes de<br />

tomate hôtes .................................................................................................................... 42<br />

1.1. Effet sur la croissance des plantes ....................................................................... 42<br />

1.2. Effet sur l’émission de feuilles............................................................................ 45<br />

2. Manifestations internes ............................................................................................... 48<br />

C. Discussion et conclusion ................................................................................................ 49<br />

II. EFFET DE LA SALINITE SUR LA VARIABILITE DU POUVOIR PATHOGENE DE VERTICILLIUM<br />

ALBO-ATRUM................................................................................................................................51<br />

Introduction......................................................................................................................... 51<br />

A. Impact de la salinité sur le niveau infectieux de l’inoculum du <strong>Verticillium</strong> sur les<br />

plantes de tomate................................................................................................................. 53<br />

1. Matériel et méthodes................................................................................................... 53<br />

1.1. Inoculation........................................................................................................... 53<br />

1.2. Traitement par le sel et conditions de culture...................................................... 54<br />

1.3. Estimation des résultats ....................................................................................... 54<br />

2. Résultats : effet de la salinité sur le pouvoir infectieux de l’inoculum de <strong>Verticillium</strong><br />

vis-à-vis de la tomate ...................................................................................................... 54<br />

2.1. Effet sur la tomate Marmande Claudia................................................................ 54<br />

2.2. Effet sur la tomate Marmande VR....................................................................... 56<br />

3. Discussion et conclusion............................................................................................. 56<br />

B. Influence de la salinité sur l’expression du pouvoir pathogène de deux isolats de<br />

<strong>Verticillium</strong> sur la tomate .................................................................................................... 59<br />

1. Matériel et méthodes................................................................................................... 59


224<br />

1.1. Test de pathogénécité .......................................................................................... 59<br />

1.2. Lecture des résultats ............................................................................................ 60<br />

2. Résultats...................................................................................................................... 60<br />

3. Discussion et conclusion............................................................................................. 60<br />

C. Influence de la salinité sur la variabilité de la spécificité parasitaire d’un isolat de<br />

<strong>Verticillium</strong> d’origine tomate .............................................................................................. 63<br />

1. Matériel et méthodes................................................................................................... 63<br />

1.1. Choix des plantes hôtes inhabituelles.................................................................. 63<br />

1.2. Inoculation et traitement par le sel ...................................................................... 63<br />

1.3. Lecture des résultats ............................................................................................ 64<br />

2. Effet de la salinité sur la variation du pouvoir pathogène de l’isolat P80 au contact de<br />

nouvelles plantes hôtes. .................................................................................................. 64<br />

2.1. Effet sur l’expression du pouvoir pathogène au contact de la luzerne ................ 64<br />

2.2. Effet sur l’expression du pouvoir pathogène au contact de l’aubergine.............. 65<br />

3. Discussion et conclusion............................................................................................. 68<br />

CHAPITRE 3 : CONSEQUENCES PHYSIOLOGIQUES ET BIOCHIMIQUES DE<br />

L’INTERACTION SALINITE-VERTICILLIUM CHEZ LA TOMATE ................................. 73<br />

INTRODUCTION........................................................................................................................... 73<br />

A. EFFETS SUR LES TENEURS EN CATIONS MAJEURS................................................................ 74<br />

1. Introduction................................................................................................................. 74<br />

2. Matériel et méthodes................................................................................................... 76<br />

3. Résultats...................................................................................................................... 76<br />

3.1. Teneurs en ions sodium....................................................................................... 76<br />

3.2. Teneurs en ions potassium................................................................................... 78<br />

4. Discussion et conclusions ........................................................................................... 78<br />

B. EFFETS SUR LES TAUX DE SUCRES SOLUBLES TOTAUX........................................................ 81<br />

1. Introduction................................................................................................................. 81<br />

2. Matériel et méthodes................................................................................................... 82<br />

2.1. Extraction des sucres solubles totaux .................................................................. 83<br />

2.2. Réaction à l’anthrone........................................................................................... 83<br />

3. Résultats...................................................................................................................... 83<br />

3.1. Chez Marmande Claudia ..................................................................................... 83<br />

3.2. Chez Marmande VR............................................................................................ 84<br />

4. Discussion et conclusion............................................................................................. 84<br />

C. EFFETS SUR L’ACCUMULATION DE LA PROLINE.................................................................. 87<br />

1. Introduction................................................................................................................. 87<br />

2. Matériel et méthodes................................................................................................... 88<br />

2.1. Extraction ............................................................................................................ 88<br />

2.2. Dosage................................................................................................................. 88<br />

3. Résultats...................................................................................................................... 89<br />

3.1. Chez la variété Marmande Claudia ..................................................................... 89<br />

3.2.Chez la variété Marmande VR ............................................................................. 89<br />

4. Discussion et conclusion............................................................................................. 89<br />

D. EFFETS DE L’INTERACTION SALINITE-VERTICILLIUM SUR CERTAINES ACTIVITES<br />

ENZYMATIQUES DES PLANTES DE TOMATE............................................................................... 93<br />

1. Effets sur l’activité nitrate réductase........................................................................... 93<br />

1.1. Introduction ......................................................................................................... 93


225<br />

1.2. Matériel et méthodes ........................................................................................... 94<br />

1.3. Résultats .............................................................................................................. 95<br />

1.4. Discussion et conclusion ..................................................................................... 95<br />

2. Effets sur l’activité peroxydasique.............................................................................. 98<br />

2.1. Introduction ......................................................................................................... 98<br />

2.2. Matériel et méthodes ......................................................................................... 100<br />

2.3. Résultats ............................................................................................................ 100<br />

2.4. Discussion et conclusion ................................................................................... 103<br />

CHAPITRE 4 : IMPACT DE LA SALINITE DU MILIEU SUR LES MECANISMES<br />

D’ACTION DE VERTICILLIUM ALBO-ATRUM.................................................................... 107<br />

I. EFFET DE LA SALINITE SUR LA TOXINOGENESE DE L’AGENT PATHOGENE....................... 107<br />

Introduction....................................................................................................................... 107<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 108<br />

1. Préparation des filtrats de culture de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>............................. 108<br />

2. Mise en évidence de la toxicité des filtrats de culture de <strong>Verticillium</strong> par des tests<br />

biologiques.................................................................................................................... 109<br />

2.1. Test graine ......................................................................................................... 109<br />

2.2. Test plante entière ............................................................................................. 110<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 110<br />

1. Effet du NaCl sur la phytotoxicité des filtrats de culture de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

sur la croissance racinaire de deux espèces végétales................................................... 110<br />

1.1. Manifestation sur la tomate ............................................................................... 110<br />

1.2. Manifestation sur le cresson .............................................................................. 111<br />

2. Effet du NaCl sur la phytotoxicité des filtrats de culture de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

sur la croissance végétative de deux plantes hôtes ....................................................... 111<br />

2.1. Manifestation sur la tomate Claudia.................................................................. 111<br />

2.2. Manifestation sur l’aubergine Reina negra........................................................ 113<br />

C. Discussion et conclusion .............................................................................................. 113<br />

II. INFLUENCE DE LA SALINITE SUR L’ACTIVITE DES ENZYMES PECTOCELLULOSIQUES<br />

PRODUITES IN VITRO PAR VERTICILLIUM ALBO-ATRUM .......................................................... 116<br />

Introduction....................................................................................................................... 116<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 117<br />

1. Les isolats de <strong>Verticillium</strong> utilisés ............................................................................ 117<br />

2. Analyse de l’activité carboxyméthylcellulase........................................................... 117<br />

2.1. Production de l’enzyme..................................................................................... 117<br />

2.2. Révélation.......................................................................................................... 118<br />

3. Analyse de l’activité pectine méthyle estérase ......................................................... 119<br />

3.1. Production de l’enzyme..................................................................................... 119<br />

3.2. Révélation.......................................................................................................... 119<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 120<br />

1. Croissance de deux isolats de <strong>Verticillium</strong> développés sur milieu CMC enrichi en<br />

NaCl.............................................................................................................................. 120<br />

2. Effet de la salinité sur l’activité carboxyméthylcellulase ......................................... 120<br />

3. Effet de la salinité sur l’activité pectine méthyle estérase ........................................ 120<br />

C. Conclusion et discussion .............................................................................................. 123


226<br />

III. INFLUENCE DE LA SALINITE SUR L’ACTIVITE PHENOLOXYDASIQUE DE VERTICILLIUM<br />

ALBO-ATRUM.............................................................................................................................. 124<br />

Introduction....................................................................................................................... 124<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 125<br />

1. Les souches fongiques .............................................................................................. 125<br />

2. Détection des phénoloxydases. ................................................................................. 126<br />

1.2. Les réactifs ........................................................................................................ 126<br />

2.2. Révélations ........................................................................................................ 126<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 126<br />

1. Influence de la salinité sur la cinétique de la production des Pox ............................ 126<br />

1.1. La souche sauvage P 80..................................................................................... 127<br />

1.2. La souche hyaline P1......................................................................................... 127<br />

2. Influence de la salinité sur l’activité phénoloxydasique globale de <strong>Verticillium</strong>...... 127<br />

C. Discussion et conclusion .............................................................................................. 130<br />

IV. EFFET DE LA SALINITE DU MILIEU SUR LE PROFIL PROTEIQUE DE L’ISOLAT P80 DE<br />

VERTICILLIUM ALBO-ATRUM..................................................................................................... 131<br />

Introduction....................................................................................................................... 131<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 132<br />

1. Concentration des protéines...................................................................................... 132<br />

2. Dosage des protéines ................................................................................................ 132<br />

3. Analyse des protéines par électrophorèse ................................................................. 133<br />

3.1. Préparation des gels........................................................................................... 133<br />

3.2. Préparation des échantillons.............................................................................. 133<br />

3.3. Migration........................................................................................................... 133<br />

3.4. Révélation.......................................................................................................... 133<br />

3.5. Lecture des résultats .......................................................................................... 134<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 134<br />

1. Effet de la salinité sur le taux des protéines secrétées dans les filtrats de culture par<br />

<strong>Verticillium</strong>. .................................................................................................................. 134<br />

2. Effet de la salinité sur l’évolution du pH des filtrats de culture................................ 135<br />

3. Effet de la salinité sur les profils protéiques de l’isolat P80..................................... 136<br />

3.1. Analyse des protéines sur gel de polyacrylamide.............................................. 136<br />

3.2. Comparaison de l’expression des protéines....................................................... 137<br />

C. Discussion et conclusion .............................................................................................. 139<br />

CHAPITRE 5 : INFLUENCE DE LA SALINITE SUR L’ANTAGONISME MICROBIEN<br />

VIS-A-VIS DE VERTICILLIUM ALBO-ATRUM ET SUR LA BIOPROTECTION DES<br />

TOMATES CONTRE LA VERTICILLIOSE .......................................................................... 141<br />

INTRODUCTION......................................................................................................................... 141<br />

I. EFFET DE LA SALINITE SUR L’ANTAGONISME IN VITRO DE QUELQUES MICROORGANISMES<br />

BENEFIQUES DU SOL VIS-A-VIS DE VERTICILLIUM ALBO-ATRUM............................................ 144<br />

Introduction....................................................................................................................... 144<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 145<br />

1. Choix des microorganismes antagonistes ................................................................. 145<br />

1.1. Penicillium sp .................................................................................................... 145<br />

1.2. Fusarium oxysporum......................................................................................... 145


227<br />

1.3. Talaromyces flavus............................................................................................ 146<br />

1.4. Trichoderma harzianum..................................................................................... 146<br />

1.5. Bacillus sp ......................................................................................................... 146<br />

2. Protocole des cultures en confrontations .................................................................. 146<br />

3. Estimation de l’effet antagoniste .............................................................................. 146<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 147<br />

1. Effets de la salinité sur la compétitivité in vitro de quelques microorganismes<br />

fongiques avec <strong>Verticillium</strong> .......................................................................................... 147<br />

1.1. Confrontations Penicillium sp-<strong>Verticillium</strong> ...................................................... 147<br />

1.2. Confrontation Fusarium oxysporum-<strong>Verticillium</strong>............................................. 149<br />

1.3. Confrontation Talaromyces flavus-<strong>Verticillium</strong> ............................................... 149<br />

1.4. Confrontation Trichoderma-<strong>Verticillium</strong> .......................................................... 149<br />

2. Effet de la salinité sur l’antagonisme de Bacillus sp avec <strong>Verticillium</strong> .................... 153<br />

C. Discussion et conclusion .............................................................................................. 153<br />

II. INFLUENCE DE LA SALINITE SUR L’ANTAGONISME IN VITRO DE TRICHODERMA<br />

HARZIANUM VIS-A-VIS DE L’ISOLAT P80 DE VERTICILLIUM................................................... 157<br />

Introduction....................................................................................................................... 157<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 158<br />

1. Le matériel fongique................................................................................................. 158<br />

1.1. Le pathogène ..................................................................................................... 158<br />

1.2. L’antagoniste..................................................................................................... 158<br />

2. Mesure du phénomène d’antagonisme...................................................................... 159<br />

2.1. Capacité de colonisation.................................................................................... 159<br />

2.2. Antagonisme par antibiose ................................................................................ 159<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 161<br />

1. Influence de la salinité du milieu sur le développement de T. harzianum................ 161<br />

1.1. Morphologie des cultures .................................................................................. 161<br />

1.2. Poids sec du mycélium ...................................................................................... 161<br />

1.3. Taux de sporulation ........................................................................................... 161<br />

2. Influence de la salinité sur l’expression de l’activité antagoniste de T. harzianum visà-vis<br />

de <strong>Verticillium</strong>...................................................................................................... 161<br />

2.1. Antagonisme par compétition............................................................................ 161<br />

2.2. Antagonisme par antibiose ................................................................................ 164<br />

C. Discussion et conclusion .............................................................................................. 170<br />

III. INFLUENCE DE LA SALINITE SUR L’EXPRESSION DE L’ANTAGONISME IN VIVO DE<br />

TRICHODERMA HARZIANUM VIS-A-VIS DE VERTICILLIUM ALBO-ATRUM DE LA TOMATE ...... 172<br />

Introduction....................................................................................................................... 172<br />

A. Matériel et méthodes .................................................................................................... 173<br />

1. Protocole de bioprotection des plantes ..................................................................... 173<br />

1.1. Préinoculation avec Trichoderma...................................................................... 173<br />

1.2. Inoculation avec la souche pathogène ............................................................... 174<br />

2. Evaluation des manifestations de la maladie ............................................................ 174<br />

2.1. Croissance des plantes....................................................................................... 174<br />

2.2. Altérations foliaires ........................................................................................... 174<br />

2.3. Ré-isolement du champignon............................................................................ 175<br />

B. Résultats ....................................................................................................................... 175<br />

1. Recherches des conditions optimales pour l’expression de l’antagonisme in vivo de<br />

Trichoderma harzianum vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum. .................................... 175


228<br />

1.1. Effet de l’inoculation simultanée par le mélange de spores des deux champignons<br />

1.2. Effet du délai de pré-inoculation par Trichoderma sur l’expression de la<br />

bioprotection............................................................................................................. 178<br />

1.2. Discussion et conclusion ............................................................................. 181<br />

2. Impact de la salinité sur le succès de la bioprotection des tomates contre la<br />

verticilliose par Trichoderma harzianum...................................................................... 184<br />

2.1. Réponses des plantes prétraitées avec Trichoderma à la surinfection par<br />

<strong>Verticillium</strong> en fonction de la salinité du milieu ...................................................... 184<br />

2.2. Discussion et conclusion ................................................................................... 186<br />

CONCLUSION GENERALE ..................................................................................................... 189<br />

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES................................................................................... 200<br />

ANNEXES..................................................................................................................................... 216


1<br />

Introduction générale<br />

La culture de la tomate Lycopersicon esculentum Mill, a connu une grande<br />

extension au Maroc. La superficie globale occupée par les cultures de primeurs et<br />

de saison s’élève à 20655 ha en 2001/02 et assure une progression de 18.7% par<br />

rapport à 2000/01. Cette progression concerne aussi bien la tomate sous serre que<br />

celle de plein champ. La production globale est passée de 307000 tonnes en 1989 à<br />

560000 tonnes en 1999 (S.A.M., 2002).<br />

Cependant cette culture est confrontée à de nombreuses contraintes qui affectent<br />

aussi bien le rendement que la qualité des fruits. Ces contraintes sont liées à des<br />

changements dans l’environnement de la plante, notamment la température et la<br />

salinité, et au développement des maladies.<br />

La culture de la tomate a dominé depuis les quatre dernières décennies les régions<br />

du littoral atlantique, régions où règnent une humidité relative élevée et des<br />

températures hivernales douces. Or, la proximité de l'océan atlantique fait que<br />

cette culture subit la salinité des eaux d'arrosage puisées de la nappe phréatique<br />

salée et les embruns qui entraînent une importante accumulation de sel dans le sol<br />

(Besri, 1981). Par ailleurs, ces conditions semblent propices au développement des<br />

maladies vasculaires dues principalement aux champignons du genre <strong>Verticillium</strong>.<br />

La verticilliose de la tomate due à <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, forme à microsclérotes<br />

représente actuellement l’une des principales maladies de cette culture au Maroc.<br />

Elle se manifeste par un rabougrissement des parties aériennes, des altérations<br />

foliaires et des flétrissements conduisant parfois à la mort de la plante. L’agent<br />

pathogène est un adélomycète vasculaire qui se conserve dans le sol sous forme de<br />

microsclérotes. Ces propagules dormantes se développent sur les débris végétaux<br />

au cours de la vie saprophytique du champignon et représentent l’inoculum de la<br />

maladie. En présence de la plante hôte, les microsclérotes germent en réponse aux<br />

exsudats racinaires et pénètrent dans les racines même en absence de toute<br />

blessure. Le parasite se développe et colonise la totalité de la plante puis reste<br />

localisé à l’intérieur des vaisseaux conducteurs provoquant leur obstruction et par<br />

voie de conséquence le flétrissement de la plante infectée.


2<br />

La colonisation des tissus par le parasite est rendue aisée par la production<br />

d’enzymes de dégradation des parois cellulaires de l’hôte (Cooper et al., 1978 ;<br />

Durand & Cooper, 1988). Une corrélation positive existe entre l’activité des<br />

cellulases et des pectinases produites par des isolats de <strong>Verticillium</strong> et leur<br />

agressivité vis-à-vis de leurs plantes hôtes (Gupta & Heale, 1971, Durand & Cooper,<br />

1988). En outre, ce champignon est apte à produire des métabolites toxiques à<br />

l’intérieur des tissus infectés et qui seraient impliqués dans l’expression des<br />

symptômes de la maladie (Nachmias et al, 1982 ; 1984 et Meyer et al., 1994).<br />

Il est connu que le comportement des plantes envers les agents pathogènes est<br />

conditionné par certains facteurs de l’environnement. Ayres, (1984) a rapporté que<br />

les stress abiotiques comme la sécheresse, la pollution, la chaleur ou la salinité<br />

peuvent augmenter les symptômes des maladies par un effet direct sur la plante ou<br />

sur le pathogène.<br />

Quelques travaux ont montré l’influence de la salinité du milieu sur l’augmentation<br />

de la sensibilité de la tomate à la fusariose (Standaert, 1975) et à la verticilliose<br />

(Besri & Afaïlal, 1993). Selon ces auteurs, cette plus grande sensibilité est en<br />

relation avec une colonisation plus intense des tiges par le parasite.<br />

Le sel semble avoir une action néfaste aussi bien sur la plante hôte que sur l’agent<br />

pathogène. Quelques rares hypothèses ont été avancées pour expliquer les<br />

mécanismes par lesquels agit le chlorure de sodium pour accentuer la sévérité de<br />

ces maladies. Messiaen & Lafon (1971) ont émis l’hypothèse que l’ion sodium<br />

augmente la sensibilité de la tomate à la fusariose vasculaire par suite d’une<br />

insuffisance en calcium provenant d’une interférence ionique entre ces deux<br />

cations. Sur d’autres pathosystèmes, Mac Donald, (1984) et Sulistyowati & Keane,<br />

(1992), estiment que la salinité prédispose les plantes aux attaques de<br />

Phytophthora en inhibant la synthèse de phytoalexines, substances intervenant<br />

dans la protection des plantes contre l’invasion par les agents pathogènes.<br />

Benyahyia, (1998), travaillant sur le couple Citrus-Phytophthora a montré l’effet<br />

spécifique des ions chlore sur l’interaction hôte-parasite. Cet ion agit sur la


3<br />

physiologie de la plante et prédispose les porte-greffes à des attaques sévères par<br />

l’agent pathogène.<br />

La sévérité de la maladie en présence de sel serait liée également à une action<br />

directe du sel sur l’agent pathogène. En effet, l’augmentation du chlorure de<br />

sodium dans le sol stimule le développement et la conservation des champignons<br />

vasculaires (Besri, 1981 ; Afailal, 1987 ). De la même manière, la croissance et la<br />

production de sporanges chez Phytophthora citrophthora sont stimulées par la<br />

présence de sel dans le sol et dans les eaux d’irrigation (Benyahyia, 1998).<br />

D’autres facteurs biotiques sont incriminés dans l’augmentation de l’incidence des<br />

trachéomycoses chez la tomate. On peut citer entre autres l’intervention des<br />

nématodes sur la plante hôte et sur l’agent pathogène et l’augmentation de<br />

l’inoculum dans le sol (Besri, 1991). Ces facteurs peuvent interagir avec le facteur<br />

salinité et accentuer, par conséquent, la sévérité de la maladie.<br />

Si de multiples travaux ont porté sur le rôle du sel dans la prédisposition des<br />

plantes aux maladies, peu d’études ont été entreprises pour élucider les<br />

mécanismes physiologiques et biochimiques qui régissent le changement de la<br />

sensibilité des plantes stressées aux agressions fongiques.<br />

Dans la nature, les relations hôte-parasite-environnement sont très complexes. La<br />

réponse des plantes à la fois aux stress abiotique et biotique est la résultante de<br />

plusieurs processus physiologiques et métaboliques mis en route pour adapter la<br />

plante d’une part aux contraintes hydriques et nutritionnelles et d’autre part, pour<br />

élaborer les mécanismes de défense contre les outils pathogéniques de l’agent<br />

causal de la maladie.<br />

L’interprétation de l’influence du milieu nutritif sur la sensibilité des plantes à la<br />

maladie requiert une connaissance approfondie des caractéristiques<br />

physiologiques des plantes stressées par la salinité et des modifications<br />

métaboliques liées à l’interaction salinité-pathogène.<br />

Dans cette directive, nous avons successivement :<br />

- Evalué séparément l’effet de la salinité sur le comportement de la plante et<br />

sur les activités biologiques in vitro de l’agent pathogène. Ces recherches<br />

ont été conduites respectivement sur deux variétés de tomate choisies pour


4<br />

leur sensibilité à la verticilliose et sur un isolat de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum<br />

se montrant agressif sur les deux variétés de tomate testées,<br />

- Montré l’influence de la salinité sur la manifestation de la maladie et sur la<br />

variabilité du pouvoir pathogène d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> d’origine<br />

tomate.<br />

- Etudié les conséquences physiologiques et biochimiques liées à la salinité en<br />

relation avec l’infection par <strong>Verticillium</strong> chez les tomates doublement<br />

stressées et enfin,<br />

- Mis en évidence l’impact de la salinité sur les mécanismes d’action de<br />

l’agent pathogène notamment sa capacité à produire les toxines et les<br />

enzymes cellulolytiques.<br />

Cette étude s’est appuyée sur la modélisation des interactions hôte-pathogèneenvironnement<br />

représentées par Van Der Plank sous forme d’un triangle ; le<br />

triangle de la maladie. Ce modèle peut être développé et inclure l’Homme, ce qui<br />

implique une nouvelle schématisation des interactions de la maladie sous forme<br />

d’un tétraèdre (Agrios, 1988), l’Homme occupant le sommet de la pyramide. En<br />

effet, l’Homme peut influencer les trois autres facteurs en intervenant dans le<br />

choix des espèces végétales, le choix des sols et sur les méthodes de lutte.<br />

A ce propos, en raison de la gravité des problèmes posés par la salinité sur le<br />

développement de la verticilliose et de la nécessité de mettre au point une stratégie<br />

de lutte efficace contre <strong>Verticillium</strong> dans de telles conditions de l’environnement,<br />

nous avons visé, dans la dernière partie de ce travail, d’examiner l’influence de la<br />

salinité sur le succès de la bioprotection des tomates contre la verticilliose. Mais<br />

pourquoi une lutte biologique ?<br />

En fait, plusieurs méthodes ont été préconisées pour réduire l’incidence de la<br />

maladie.<br />

La rotation culturale a montré des résultats intéressants, mais son efficacité est très<br />

contestée vu le mode de conservation du champignon dans le sol sous forme de<br />

microsclérotes. Ces propagules ont une longue survie et peuvent contaminer des<br />

plantes adventices non hôtes, ce qui contribue à l’augmentation du taux d’inoculum<br />

dans le sol.


5<br />

La lutte chimique est largement utilisée. Plusieurs fongicides comme le benlate, le<br />

propiconazole et le paclobutrazol ont réussi à diminuer l’incidence de la maladie.<br />

Cependant, ces produits très coûteux présentent des inconvénients pour l’Homme et<br />

l’environnement auxquels s’ajoute le risque d’apparition de nouveaux pathotypes<br />

résistants.<br />

La lutte génétique est l’une des méthodes les plus efficaces pour lutter contre la<br />

verticilliose. L’utilisation des variétés résistantes à la race 1 de <strong>Verticillium</strong> a fait ses<br />

preuves pendant plusieurs années. Néanmoins, son efficacité a diminué avec<br />

l’apparition d’une nouvelle race, la race 2 (Besri et al. ; 1984 ; Tjamos, 1984), à<br />

laquelle aucune variété ne présente une résistance satisfaisante.<br />

La prise en conscience des limites des méthodes chimique et génétique de lutte,<br />

considérées un moment comme susceptibles à elles seules de résoudre les problèmes<br />

des maladies des plantes, a incité les chercheurs à s’orienter vers la lutte biologique.<br />

Ce moyen de lutte met en œuvre des organismes vivants ou des substances<br />

biologiques pour réduire les dégâts causés par les agents phytopathogènes.<br />

Le contrôle biologique avec les microorganismes bénéfiques permet d’augmenter le<br />

rendement en supprimant directement l’inoculum pathogène et/ou en induisant la<br />

résistance des plantes. La résistance induite représente actuellement une nouvelle<br />

stratégie de défense des plantes contre les agressions pathogènes.<br />

Plusieurs tentatives de lutte biologique contre la verticilliose ont abouti soit par<br />

l’induction de la résistance soit par l’utilisation des microorganismes antagonistes.<br />

C’est le cas de la bioprotection de l’aubergine par l’utilisation de champignons<br />

antagonistes comme Talaromyces flavus (Fravel, 1996 ; Kim et al., 1988 ) et<br />

Trichoderma harzianum (D’Ercole et al., 2000), celle de l’érable par Bacillus subtilis<br />

(Hall & Schreiber, 1984) et de la luzerne par Sinorhizobium meliloti (El Aissami,<br />

1999). La bioprotection des tomates contre <strong>Verticillium</strong> a été obtenue par<br />

prémunition à la suite de la pré-inoculation des jeunes plants par une souche<br />

avirulente du même champignon avant l’infection agressive (Regragui et al., 1989).<br />

Cependant, il a été établi que l’efficacité des microorganismes bénéfiques à supprimer<br />

les maladies est influencée par les facteurs de l’environnement (Lewis & Papavizas,<br />

1987 ; Harman et al., 1981). Il est donc important de connaître dans la mesure du


6<br />

possible l’écologie des agents du contrôle biologique et leurs interactions avec le<br />

pathogène, la plante hôte et la communauté microbienne de la rhizosphère (Larkin &<br />

Fravel, 2002).<br />

A la lumière de ces données, et dans l’objectif de vérifier dans quelle mesure la<br />

salinité peut affecter la réussite du phénomène de bioprotection, on s’est proposé de<br />

protéger les tomates soumises au stress salin contre la verticilliose par l’utilisation de<br />

Trichoderma harzianum, un puissant agent antagoniste. Cette tentative a été<br />

précédée par des essais conduits in vitro afin d’examiner l’effet de la salinité sur le<br />

développement et la reproduction de l’agent de lutte biologique et sur l’efficacité de<br />

ses différents modes d’action antagoniste à l’encontre du champignon pathogène.


7<br />

Chapitre I : Etude de l’influence de la salinité sur le<br />

comportement de la tomate (Lycopersicon esculentum) et<br />

sur le développement in vitro de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum<br />

I. Effet de la salinité sur le comportement de deux génotypes<br />

de tomate<br />

Introduction<br />

La culture de la tomate au Maroc connaît une grande extension en zone irriguée et<br />

en zone côtière. Les eaux utilisées pour l’irrigation des parcelles de tomate le long<br />

du littoral atlantique appartiennent aux classes C3 (0.48 g/l – 1.44 g/l) et C4 ( 1.4<br />

g/l – 3.2 g/l) définies par Richards (1969). Ce sont donc des eaux salées à très<br />

salées (Amor, 1991). Il en résulte une accumulation de sel dans le sol en plus des<br />

embruns qui apportent de grandes quantités de NaCl (Besri, 1977). Lorsque la<br />

salinité est de 2.5 g/l, le rendement baisse de 10%. Cependant, la baisse du<br />

rendement peut atteindre 25% à une salinité de 4g/l.<br />

La salinité des sols et des eaux d’irrigation ne constituent pas un facteur limitant la<br />

culture de la tomate mais peut constituer un facteur qui limite la qualité de la<br />

production. En effet, l’impact de la salinité est plus grave sur le rendement export<br />

suite à la réduction du calibre des fruits ( PNTTA, 1999)<br />

La salinité a été rapportée comme un facteur de l’environnement qui augmente la<br />

sensibilité des tomates aux maladies d’origine fongique principalement la fusariose<br />

(Standaert, 1978), la verticilliose (Afailal 1987, Besri, 1990) et la pourriture<br />

racinaire due à Phytophthora parasitica (Swiecki & Mac Donald, 1991).<br />

Cette différence de sensibilité induite par le sel serait la résultante de l’interaction<br />

du milieu nutritif avec la physiologie de la plante d’une part, et celle du parasite<br />

d’autre part. Toute interprétation de l’augmentation de l’incidence de la maladie<br />

dans ce cas requiert une bonne connaissance du comportement de la plante vis-àvis<br />

de la salinité du milieu.<br />

Dans cette optique, nous avons évalué le niveau de tolérance vis-à-vis du stress<br />

salin de deux variétés de tomate choisies pour leur grande sensibilité à la<br />

verticilliose, principal handicap de cette culture au Maroc.


8<br />

La tolérance d’une plante à la salinité est définie par son aptitude à se développer<br />

normalement en conditions salines. Le degré de tolérance dépend du stade<br />

physiologique de la plante. En général, les plantes sont plus sensibles au stade<br />

germination et émergence. Le degré de sensibilité diminue ensuite avec l’âge.<br />

La résistance des plantes à la salinité dépendrait de leur capacité à maintenir des<br />

conditions favorables à leur fonctionnement en évitant ou en tolérant les fortes<br />

concentrations ioniques à l’intérieur de leurs cellules. Les différences entre les<br />

espèces résident dans l’efficacité des moyens mis en œuvre pour la protection de<br />

leur équilibre (Hamza, 1980).<br />

La tolérance de la tomate à la salinité a fait l’objet de plusieurs études ( Shalhevet<br />

& Yaron, 1973 ; Perez-alfocea et al., 1996 ; Katerji et al., 1998). D’après ces auteurs,<br />

la tomate est moyennement tolérante à la salinité. Cependant, cette tolérance varie<br />

d’une espèce à l’autre et même entre les variétés d’une même espèce (Cruz &<br />

Cuartero, 1990). Des différences de sensibilité au sel ont été constatées entre<br />

différentes variétés de tomate appartenant à l’espèce cultivée Lycopersicon<br />

esculentum et entre les espèces sauvages de tomate aussi bien in vitro qu’in vivo<br />

(Amor, 1991).<br />

Plusieurs critères sont utilisés pour tester la tolérance à la salinité des tomates en<br />

phase de croissance végétative. Cruz & Cuartero (1990) ont testé la tolérance de 39<br />

génotypes appartenant à 5 espèces de Lycopersicon en évaluant 16 caractères<br />

différents. Ces auteurs recommandent d’utiliser quatre caractères fiables ; la<br />

hauteur des tiges, le poids frais des tiges et les concentrations foliaires en Na + et en<br />

Cl - . Ces caractères changent avec la concentration saline indépendamment des<br />

génotypes.<br />

C’est ainsi que nous avons testé la tolérance au sel des deux variétés de tomate lors<br />

de la germination et du développement végétatif. Celui ci a été évalué par la<br />

hauteur des plantes et le poids frais des parties aériennes. Les teneurs en éléments<br />

minéraux qui caractérisent hautement la tolérance à la salinité seront étudiées<br />

dans le prochain chapitre parmi les effets physiologiques et biochimiques du sel<br />

sur le couple tomate-<strong>Verticillium</strong>.


9<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Le matériel végétal<br />

La tomate (Lycopersicon esculentum, Mill.) est une plante maraîchère largement<br />

cultivée au Maroc. Deux variétés ont été retenues pour notre étude ; la Marmande<br />

Claudia sensible à la verticilliose et la Marmande VR possédant le gène Ve de la<br />

résistance à la race 1 de <strong>Verticillium</strong>, mais sensible à la race 2 du même<br />

champignon. Les semences nous ont été gracieusement fournies par " Semences<br />

Clauses " de Brétiny (France).<br />

2. Effet du sel sur la germination des graines<br />

2.1. Protocole de germination<br />

Les graines des deux variétés de tomate sont stérilisées par trempages successifs<br />

dans les bains suivants :<br />

- Hypochlorite de sodium à 15% pendant 2 minutes<br />

- Deux rinçages à l'eau distillée stérile<br />

- Alcool 90° pendant une minute<br />

Les graines sont séchées sur papier filtre stérile avant d'être déposées dans des<br />

boîtes de Pétri contenant deux couches de papier filtre stérile imbibé d'une<br />

solution saline à différentes concentrations :0 ; 20 ; 40 ; 60 ; 80 et 100 mM de<br />

NaCl soit 0 ; 1.16 ; 2.36 ; 3.50 ; 4.67 et 5.84 g/l. Les lots témoins sont placés sur<br />

papier filtre imbibé d'eau distillée stérile.<br />

2.2. Conditions de culture<br />

Les boîte de Pétri, contenant chacune 25 graines, sont placées à l'obscurité dans<br />

une étuve à 24±1°C pendant une semaine. De l'eau distillée stérile est ajoutée en<br />

cas de dessèchement du papier filtre. Dix répétitions sont prévues pour chaque<br />

traitement et par variété.


10<br />

2.3. Observations<br />

Les boîtes de Pétri sont examinées tous les deux jours pour suivre la germination<br />

des graines. Le nombre de graines ayant germé est noté et le pourcentage de<br />

germination est ainsi calculé. Une graine germée est celle qui parvient à émettre<br />

une radicule et les deux cotylédons. L'effet du NaCl est estimé par le pourcentage<br />

d'inhibition de la germination apprécié comme suit :<br />

%IG = PGte - PGtr / PGte x 100<br />

PGte: pourcentage de germination du lot témoin<br />

PGtr : pourcentage de germination du lot traité par le sel<br />

3. Effet du sel sur la croissance végétative des plantes<br />

3.1. Conditions de culture<br />

3.1.1. Le substrat<br />

Les cultures de tomate sont conduites sur du sable calibré de 1 à 2 mm de grosseur.<br />

Il est lavé à l'eau , puis mis à tremper dans l'acide chlorhydrique technique<br />

pendant 24 heures. Il est ensuite rincé une dizaine de fois avec de l'eau distillée<br />

jusqu'à stabilisation du pH autour de 3.5, puis lavé trois fois avec la solution<br />

nutritive jusqu'à ce que le pH qui percole s'établisse aux alentours de 6. Ce sable<br />

est ensuite stérilisé deux fois à l'autoclave pendant une heure à 24 heures<br />

d'intervalle. Avant son utilisation, le substrat est ré-imbibé avec la solution<br />

nutritive d’arrosage (annexes).<br />

3.1.2. Préparation des pépinières<br />

Les graines sont stérilisées par trempage dans l'alcool à 90° pendant deux minutes.<br />

Elles sont ensuite séchées sur papier filtre puis semées en pépinière. Elles sont<br />

arrosées tous les deux jours avec la solution nutritive complète sans sel.<br />

3.1.3. Traitement par le sel<br />

Arrivées au stade « premières vraies feuilles », les plantules sont déterrées<br />

délicatement et replantées dans des pots de sable de 450 cm 3 . Les plantules sont<br />

arrosées tous les deux jours avec la solution nutritive enrichie avec différentes<br />

concentrations de NaCl :0 ; 20 ; 40 ; 60 ; 80 et 100 mM soit 0 ; 1.16 ; 2.33 ; 3.50 ;


11<br />

4.73 et 5.84 g/l. Les pots sont percés à la base pour permettre à la solution<br />

d'arrosage de percoler en cas d'excès.<br />

3.1.3. La chambre de culture<br />

Les cultures en pépinière et en pots sont effectuées dans une chambre de culture<br />

climatisée à 24 ± 1°C sous une photopériode de 16 heures et une humidité relative<br />

de 65%.<br />

3.2. Lecture des résultats<br />

Après six semaines d’observation, la croissance des plantes est estimée par deux<br />

variables : la hauteur de l’épicotyle et le poids frais des parties aériennes. Quatre<br />

heures après le dernier arrosage, les plantes sont délicatement déterrées et<br />

excisées au niveau de la cicatrice des cotylédons. Elles sont ensuite pesées. Les<br />

tests sont réalisés sur des lots de 15 plantes pour chaque variété de tomate et par<br />

concentration saline.<br />

4. Analyse statistique des données<br />

Chaque test est répété au moins deux fois. Les analyses statistiques sont effectuées<br />

à l’aide du logiciel SPSS. Les moyennes sont comparées par analyse des variances<br />

au seuil de 5% suivie par le test de Newman-Keuls.<br />

B. Résultats<br />

1. Action du sel sur le pouvoir germinatif des graines<br />

1.1. Effet sur la vitesse de germination<br />

Les pourcentages de germination des variétés Marmande Claudia et Marmande VR<br />

ont été relevés tous les deux jours. Leur évolution en fonction du temps est<br />

illustrée sur la figure 1.<br />

En absence de sel (figure 1A), les deux courbes obtenues, en forme de S, sont<br />

parallèles et présentent une zone linéaire située entre 2 et 4 jours au cours de


12<br />

Figure 1. Effet de la salinité sur la vitesse de germination des graines de<br />

deux variétés de tomate.<br />

Pourcentage de germination<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Figure 1 A. 0mM de NaCl<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

0 2 4 6 8<br />

Temps après semis (en jours)<br />

Pourcentage de germination<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Figure 1 B. 40mM de NaCl<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

0 2 4 6 8<br />

Temps après semis (en jours)<br />

Figure 1 C. 80mM de NaCl<br />

Figure 1 D. 100mM de NaCl<br />

Pourcentage de germination<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

0 2 4 6 8<br />

Temps après semis (en jours)<br />

Pourcentage de germination<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

0 2 4 6 8<br />

Temps après semis (en jours)


13<br />

laquelle la vitesse de germination est maximale. Entre 4 et 8 jours, la pente des<br />

courbes diminue et les valeurs des % de germination tendent à se stabiliser.<br />

En présence de sel, la vitesse de germination diminue avec l’augmentation de la<br />

salinité comme le montrent les pentes des courbes des figures 1B ; 1C et 1D. De<br />

même, un retard de la germination est noté. L’apparition de la radicule a lieu 48<br />

heures après le semis chez les témoins ou chez les graines soumises aux<br />

concentrations modérées de sel. Cependant, elle ne se manifeste qu’entre 2 et 4<br />

jours aux concentrations supérieures ou égales à 80mM de NaCl.<br />

1.2. Effet sur le taux de germination<br />

L’analyse des résultats consignés sur la figure 2 montre que la salinité affecte le<br />

taux de germination des deux variétés Marmande Claudia et Marmande VR. Les<br />

pourcentages de germination diminuent en fonction des concentrations<br />

croissantes de NaCl. Pour chacune des deux variétés, on note des différences<br />

significatives entre les différents traitements salins.<br />

Néanmoins, pour un même traitement, les % de germination des deux variétés<br />

diffèrent statistiquement. En effet, après 8 jours de semis, les % de germination en<br />

absence de sel sont de 89.80% et 82.27% respectivement pour Claudia et VR. Cette<br />

différence est maintenue en présence de sel mais s’amplifie aux fortes<br />

concentrations. A 100mM de NaCl, le pourcentage de germination est de 46.53 %<br />

pour Marmande Claudia alors qu’il ne dépasse guère 23.5% pour Marmande VR.<br />

Cette dernière semble plus affectée par les fortes concentrations de sel par rapport<br />

à Marmande Claudia pour l’expression du pouvoir germinatif.<br />

L’effet inhibiteur du sel se manifeste sur le pouvoir germinatif des variétés Claudia<br />

et VR dès la concentration de 20mM de NaCl (figure 3). Aux concentrations faibles<br />

et modérées, l’effet du sel s’exprime avec la même importance ; les pourcentages<br />

d’inhibition de la germination par rapport aux témoins sans sel ne montrent pas de<br />

différences significatives entre les deux variétés après 8 jours de semis. Aux fortes<br />

concentrations (100 mM de NaCl), les pourcentages d’inhibition de la germination<br />

s’écartent de manière hautement significative et sont de 48.21 % pour Marmande<br />

Claudia et 71.96 % pour Marmande VR.


14<br />

Figure 2. Effet de la salinité sur le taux de germination de<br />

deux variétés de tomate après 8 jours de semis<br />

Pourcentage de germination<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

0 20 40 60 80 100<br />

Concentration en NaCl (mM)<br />

Figure 3. Pourcentage d'ihnibition de la germination des graines<br />

de deux variétés de tomate en fonction de la salinité<br />

80<br />

Pourcentage d'inhibition de la<br />

germination<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

20 40 60 80 100<br />

Concentration en NaCl (mM)


15<br />

2. Action du sel sur la croissance végétative des plantes<br />

Cette étude a été menée pour évaluer l’influence de la salinité sur la croissance<br />

végétative de la plante entière. Les résultats des mesures de la taille et du poids<br />

frais ont été analysés.<br />

2.1. Effet sur la taille de l’axe aérien<br />

Après six semaines d’observation, les deux variétés de tomate soumises au<br />

traitement par le sel montrent une réduction régulière et significative de la taille de<br />

l’épicotyle sous l’effet des concentrations croissantes de NaCl de la solution<br />

d’arrosage (figure 4). Pour chacune des deux variétés, on note des différences<br />

significatives entre les différents traitements par le sel à l’exception des<br />

traitements de 60mM et 80mM dont les effets sont similaires.<br />

Les réductions de la croissance par rapport aux témoins sans sel sont reportées sur<br />

le tableau 1.<br />

Tableau 1. Inhibition de la taille des tomates après traitement par NaCl.<br />

Pourcentage d’inhibition de la taille des plantes de tomate<br />

Concentration en NaCl (mM/l)<br />

Variétés 20 40 60 80 100<br />

Claudia 15.90 ± 4.86<br />

27.22 ± 7.71<br />

45.41 ± 4.65<br />

47.40 ± 5.71<br />

70.80 ± 2.35<br />

a<br />

b<br />

c<br />

c<br />

d<br />

VR 16.16 ± 4.48<br />

33.46 ± 6.60<br />

46.84 ± 4.89<br />

53.28 ± 4.72<br />

69.32 ± 2.45<br />

a<br />

b<br />

c<br />

c<br />

d<br />

Deux résultats lus sur une même ligne diffèrent statistiquement au seuil de 5% s’ils ne sont affectés<br />

d’aucune lettre en commun.<br />

Les résultats montrent une certaine analogie dans les réponses des deux variétés.<br />

Pour une même salinité, les % de réduction de la croissance sont statistiquement<br />

similaires. L’inhibition de la croissance, faible aux premières concentrations de<br />

l’expérience, atteint à 60mM 45.41% pour Claudia et 46.84% pour VR. Elle


16<br />

s’accentue avec l’augmentation de la salinité pour atteindre respectivement à<br />

100mM de NaCl 70.8% et 69.32% pour Claudia et VR. L’analyse de la variance à<br />

deux critères ne montre pas de différence significative entre les deux variétés.<br />

2.2. Effet sur la biomasse des parties aériennes<br />

Les plantes ayant servi à l’étude de l’élongation des tiges sont excisées au niveau<br />

des cicatrices des feuilles cotylédonnaires puis pesées. Les résultats sont consignés<br />

sur la figure 5.<br />

L’effet de la salinité s’est manifesté sur les deux variétés par une réduction<br />

significative du poids frais des tiges et feuilles corrélée avec l’augmentation de la<br />

salinité des eaux d’arrosage. Des différences significatives existent entre les<br />

traitements salins. L’effet de la salinité se manifeste selon le même schéma que<br />

pour l’effet sur la taille (tableau 2.). Les pourcentages d’inhibition de la biomasse<br />

des parties aériennes à 60 mM sont de 50.21 % et 51.59 % respectivement pour<br />

Claudia et VR, et de 67.27 % et 72.68 % à 100 mM. La différence notée entre les<br />

deux variétés n’est pas significative pour ce paramètre de la croissance.<br />

Tableau 2. Inhibition du poids frais des parties aériennes des tomates<br />

après traitement par NaCl<br />

Pourcentage d’inhibition du poids frais des parties aériennes<br />

Concentration en NaCl (mM/l)<br />

Variétés 20 40 60 80 100<br />

Claudia 18.17 ± 9.67<br />

35.06 ± 9.56<br />

50.21 ± 6.61<br />

53.12 ± 6.88<br />

67.27 ± 5.25<br />

a<br />

b<br />

c<br />

c<br />

d<br />

VR 24.51±10.60<br />

24.51±10.60<br />

51.59 ± 7.74<br />

53.66 ± 5.70<br />

72.68 ± 4.64<br />

a<br />

b<br />

c<br />

c<br />

d<br />

Deux résultats lus sur une même ligne diffèrent statistiquement au seuil de 5% s’ils ne sont affectés<br />

d’aucune lettre en commun.


17<br />

Figure 4. Effet du sel sur la hauteur de l'épicotyle des<br />

plantes de tomate après six semaines<br />

40<br />

Longueur de l'épicotyle (en cm)<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Marmande VR<br />

Marmande Claudia<br />

0 20 40 60 80 100<br />

Concentration des solutions d'arrosage en NaCl (mM)<br />

Figure 5. Effet du sel sur le poids frais des parties aériennes<br />

des plantes de tomate après six semaines<br />

Poids frais de l'axe aérien en g<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Marmande Claudia<br />

Marmande VR<br />

0 20 40 60 80 100<br />

concentration des solutions d'arrosage en NaCl (mM)


18<br />

C. Discussion et conclusion<br />

L’influence de la salinité sur le pouvoir germinatif des deux génotypes de tomate<br />

s’est manifestée par une réduction du taux et de la vitesse de germination par<br />

rapport aux témoins, réduction d’autant plus importante que la concentration en<br />

sel est élevée. L’analyse des variances a montré des différences significatives entre<br />

les deux variétés dans leur pourcentage de germination aux fortes concentrations<br />

de sel. La variété Marmande Claudia semble mieux tolérer les concentrations<br />

élevées de NaCl lors de la germination que Marmande VR. Nos résultats<br />

confirment les recherches de Berstein, (1975) et Bozouk, (1981) qui ont montré que<br />

chez la tomate cultivée (Lycopersicon esculentum), la germination est inhibée par<br />

les conditions salines.<br />

La tolérance au sel au cours de la germination est une réponse directe de<br />

l’embryon à ses conditions nutritionnelles. Elle est directement liée à une<br />

sélectivité efficace du plasmalemme à l’égard de l’ion sodium. Cette sélection au<br />

stade embryonnaire est associée à une accumulation de calcium par la graine lors<br />

de la phase de maturation (Guerrier, 1983).<br />

L’étude de l’effet du NaCl sur la germination de semences est insuffisante pour<br />

estimer la tolérance de la tomate au stress salin. En effet, la résistance au stress<br />

salin peut apparaître au stade germination et changer ou non pendant les phases<br />

suivantes de la croissance.<br />

Le sel a eu un effet négatif sur la taille et le poids frais des tiges et feuilles des deux<br />

variétés cultivées dans nos conditions expérimentales. Les concentrations<br />

modérées de NaCl (60 mM) réduisent les performances de la croissance d’environ<br />

50 % par rapport au témoin sans sel. Ce résultat correspond aux observations de<br />

Babas (1985), sur les variétés Vémone et Carmello, et de Amor (1991) qui a<br />

rapporté une baisse de la croissance de trois variétés de tomate, collectées dans les<br />

régions pré-sahariennes marocaines, en fonction de la salinité du milieu. Cet<br />

auteur a montré en outre, des différences nettes dans la réponse des différentes<br />

variétés suivant leur niveau de tolérance. D’après nos données, il n’y a pas de<br />

différence significative entre les deux génotypes pour les deux paramètres de la<br />

croissance évalués. La réponse au stress salin de la variété Marmande VR s’est


19<br />

alignée avec celle de Marmande Claudia durant la phase végétative de la croissance<br />

contrairement au comportement différentiel observé lors de la germination.<br />

Slama (1991) a évalué la tolérance au sel à partir du ralentissement de la vitesse de<br />

croissance des plantes à la concentration de 50mM de NaCl. Sous des<br />

concentrations voisines, la croissance des deux variétés de tomate a été réduite<br />

d’environ 50%. Ces résultats reflètent donc le niveau moyen de la tolérance au sel<br />

de ces deux génotypes. Ces derniers offrent ainsi un matériel de choix pour l’étude<br />

des effets combinés de la salinité et de l’infection avec <strong>Verticillium</strong>, principal agent<br />

des trachéomycoses au Maroc.<br />

II. Influence de la salinité du milieu sur le développement in<br />

vitro d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum d’origine tomate<br />

Introduction<br />

Le développement des champignons phytopathogènes du sol dépend du<br />

comportement de la population des plantes hôtes et des caractéristiques de<br />

l’environnement. Les fluctuations de l’une ou l’autre de ces caractéristiques<br />

peuvent agir sur le développement et les activités biologiques de ces agents<br />

pathogènes et sur la relation hôte-parasite.<br />

<strong>Verticillium</strong> est un champignon tellurique qui se conserve dans le sol sous forme<br />

de microsclérotes. Ces formes de résistance peuvent rester à l’état dormant<br />

pendant plusieurs années en l’ absence de toute culture sensible. En présence de la<br />

plante hôte, les microsclérotes peuvent germer et attaquer les plantes par les<br />

racines. Le champignon prolifère à l’intérieur des vaisseaux du xylème et provoque<br />

par la suite des altérations foliaires et le flétrissement de la plante. Ce champignon<br />

vasculaire est ainsi soumis aux variations physico-chimiques du sol avant<br />

l’infection et à la variation de la composition chimique de la sève qui en découle<br />

une fois installé dans les vaisseaux du xylème.<br />

Plusieurs travaux ont rapporté que l’augmentation de la salinité du milieu favorise<br />

la croissance et la conservation de <strong>Verticillium</strong> dahliae et de Fusarium oxysporum<br />

fsp lycopersici , principaux agents des trachéomycoses au Maroc (Besri, 1977 ;<br />

Ioannou et al., 1977 ; Besri, 1981 ). Ces deux agents vasculaires tolèrent des


20<br />

potentiels osmotiques extrêmement bas, alors que la salinité excessive peut être<br />

toxique pour d’autres champignons du sol. De même, la réduction du potentiel<br />

osmotique à des valeurs comprises entre –2 et –20 bars stimule la croissance<br />

mycélienne et la sporulation de <strong>Verticillium</strong> dahliae, mais la production des<br />

organes de résistance est moins sensible à la baisse du potentiel osmotique<br />

(Ioannou et al., 1977 ). Une stimulation de la formation des organes de<br />

conservation chez Fusarium oxysporum fsp lycopersici par la baisse du potentiel<br />

osmotique correspond aux observations de Besri (1977 et 1981 ) à condition que la<br />

disponibilité en eau du sol soit satisfaisante.<br />

Ducan & Himelik (1986) ont montré que lorsqu’on cultive artificiellement<br />

<strong>Verticillium</strong> dahliae sous un potentiel de pression négative de –0.039 MPa, la<br />

production de conidies augmente de 800% par rapport au témoin non traité.<br />

L’influence de la salinité sur la germination des conidies de quelques isolats de<br />

<strong>Verticillium</strong> lecanii a été étudiée par Chandler et al. (1994). Selon ces auteurs, le<br />

pouvoir germinatif diminue avec la baisse du potentiel osmotique. Un seul isolat<br />

de V. lecanii a été sélectionné pour sa rapide germination après 12 heures à –2.8<br />

MPa.<br />

L’effet de la salinité a été étudié sur d’autres champignons pathogènes. C’est le cas<br />

des Phytophthora. Spp. Benyahya, (1998) a montré que l’augmentation de la<br />

salinité du milieu favorise la croissance mycélienne in vitro de Phytophthora<br />

citrophthora et P. parasitica , agents de la pourriture racinaire des agrumes, avec<br />

un optimum situé entre –1.44 et –3.11 bars. Au delà de cet intervalle, les activités<br />

biologiques régressent et la production de sporanges est complètement inhibée.<br />

D’autres espèces du même genre tolèrent des valeurs du potentiel osmotique<br />

beaucoup plus basses, comme Phytophthora cinnamomi qui montre une<br />

croissance optimale à –15 bars, alors que pour P. megasperma, la croissance<br />

diminue avec la baisse du potentiel osmotique (Sommers et al., 1970).<br />

Les travaux de Swiecki & Mac Donald (1991) rapportent que la formation des<br />

sporanges de Phytophthora parasitica est plus importante en présence de<br />

concentrations modérées de NaCl et de CaCl 2 par rapport aux témoins sans sel.


21<br />

Cependant le nombre de zoospores produites et leur mobilité sont nettement plus<br />

faibles que ceux des témoins.<br />

Parallèlement à ces travaux concernant l’action directe du sel sur le développement<br />

de ces champignons phytopathogènes, des études ont montré l’impact de la salinité<br />

sur la sensibilité des plantes aux maladies d’origine fongique. Dans ce sens,<br />

plusieurs auteurs rapportent une augmentation de la sensibilité des tomates à<br />

Fusarium oxysporum f. sp. Lycopersici (Davet, 1966, Standaert, 1978) et à<br />

<strong>Verticillium</strong> dahliae (Besri, 1991 ; Besri & Afailal, 1993).<br />

L’interprétation de l’effet de la salinité sur la plus grande sensibilité de la tomate à<br />

ces maladies est à rechercher, comme nous l’avons déjà précisé, au niveau de<br />

l’interaction de la plante et du pathogène avec l’environnement. La baisse de la<br />

croissance des plantes de tomate suite au stress salin décrite au paragraphe<br />

précédent représente un des aspects physiologiques de cette interaction. Il paraît<br />

donc nécessaire d’examiner dès lors l’impact de la salinité sur le développement de<br />

l’agent pathogène. A cette fin, nous nous proposons d’étudier in vitro l’effet de la<br />

salinité sur le développement de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> connu pour son fort<br />

pouvoir pathogène vis-à-vis des variétés Marmande Claudia et VR. Cette étude in<br />

vitro contribuera à mieux comprendre le comportement du champignon dans les<br />

sols riches en sel et à l’intérieur des vaisseaux conducteurs des plantes hôtes<br />

soumises au stress salin partant du fait que la composition chimique de la sève est<br />

le reflet de l’interaction physiologique de la plante avec son milieu nutritif .<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. La souche fongique<br />

Lahlou (1983) a isolé <strong>Verticillium</strong> d’une tige de tomate, sévèrement atteinte de<br />

verticilliose, de la région de Dar Bouazza. L’isolat initial a été cloné et identifié<br />

comme appartenant à l’espèce <strong>Verticillium</strong> albo-atrum R & B, forme à<br />

microsclérotes. Le clone P3 , de phénotype sauvage, s’est montré très agressif sur<br />

la variété Marmande sensible.<br />

Au cours de nos expériences préliminaires, des plantes de tomate, variété<br />

Marmande VR, ont été artificiellement infectées avec l’isolat P3 et régulièrement


22<br />

arrosées avec une solution enrichie en NaCl. En fin d’expérience, le champignon a<br />

été ré-isolé d’une plante montrant des symptômes caractéristiques de<br />

rabougrissement. Cet isolat fut nommé P80 et a été utilisé dans tous nos essais.<br />

Le champignon est cultivé en boîte de Pétri sur milieu PDA ou milieu Malt gélosé,<br />

à l’obscurité et à 24± 1° C.<br />

Le clone P80 est caractérisé par un mycélium blanchâtre d’aspect cotonneux et une<br />

sclérogénèse abondante apparaissant après 6 à 7 jours de culture. Il est très<br />

agressif sur la variété Marmande Claudia sensible mais aussi sur la variété<br />

Marmande VR possédant le gène Ve de la résistance. Il a été identifié donc comme<br />

appartenant à la race 2 de <strong>Verticillium</strong>.<br />

2. Ensemencement<br />

Les cultures liquides sont réalisées dans des fioles de 250 ml à raison de 100 ml<br />

par fiole. Elles sont ensemencées avec 1 ml d’une suspension de spores à 10 6<br />

spores /ml fraîchement préparée à partir d’une culture de <strong>Verticillium</strong> âgée de 12<br />

jours.<br />

Les cultures solides, conduites sur boites de Pétri, sont ensemencées avec des<br />

rondelles de 4 mm de diamètre préalablement découpées à l’emporte pièce dans la<br />

zone de croissance active d’une culture âgée de deux semaines et présentant<br />

l’aspect caractéristique du type sauvage. Les thalles montrant des secteurs hyalins<br />

sont systématiquement écartés. Les boutures sont déposées au centre de la boîte et<br />

à l’envers pour que le champignon soit en contact direct avec le milieu de culture.<br />

Les boîtes sont fermées avec un ruban de parafilm pour éviter tout changement<br />

dans la pression osmotique du milieu par une éventuelle perte d’eau. Toutes les<br />

cultures sont mises à incuber à l’obscurité et à 24 ± 1°C.<br />

3. Traitement par le sel<br />

Les cultures fongiques sont conduites sur milieu à base d’extrait de malt liquide ou<br />

gélosé (2%) enrichi de chlorure de sodium à différentes concentrations 0 ; 5 ; 10 ;<br />

15 ; 20 ; 30 ; 40 ; 50 ; 60 ; 80 et 100g/l selon le type d’expérience. Dix répétitions<br />

sont prévues pour chaque traitement salin.


23<br />

4. Estimation de l’effet du sel sur la croissance de <strong>Verticillium</strong><br />

4.1. Croissance diamétrale<br />

Les cultures sont examinées régulièrement, tous les jours. Les mesures des<br />

moyennes des deux diamètres perpendiculaires de chaque colonie sont faites tous<br />

les 5 jours. Le test a duré 20 jours.<br />

4.2. Croissance pondérale<br />

Bien que la croissance diamétrale soit la méthode la plus utilisée pour estimer<br />

l’effet d’un facteur de l’environnement sur un champignon, elle reste toutefois<br />

insuffisante car elle ne tient pas compte de la densité des filaments mycéliens ni du<br />

taux de la croissance spécifique. Pour palier à cette lacune, le poids sec du<br />

mycélium a été examiné comme un autre paramètre de la croissance pour estimer<br />

l’effet de la salinité sur le développement de <strong>Verticillium</strong>.<br />

Après trois semaines d’incubation, les cultures liquides de <strong>Verticillium</strong> sont filtrées<br />

sur mousseline. Le mycélium recueilli est lavé deux fois à l’eau distillée, puis essoré<br />

entre plusieurs couches de papier filtre avant d’être séché à 80°C pendant 24<br />

heures. Le poids sec du mycélium (mg) est ensuite déterminé.<br />

5. Effet sur l’intensité de la conidiogénèse<br />

Sur les boîtes ayant déjà servi pour l’étude de la croissance des colonies, dix<br />

rondelles de 5 mm de diamètre sont découpées à l’emporte pièce à 2mm environ<br />

du front de la croissance de chaque thalle. Elles sont ensuite placées dans un tube à<br />

vis contenant 10 ml d’eau stérile. Les tubes sont agités au vortex pendant 20<br />

secondes, ce qui permet l’éclatement des sphérules portées par les conidiophores<br />

et la libération des conidies. Le contenu de chaque tube est ensuite filtré sur<br />

mousseline afin d’éliminer les fragments mycéliens et les morceaux de gélose. Le<br />

comptage du nombre total des conidies libérées par les dix rondelles est effectué<br />

avec un hématimètre ( cellule de Malassez) à raison de 5 comptages par suspension<br />

et de 10 boîtes par traitement salin. Les résultats sont exprimés en nombres de<br />

conidies par unité de surface (cm 2 ).


24<br />

6. Effet sur le pouvoir germinatif des conidies<br />

Pour chaque traitement salin, une goutte contenant 100 conidies de <strong>Verticillium</strong>,<br />

issue d’une suspension de spores de l’isolat P80 fraîchement préparée, est étalée<br />

sur la surface de milieu gélosé à base d’extrait de malt enrichi en NaCl : 0 ; 4 ; 8 ;<br />

12 ; 16 et 20 g/l. Dix boîtes sont prévues pour chaque concentration saline. Les<br />

étalements, incubés à l’obscurité et à 24°C, sont observés 24, 48 et 72 heures après<br />

ensemencement. Les pourcentages de germination des conidies sont alors<br />

déterminés.<br />

7. Effet sur les organes de résistance<br />

Cette étude a été faite en parallèle avec celle de la croissance diamétrale. L’effet de<br />

l’apport de NaCl dans le milieu de culture sur les microsclérotes est apprécié d’une<br />

part, par le délai d’apparition des organes de conservation et d’autre part, par<br />

l’estimation de l’étendue de la zone pigmentée visible sur le revers des boîtes de<br />

Pétri, la coloration noire des cultures de <strong>Verticillium</strong> étant due à la mélanisation<br />

des parois des microsclérotes. Tous les résultats sont comparés par analyse de la<br />

variance selon le test de Newman-Keuls.<br />

B. Résultats<br />

1. Effet de l’apport de NaCl sur la croissance de <strong>Verticillium</strong><br />

1.1. Croissance diamétrale<br />

La croissance diamétrale des colonies de <strong>Verticillium</strong> soumis à différentes<br />

concentrations de sel a été notée tous les cinq jours durant 20 jours. Les résultats<br />

sont reportés sur la figure 6. Dès les cinq premiers jours qui suivent la mise en<br />

culture, l’effet de la salinité s’est manifesté par une stimulation de la croissance<br />

diamétrale du champignon pour les concentrations comprises entre 0 et 10 g/l de<br />

NaCl. Au delà de cet intervalle, la croissance diminue en corrélation avec<br />

l’augmentation de la salinité du milieu.<br />

Après 20 jours de culture, l’intervalle des concentrations stimulatrices de la<br />

croissance s’étend à 20 g/l de NaCl. Au delà de cette concentration et jusqu’à 60


25<br />

g/l , l’effet du sel s’est traduit par une réduction linéaire de la croissance mais qui<br />

reste toutefois supérieure et de manière significative à celle des témoins sans sel.<br />

Seules les très fortes concentrations inhibent la croissance mycélienne de<br />

<strong>Verticillium</strong>. Cette inhibition est de l’ordre de 51.7% et 78.5% respectivement à 80<br />

et 100 g/l de NaCl par rapport aux témoins sans sel.<br />

L’apport de sel dans le milieu de culture agit également sur la vitesse de la<br />

croissance diamétrale des colonies (figure 7) par rapport aux témoins sans sel<br />

comme le montrent les pentes des différentes courbes de croissance. Durant la<br />

période d’incubation, la vitesse moyenne est de 1.27 mm /jour en absence de sel<br />

alors qu’elle atteint 2.05 mm /jour en présence de 20g/l de NaCl.<br />

1.2. Croissance pondérale<br />

Le poids sec du mycélium est évalué après un mois de culture en milieu liquide<br />

enrichi en NaCl. Les résultats reportés sur la figure 8 montrent que le poids sec du<br />

mycélium n’est pas modifié pour les concentrations de NaCl comprises entre 0 et<br />

10 g/l. A partir de 10 g/l, on remarque une réduction régulière de la croissance<br />

pondérale du mycélium en fonction des salinités croissantes du milieu de culture.<br />

L’inhibition du poids sec est de 23.1% ; 60.9% et 93.9% respectivement à 20; 40 et<br />

60 g/l de NaCl.<br />

2. Effet de la salinité sur la conidiogénèse et le pouvoir germinatif<br />

des conidies<br />

2.1. Intensité de la sporulation<br />

Les résultats de l’estimation de la sporulation de <strong>Verticillium</strong> en fonction de la<br />

salinité du milieu sont résumés sur la figure 9. Il apparaît clairement que l’effet du<br />

sel se traduit par une stimulation de l’intensité de la conidiogénèse pour les


26<br />

Figure 6. Effet de la salinité sur la croissance<br />

diamétrale de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

Moyenne des deux diamètres des<br />

colonies (en mm)<br />

50<br />

45<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

après 5 jours<br />

après 15 jours<br />

après 10 jours<br />

après 20 jours<br />

0 5 10 20 30 40 50 60 80 100<br />

Concentration en sel (en g/l de NaCl)<br />

Figure 7. Vitesse de la croissance des colonies de<br />

l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> en fonction de la salinité<br />

du milieu<br />

0g/l 10g/l 20g/l 40g/l 60g/l<br />

Diamètre moyen des colonies (en<br />

mm)<br />

50<br />

45<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

0 5 10 15 20<br />

Temps d'incubation (en jours)


27<br />

350<br />

Figure 8. Effet de la salinité sur le poids sec<br />

du mycélium de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

après un mois de culture<br />

Poids sec du mycélium en mg<br />

300<br />

250<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

0 5 10 20 30 40 50 60<br />

Concentration de NaCl (en g/)l<br />

Figure 9. Effet de la salinité sur l'intensité de la<br />

conidiogénèse de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

après un mois de culture<br />

200<br />

Nombre de spores x 10 5 /cm 2<br />

180<br />

160<br />

140<br />

120<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

0 5 10 15 20 40 60<br />

Concentration de NaCl (en g/)l


28<br />

concentrations de NaCl allant de 0 à 15 g/l. En effet, à la concentration optimale,<br />

(15g/l), on enregistre une augmentation du nombre de conidies produites de 130 %<br />

par rapport au témoin sans sel. Pour les autres concentrations de l’expérience<br />

supérieures à 15 g/l, l’intensité de la sporulation diminue mais reste<br />

statistiquement supérieure à celle du témoin sans sel jusqu’à 40g/l.<br />

2.2. Pouvoir germinatif des conidies<br />

La germination in vitro des conidies de <strong>Verticillium</strong> a été suivie pendant 72h. Les<br />

résultats montrent que les conidies ont germé à toutes les salinités de l’expérience<br />

(figure 10). A 4 g/l de NaCl, le pourcentage de germination des conidies est<br />

semblable à celui du témoin non traité et atteint 71.8 %. La germination subit une<br />

hausse significative sous les concentrations salines comprises entre 8 et 16g/l de<br />

NaCl (Planche 1). En revanche, l’apport dans le milieu de 20g/l de sel réduit le<br />

pouvoir germinatif des conidies traitées. Le pourcentage de germination, bien que<br />

statistiquement plus faible que celui des conidies témoins sans sel, est encore<br />

appréciable ; il est de 67.6%.<br />

3. Effet de la salinité sur la sclérogénèse<br />

L’estimation de l’abondance des microsclérotes par la mesure du diamètre de la<br />

zone pigmentée où se localisent les microsclérotes n’est certes pas très précise mais<br />

permet de faire des comparaisons entre les effets des différents traitements salins<br />

sur la formation des organes de résistance.<br />

Des résultats présentés dans la figure 11, il ressort que l’apport de faibles quantités<br />

de sel (0 à 5 g/l) n’altère pas l’importance de la formation des microsclérotes. Leur<br />

abondance ne diffère pas de celle des témoins sans sel. Cependant l’augmentation<br />

des concentrations de NaCl dans le milieu de culture a entraîné une diminution<br />

nette de la sclérogénèse. Cette réduction est d’autant plus marquée que la<br />

concentration saline est élevée. L’effet de la présence de concentrations de sel<br />

supérieures à 5 g/l touche aussi bien l’étendue de la zone pigmentée que l’intensité<br />

de la coloration qui devient de plus en plus claire.


29<br />

Figure 10. Effet de la salinité sur le pouvoir<br />

germinatif des conidies de l'isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> après 72 heures<br />

Pourcentage de germination des conidies<br />

100<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

0 4 8 12 16 20<br />

Concentration en NaCl (en g/)l<br />

Figure 11. Effet de la salinité sur l'intensité de la<br />

sclérogénèse de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> après<br />

un mois de culture<br />

Diamètre moyen de la zone<br />

sombre (en cm)<br />

4,5<br />

4<br />

3,5<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

0 5 10 15 20 40 60<br />

Concentration en NaCl (en g/l)


30<br />

Planche 1. Effet de la salinité du milieu sur la germination des conidies<br />

de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum après 4 jours d’incubation.<br />

[0 ; 4 ; 8 ; 12 ; 16] : concentration saline du milieu en g/l de NaCl


31<br />

Par ailleurs, les concentrations de sel supérieures à 10 g/l entraînent en plus un<br />

retard dans l’apparition des microsclérotes. Alors que le délai d’apparition des<br />

microsclérotes est de 7 jours chez les témoins non traités et les cultures traitées<br />

avec 5 g/l, l’augmentation de la salinité du milieu allonge ce délai. Ainsi les<br />

microsclérotes apparaissent après 10; 12 et 20 jours d’incubation respectivement<br />

pour les concentrations de 10; 20 et 40 g/l de NaCl.<br />

4. Influence de l’interaction salinité-température sur la croissance<br />

de <strong>Verticillium</strong><br />

Des boutures de <strong>Verticillium</strong> sont ensemencées sur du milieu Malt gélosé<br />

additionné de 0 ; 4 ; 8 ; 12 et 16 g de NaCl par litre. Les boîtes de Pétri sont<br />

réparties en 5 lots de 10 boîtes chacun. Chaque lot est mis à incuber pendant 3<br />

semaines à une température déterminée : 18°C soit la température ambiante ;<br />

24°C ; 30°C et 36°C. L’estimation de la croissance est faite selon le protocole décrit<br />

auparavant. Les résultats de l’interaction salinité-température sont résumés sur le<br />

tableau 3.<br />

L’effet de la salinité se traduit par une stimulation de la croissance diamétrale des<br />

colonies et ceci pour toutes les températures de l’expérience. Néanmoins, la<br />

comparaison des pourcentages de stimulation de la croissance, due à la présence<br />

de sel, montre des différences significatives entre les différents traitements<br />

thermiques. Ainsi, à 18°C, la croissance est stimulée de 49.03 % avec la présence<br />

de 16 g/l de sel par rapport au témoin sans sel. Le pourcentage de stimulation<br />

diminue à 24°C et à 30°C, mais augmente brusquement à 36°C puisqu’il atteint<br />

131.57 % par rapport aux témoins sans sel incubés à la même température.<br />

L’effet de la température sur la croissance de <strong>Verticillium</strong> dépend de la<br />

température à laquelle est soumis le champignon. Une stimulation de la croissance<br />

est notée pour les températures de 24°C et 30°C par rapport à celle notée à 18°C.<br />

La température optimale dans nos conditions de culture correspond à 30°C.<br />

Cependant, une chute brutale de la croissance des thalles est observée à 36°C, et<br />

ce, pour toutes les concentrations salines de l’expérience. La comparaison des<br />

pourcentages d’inhibition de la croissance due à l’exposition des cultures à 36°C


32<br />

montre des différences significatives entre les différents traitements salins. Ainsi,<br />

en absence de sel, le pourcentage d’inhibition de la croissance due à l’exposition<br />

des cultures à 36°C est de 81.61 % par rapport à la croissance enregistrée à 18°C.<br />

En présence de sel, l’inhibition de la croissance diminue avec l’augmentation de la<br />

salinité du milieu. Elle n’est que de 74.82 % et 71.42 % respectivement à 12 et 16<br />

g/l de NaCl (Planche 2).<br />

Tableau 3. Effet de l’interaction salinité-température sur la croissance<br />

diamétrale de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>.<br />

Diamètre moyen des colonies (cm) après 3 semaines d’incubation<br />

Température d’incubation en °C<br />

Concentration<br />

en NaCl (g/l)<br />

18 24 30 36 Inhibition*(%)<br />

à 36°C<br />

0 31.0±0.9 34.6 ±1.1 36.1±0.6 5.7±0.2 81.6<br />

4 32.8±0.7 35.5±0.8 37.3±0.4 6.5±0.4 80.1<br />

8 34.3±0.8 37.2±0.5 38.6±1.0 11.6±1.0 66.1<br />

12 42.1±0.9 41.2±0.9 41.9±0.4 10.6±0.6 74.8<br />

16 46.2±0.4 43.2±0.7 47.6±1.0 13.2±0.5 71.4<br />

Stimulation ** 49.0 24.8 31.8 131.5 -<br />

(%)<br />

* Pourcentage d’inhibition de la croissance diamétrale à 36°C par rapport à celle de 18°C.<br />

** Pourcentage de stimulation de la croissance diamétrale à 16g/l par rapport aux témoins sans sel<br />

C. Discussion et conclusion<br />

En se basant sur les taux de la croissance mycélienne de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> observés sur milieux enrichis en sel, on peut en conclure que le<br />

chlorure de sodium stimule le développement de ce parasite même à de très fortes<br />

concentrations allant jusqu’à 60g/l.


33<br />

Planche 2. Effet de l’interaction salinité-température sur la croissance<br />

diamètrale de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> après trois semaines<br />

d’incubation.<br />

A. Croissance diamétrale du champignon exposé à 24°C<br />

B. Croissance diamétrale du champignon exposé à 36°C<br />

[0 ; 4 ; 8 ; 12 ; 16] : concentration saline du milieu de culture en g/l de NaCl


34<br />

Bien que sa croissance décline au delà de ces concentrations, le champignon tolère<br />

des salinités extrêmement élevées.<br />

Les concentrations de sel les plus favorables sont situées entre 5 et 20g/l de NaCl.<br />

Sous ces concentrations salines, la vitesse de croissance journalière est plus grande<br />

que celle manifestée en absence de sel. Nos résultats concordent avec ceux de Besri<br />

(1977); Ioannou et al. (1977) et Afailal (1987). Ces auteurs ont montré la capacité<br />

de <strong>Verticillium</strong> à se développer sous des potentiels osmotiques bas, avec une<br />

stimulation de la croissance à des concentrations salines qui rappellent celles de<br />

nos résultats.<br />

Une autre composante de la biologie de <strong>Verticillium</strong> est également stimulée par la<br />

présence de sel à savoir la conidiogénèse. Le taux de sporulation est fortement<br />

augmenté sous 15g/l de NaCl. Notre concentration optimale diffère de celle de<br />

Ioannou et al. (1977). Ces auteurs ont montré que l’augmentation de la production<br />

de conidies a lieu pour des potentiels osmotiques compris entre –2 et –20 bars soit<br />

des concentrations allant de 3.5 à 29 g/l de sel respectivement.<br />

La stimulation de la sporulation sous l’effet de la salinité serait due à un effet<br />

spécifique des ions (Benyahya, 1998). Selon cet auteur, les ions Na + et Cl -<br />

stimulent la production des sporanges de P. citrophthora et P. parasitica alors que<br />

l’effet osmotique inhibe cette activité biologique.<br />

Chez <strong>Verticillium</strong>, l’augmentation de la sporulation sous l’effet du sel ne semble<br />

pas être due uniquement à l’effet des ions Na + et Cl - mais aussi à l’effet osmotique.<br />

Ducan & Himelick, (1986) ont montré que la sporulation de <strong>Verticillium</strong> dahliae<br />

peut être fortement stimulée par un potentiel de pression négative sans que le<br />

milieu ne soit amendé de sel. Ces auteurs ont cultivé <strong>Verticillium</strong> sur des milieux<br />

nutritifs placés dans un dispositif permettant le maintien d’un potentiel de<br />

pression négative de –0.039 PMa rappelant l’environnement des vaisseaux du<br />

xylème.<br />

Nos résultats concernant l’effet du sel sur la formation des microsclérotes n’ont pas<br />

montré, dans nos conditions expérimentales, d’effet stimulateur du sel sur la<br />

sclérogénèse. L’aptitude de l’isolat P80 à former les organes de conservation est<br />

maintenue stable par les faibles concentrations de sel (0 à 5 g/l) mais diminue avec


35<br />

l’augmentation de la salinité. Néanmoins, les microsclérotes sont encore produits à<br />

la concentration de 60g/l de NaCl mais tardivement sur des cultures âgées. Ces<br />

résultats ne sont pas en accord avec ceux de Afailal (1987) qui a observé une<br />

stimulation de la sclérogénèse pour une augmentation de la salinité de 0 à 6g/l de<br />

NaCl. Cependant, Ioannou et al. (1977) ont bien rapporté que chez <strong>Verticillium</strong>, la<br />

production des microsclérotes est moins sensible à la baisse du potentiel<br />

osmotique que la sporulation ou la croissance mycélienne.<br />

L’étude de l’effet de la combinaison salinité-température sur le développement de<br />

l’isolat P80 a permis de dégager les constatations suivantes:<br />

- La salinité stimule la croissance du champignon alors que l’exposition à<br />

36°C la réduit sévèrement.<br />

- La stimulation de la croissance avec la salinité est relativement plus<br />

importante à 36°C que celle observée pour les températures plus basses de<br />

l’expérience.<br />

- L’inhibition de la croissance due à l’exposition à 36°C par rapport à celle<br />

enregistrée à 18°C est plus faible en présence de 16g/l de NaCl qu’en absence de<br />

sel. Alors que l’exposition à 36°C réduit la croissance in vitro de <strong>Verticillium</strong> sur<br />

milieu dépourvu de sel de 81.61%, la salinité semble réduire l’effet néfaste de cette<br />

température élevée puisque l’inhibition de la croissance n’est que de 71.42% à<br />

16g/l.<br />

Nos résultats laissent supposer une action positive de la salinité sur la capacité du<br />

<strong>Verticillium</strong> à mieux tolérer les températures élevées. Cette hypothèse est appuyée<br />

par les travaux de Subbarao et al., (1993a). Ces auteurs ont étudié l’effet de<br />

l’interaction température-potentiel osmotique sur la croissance de Fusarium<br />

moniliforme, agent de la pourriture du figuier. Ils ont montré que la croissance de<br />

F. moniliforme est plus importante à 35°C pour les potentiels osmotiques bas que<br />

pour les potentiels osmotiques élevés. Ils ont déduit quant à la capacité de<br />

Fusarium moniliforme à se développer dans un environnement chaud et sec.<br />

Les raisons de cette inversion de la croissance ne sont pas claires mais ce<br />

phénomène a été observé chez d’autres champignons (Subbarao et al., 1993a et b).


36<br />

Les parasites du genre <strong>Verticillium</strong> se rencontrent fréquemment sous les climats<br />

tempérés. Garber & Presley (1971) ont montré que les températures élevées<br />

réduisent l’effet des isolats de <strong>Verticillium</strong> du coton. Beye (1982) a attribué la<br />

dominance de <strong>Verticillium</strong> dans l’écosystème du littoral atlantique marocain, entre<br />

autres, à la douceur des températures.<br />

D’après nos résultats, on peut penser que la combinaison salinité-température<br />

pourrait favoriser la survie et l’adaptation de <strong>Verticillium</strong> à des conditions de<br />

sécheresse et de chaleur. La croissance du champignon est certes faible à 36°C en<br />

présence des fortes concentrations de sel mais plus importante qu’en absence de ce<br />

dernier. L’étude de l’interaction de ces deux facteurs abiotiques sur le<br />

développement du <strong>Verticillium</strong> dans un sol salin, naturellement infesté,<br />

apporterait plus d’informations sur la conservation du champignon en conditions<br />

de chaleur.<br />

La réponse du <strong>Verticillium</strong> aux potentiels osmotiques bas peut avoir un intérêt<br />

significatif pour la survie en dehors des plantes hôtes (Ioannou et al., 1977). En<br />

effet, les parasites qui vivent dans le sol sont amenés à s’adapter aux conditions de<br />

dessèchement entraînant l’augmentation de la concentration saline de la surface<br />

du sol. Ducan & Himelick, (1986) suggèrent à leur tour que la réponse de<br />

<strong>Verticillium</strong> à la baisse du potentiel osmotique peut être également avantageuse<br />

pour supporter les potentiels de pression négative qui règnent dans les vaisseaux<br />

du xylème. Sous de telles conditions, la sporulation serait stimulée comme le<br />

démontrent nos résultats et les travaux pré-cités, ce qui favoriserait la prolifération<br />

du parasite et la distribution du pathogène dans toute la hauteur de la plante.<br />

Par ailleurs, nos résultats ont montré une stimulation du pouvoir germinatif des<br />

conidies avec l’augmentation de la salinité de 0 à 15 g/l. Vu la rareté des travaux<br />

sur l’influence de la salinité sur cette activité biologique du <strong>Verticillium</strong> alboatrum<br />

, nous n’avons pas pu faire de comparaisons quant à la concentration<br />

optimale stimulatrice de la germination des conidies. Néanmoins, l’effet du sel sur<br />

la germination des conidies semble dépendre de l’espèce de <strong>Verticillium</strong>.<br />

Effectivement, la baisse du potentiel osmotique inhibe le pouvoir germinatif des<br />

conidies de <strong>Verticillium</strong> lecanii (Chandler et al., 1994).


37<br />

Les résultats permettent encore une fois de montrer que la salinité favorise la<br />

reproduction de l’agent pathogène in vitro. Ils laissent supposer une action<br />

positive du sel in vivo dans les tissus des plantes infectées si celles-ci sont<br />

soumises à un stress salin ou hydrique. La richesse de la sève en sel pourrait<br />

stimuler la sporulation du champignon et favoriser la colonisation de la plante.<br />

Pour vérifier cette hypothèse, nous nous proposons d’étudier l’effet de la salinité<br />

sur le développement in vivo de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum et l’interaction des deux<br />

facteurs, abiotique et biotique, sur le comportement des plantes hôtes.


38<br />

Chapitre 2 : Etude des effets de la salinité sur la relation<br />

hôte-parasite dans le cas de la verticilliose<br />

Introduction<br />

La verticilliose est une maladie vasculaire qui cause chez la tomate<br />

rabougrissement et flétrissement. Au Maroc, elle présente une prévalence dans les<br />

sols où l’irrigation se fait avec des eaux salées (Besri, 1990).<br />

La salinité est souvent réputée être responsable de l’attaque sévère des plantes par<br />

les champignons pathogènes du sol. C’est le cas des trachéomycoses dues aux<br />

champignons du genre Fusarium et <strong>Verticillium</strong> qui sont aggravées par la salinité<br />

des sols et des eaux d’irrigation. Standaert (1978) a montré que la nutrition salée<br />

augmente la sévérité de la fusariose chez la tomate. Green, (1981) dans un article<br />

de synthèse a précisé que les symptômes de la verticilliose sont variables selon les<br />

conditions du milieu, les plantes hôtes et le pouvoir pathogène des <strong>Verticillium</strong>.<br />

Besri, (1990) et Besri & Afailal, (1993) ont rapporté que la salinité des sols et des<br />

eaux d’arrosage contribue à l’aggravation de la verticilliose de la tomate en<br />

augmentant la sensibilité de la plante à l’attaque par <strong>Verticillium</strong> dahliae.<br />

Nachmiais et al., (1993) ont étudié l’effet de la salinité et son interaction avec deux<br />

maladies de la pomme de terre ; le flétrissement dû à <strong>Verticillium</strong> dahliae et le<br />

"blight" précoce causé par Alternaria solani. Ces auteurs ont rapporté une hausse<br />

dans l'expression des symptômes chez les plantes cultivées en milieu semi-aride et<br />

arrosées avec des eaux à différents degrés de salinité. Dans le même sens, Howel et<br />

al., 1994) ont signalé que le comportement de deux variétés de luzerne vis-à-vis de<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum change si les cultivars sont exposés à des irrigations avec<br />

des eaux sodées.<br />

Chez d’autres pathosystèmes, la réaction des plantes hôtes à l’attaque fongique est<br />

également exagérée par le stress salin. Ainsi, une augmentation des symptômes<br />

des pourritures dus à Phytophthora sp. a été observée sur plusieurs espèces<br />

cultivées notamment sur Chrysanthemum (Mac Donald, 1984), sur Citrus (Blaker<br />

& Mac Donald, 1986, El Guilli et al., 2000) et sur tomate (Swiecki & Mac Donald,<br />

1991 ; Snapp & Shennan, 1994). De même, une aggravation des attaques de


39<br />

quelques variétés de Maïs par P. phaseoli a été constatée avec l'augmentation de la<br />

concentration en sel des eaux d'irrigation utilisées (El Mahjoub et al., 1979). Dans<br />

le même sens et selon Duczek (1993), il existe une corrélation positive entre le<br />

degré de salinité et l'apparition du piétin commun du blé et de l'orge de printemps.<br />

Soliman & Kostandi, (1998) ont montré que la sensibilité de certaines variétés de<br />

maïs à Ustilago maydis est conditionnée par le stress salin. Elle serait inversement<br />

en rapport avec la tolérance à la salinité.<br />

Ces données nous ont incité à étudier, dans le cadre de la verticilliose, l’effet de la<br />

salinité sur la relation hôte-parasite. Dans cette voie, nous proposons d’examiner,<br />

en conditions salines de culture, la manifestation d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> alboatrum<br />

sur de jeunes plantes de tomate et d’étudier l’effet de la richesse du milieu<br />

nutritif en NaCl sur la variabilité de son pouvoir pathogène sur la tomate mais<br />

aussi envers d’autres plantes hôtes non habituelles.<br />

I. Effet de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> sur la<br />

manifestation de la maladie chez la tomate<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Plantes hôtes et conditions de culture<br />

Les caractéristiques des variétés de tomate testées, la mise en culture en pépinière<br />

et en pots et les conditions de culture ont été décrites au chapitre I.<br />

2. Inoculation des plantules<br />

2.1. L’agent pathogène : <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, forme à<br />

microsclérotes<br />

L’isolat P80 de V. albo-atrum a été utilisé pour infecter artificiellement la tomate.<br />

Les caractéristiques morphologiques et pathogènes de cet isolat ont été décrites au<br />

chapitre précédent. Le champignon est cultivé en boite de Pétri sur milieu PDA ou<br />

milieu Malt gélosé à 2 %, à l’obscurité et à 24± 1° C.


40<br />

2.2. Préparation de l’inoculum<br />

Une pré-culture est réalisée en étalant une suspension concentrée de spores à<br />

partir de la culture mère de l’isolat P80, sur des boites de Pétri de 9cm contenant<br />

25ml du milieu PDA. Les cultures sont lavées quatre jours plus tard avec de l’eau<br />

distillée stérile. La densité de la suspension de spores recueillie est ajustée à 10 6<br />

par estimation de la densité initiale sur cellule de Malassez puis dilution.<br />

2.3. Protocole d’inoculation<br />

Les plantes de tomate, Marmande Claudia et Marmande VR, âgées de trois<br />

semaines, arrivées au stade premières vraies feuilles, sont délicatement arrachées<br />

de la pépinière. Les racines blessées sont trempées pendant 20 minutes dans<br />

l’inoculum fraîchement préparé. Les plantes sont ensuite transplantées dans des<br />

pots en plastique de 450 cm 3 , contenant du sable stérile préparé selon le protocole<br />

décrit précédemment, et arrosées au niveau du collet avec 3 ml du même<br />

inoculum. Les lots témoins subissent le même traitement mais l’eau stérile<br />

remplace la suspension de spores.<br />

3. Traitement par le sel<br />

L’application de la solution nutritive d’arrosage enrichie de NaCl a lieu deux<br />

heures après la transplantation des plantes témoins et infectées. Les<br />

concentrations en sel utilisées sont 0 ; 30 ; 60 et 90 millimoles de NaCl par litre<br />

soit 0 ; 1.75 ; 3.50 et 5.25 g/l. Ces concentrations se rapprochant des taux de<br />

salinité des sols du littoral atlantique marocain.<br />

Pour chaque traitement salin, deux lots de 15 plantes chacun sont constitués ; un<br />

lot de plantes saines et un lot de plantes infectées à raison de trois plantules par<br />

pot de culture.<br />

4. Notations des résultats<br />

4.1. Croissance des plantes<br />

La verticilliose se traduit par divers symptômes caractéristiques parmi eux le<br />

déficit de la croissance et les altérations foliaires. Le sel affecte également la


41<br />

croissance de la tomate et provoque aux fortes concentrations de sel un<br />

jaunissement des feuilles. Pour estimer l’action combinée des deux stress sur les<br />

plantes de tomate, nous avons opté pour l’évaluation de la croissance en mesurant<br />

la hauteur de l’épicotyle, et le poids frais des parties aériennes. Il a été difficile<br />

d’estimer l’action du champignon par les altérations foliaires vu que le<br />

jaunissement des feuilles parfois non typiques peut être attribué à l’effet de la<br />

salinité.<br />

4.2. Emission des feuilles<br />

Ce paramètre est souvent utilisé comme indicateur de la sensibilité de la tomate à<br />

la salinité mais aussi comme un critère de sélection pour la résistance à la<br />

verticilliose chez la tomate (Bey & Lafay, 1985). Les feuilles bien développées sont<br />

dénombrées en fin d’expérience.<br />

4.3. Colonisation des plantes par le pathogène<br />

Outre les critères d’évaluation de l’action des deux stress sur le développement des<br />

plantes, nous avons jugé nécessaire d’évaluer l’action de la salinité sur le pouvoir<br />

de colonisation de la plante par l’agent pathogène comme critère propre à<br />

l’infection avec <strong>Verticillium</strong>.<br />

Le ré-isolement de l’agent pathogène est effectuée en fin d’expérience. Le<br />

champignon est recherché dans les racines, l’hypocotyle et le dernier entrenoeud<br />

de toutes les plantes. Des rondelles de 3mm d’épaisseur de chaque partie sont<br />

stérilisées dans l’alcool pendant deux minutes, rincées plusieurs fois à l’eau<br />

distillée stérile, séchées rapidement sur un papier absorbant avant d’être déposées<br />

à la surface de boites de Pétri contenant de l’eau gélosée à 2%. La lecture des<br />

résultats a lieu après une semaine d’incubation à 24°C. En cas de succès, on peut<br />

voir au bout d’une semaine une colonie se développer à proximité des fragments<br />

du végétal. Les résultats sont exprimés en pourcentage des plantes ayant donné un<br />

ré-isolement positif (PRP) pour chaque niveau de la plante et par traitement salin.<br />

Il est calculé comme suit :


42<br />

PRP = nombre de plantes ayant donné un ré-isolement positif x 100<br />

Nombre total des plantes de chaque série<br />

4.4. Analyse statistique des résultats<br />

Nous avons procédé à une analyse des variances à deux critères de classification.<br />

Cette analyse est suivie par le test de Newman-keuls au seuil de 5% pour la<br />

comparaison des moyennes. Le logiciel utilisé est le SPSS.<br />

B. Résultats<br />

1. Manifestations externes de la combinaison Salinité-<strong>Verticillium</strong><br />

sur les plantes de tomate hôtes<br />

1.1. Effet sur la croissance des plantes<br />

- Effet sur la variété Marmande Claudia<br />

Chez les plantes saines cultivées sur substrat arrosé avec la solution saline, la<br />

croissance est ralentie avec l’augmentation de la concentration en NaCl. La<br />

réduction de la croissance touche aussi bien la taille des plantes (figure 12) que le<br />

poids frais des parties aériennes (figure 13). Des différences significatives sont<br />

notées entre les différents traitements salins à l’exception des concentrations de 60<br />

et 90mM pour lesquelles l’effet du sel est statistiquement le même (Planche 3).<br />

En absence de sel, l’infection par l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> se manifeste sur les<br />

plantes par une réduction de la croissance par rapport aux plantes saines. Le<br />

déficit de croissance est de l’ordre de 40 % pour la taille de l’épicotyle et de 22.1%<br />

pour le poids frais des parties aériennes.<br />

Les plantes infectées et soumises aux traitements par le sel enregistrent une<br />

réduction sévère de leur croissance par rapport aux témoins sains sans sel. Aux<br />

faibles concentrations de sel (30 mM), le pourcentage d’inhibition de la hauteur<br />

des plantes due à l’effet combiné de la salinité et de l’infection par <strong>Verticillium</strong> est<br />

de 63.4 %, celui du poids frais est de 45.22 %. Aux fortes concentrations de sel<br />

(90mM), les plantes infectées sont très rabougries et enregistrent des déficits de


43<br />

Figure 12 . Effet de la combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> sur<br />

la taille de l'épicotyle des plantes de tomate Marmande<br />

Claudia (après six semaines)<br />

Longueur de l'épicotyle (en cm)<br />

20<br />

18<br />

16<br />

14<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en sel de la solution d'arrosage (en mM de NaCl)<br />

Figure 13. Effet de la combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> sur<br />

le poids frais des parties aériennes des tomates Marmande<br />

Claudia (après six semaines)<br />

6<br />

Poids frais des parties aériennes en g<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Plantes saines<br />

Plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en sel de la solution d'arrosage (en mM de NaCl)


44<br />

Planche 3. Effet de la salinité sur la croissance des plantes de tomate,<br />

variété Marmande Claudia, saines et infectées avec <strong>Verticillium</strong> après<br />

six semaines de culture<br />

A. Plantes saines témoins (T)<br />

T0 ; T30 ; T60 ; T90 : plantes saines traitées 0 ; 30 ; 60 et 90mM de NaCl<br />

B. Plantes inoculées avec l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> (P)<br />

P0 ; P30 ; P60 ; P90 : plantes infectées et traitées avec 0 ; 30 ; 60 et 90mM de<br />

NaCl


45<br />

croissance très importants ; 81.43% et 69.28% respectivement pour le déficit de la<br />

taille et du poids frais des tiges.<br />

- Effet sur la variété Marmande VR<br />

En absence de sel, l’inoculation des plantes Marmande VR avec l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> provoque après six semaines d’observation une réduction de la taille<br />

de l’ordre de 49.5 % (figure 14A) et du poids frais de 38.4 % (figure 14B).<br />

En présence de sel, les plantes infectées ont le même comportement vis-à-vis des<br />

effets combinés de la salinité et de l’infection que Marmande Claudia, à savoir une<br />

régression très importante de la croissance des plantes par rapport à leurs témoins<br />

sains sans sel. Les pourcentages d’inhibition de la croissance des plantes atteignent<br />

aux faibles concentrations de sel 67.12 % pour le paramètre taille des plantes et<br />

55.79 % pour le poids frais des parties aériennes. La réduction de la croissance<br />

s’amplifie aux fortes concentrations de sel (90 mM) pour atteindre 80.98 % et 69.8<br />

% respectivement pour la taille et le poids frais des tiges (Planche 4).<br />

1.2. Effet sur l’émission de feuilles<br />

Les cultures ont été arrêtées après 50 jours. Les feuilles bien développées par<br />

chaque plant sont dénombrées. Les résultats sont consignés sur le tableau 4.<br />

Ils montrent que l’émission des feuilles chez les deux variétés de tomate ne semble<br />

pas être modifiée par le traitement salin qui leur est imposé. Le nombre de feuilles<br />

bien développées chez les témoins sans sel ne diffère pas statistiquement de celui<br />

des plantes traitées, indépendamment de la concentration saline des solutions<br />

d'arrosage. En revanche, l’infection avec <strong>Verticillium</strong> provoque une légère mais<br />

significative stimulation de l’émission des feuilles chez la variété Marmande<br />

Claudia.<br />

La combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> modifie les réactions des tomates observées<br />

pour chacun des deux stress pris à part. En effet, l’interaction des deux facteurs se<br />

manifeste chez les deux variétés de tomate par une réduction de l’émission des<br />

feuilles par rapport aux témoins infectés sans sel alors qu’aucun des deux facteurs<br />

ne réprime le développement foliaire à ce stade de la croissance. Cette réduction<br />

est d’autant plus importante que la concentration en sel augmente.


46<br />

Figure 14 A. Effet de la combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong><br />

sur la taille des plantes de tomate Marmande VR<br />

25<br />

Longueur de l'épicotyle en cm<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

plantes témoins<br />

plantes infectées<br />

0<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en sel de la solution d'arrosage en mM de NaCl<br />

Figure 14 B. Effet de la combinaison salinité-<br />

<strong>Verticillium</strong> sur le poids frais des parties aériennes des<br />

tomates Marmande VR<br />

Poids frais des parties aériennes en g<br />

6<br />

plantes saines<br />

5<br />

plantes infectées<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en sel de la solution d'arrosage en mM de NaCl


47<br />

Planche 4. Effet de la salinité sur la croissance des plantes de tomate,<br />

variété Marmande VR, saines et infectées avec <strong>Verticillium</strong> après six<br />

semaines de culture<br />

A. Plantes saines témoins (T)<br />

T0 ; T30 ; T60 ; T90 : plantes saines traitées 0 ; 30 ; 60 et 90mM de NaCl<br />

B. Plantes inoculées avec l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> (P)<br />

P0 ; P30 ; P60 ; P90 : plantes infectées et traitées 0 ; 30 ; 60 et 90mM de NaCl


48<br />

Tableau 4. Effet de la combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> sur l’émission<br />

de feuilles chez deux variétés de tomate<br />

Nombre de feuilles bien émises<br />

Variété Marmande Claudia Marmande VR<br />

NaCl en mM<br />

Plantes<br />

saines<br />

Plantes<br />

infectées<br />

Plantes<br />

saines<br />

Plantes<br />

infectées<br />

0 5.47±0.24 a 6.20±0.32 a 5.80±0.20 a 6.13±0.17 a<br />

30 5.33±0.23 a 5.93±0.33 b 5.67±0.23 a 5.40±0.24 b<br />

60 5.40±0.24 a 5.40±0.24 bc 5.73±0.22 a 5.20±0.27 b<br />

90 5.40±0.24 a 5.27±0.22 c 5.73±0.33 a 4.67±0.23 c<br />

Deux résultats lus sur une même colonne accompagnés de la même lettre ne diffèrent pas<br />

statistiquement au seuil de 5%.<br />

2. Manifestations internes<br />

L’aptitude du champignon à coloniser les plantes de tomate soumises au stress<br />

salin a été évaluée par la recherche du parasite à trois niveaux du végétal ; la<br />

racine, l’hypocotyle et l’apex de la tige. Les résultats des pourcentages de réisolements<br />

positifs du pathogène à partir des plantes infectées et différemment<br />

traitées par le sel sont consignés sur le tableau 5.<br />

Chez les deux variétés de tomate, le champignon a été ré-isolé à partir des trois<br />

niveaux des plantes infectées et ceci, pour tous les traitements salins appliqués.<br />

Les pourcentages de ré-isolements positifs augmentent avec l’augmentation de la<br />

concentration saline de la solution d’arrosage pour les trois niveaux du végétal. A<br />

90mM de NaCl, le champignon a été ré-isolé à partir de toutes les plantes et à tous<br />

les niveaux utilisés. Il faut signaler que le taux de colonisation de la base des tiges<br />

est plus élevé que celui des racines. De même les pourcentages de ré-isolements de<br />

Marmande Claudia sont plus élevés que ceux de Marmande VR.


49<br />

Tableau 5. Effet de la salinité sur la colonisation des tomates par<br />

l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> estimé par le pourcentage de ré-isolement<br />

positif (PRP) après huit semaines<br />

Pourcentages des ré-isolements positifs (PRP)<br />

Variétés Marmande Claudia Marmande VR<br />

NaCl Racine Hypocotyle Apex Racine Hypocotyle Apex<br />

(mM)<br />

0 52.4 72.2 45.3 45.3 62.2 35.2<br />

30 64.7 81.2 55.1 52.4 78.3 52.0<br />

60 89.8 92.4 82.8 72.3 85.4 75.5<br />

90 100 100 100 100 100 100<br />

C. Discussion et conclusion<br />

Pour estimer l’impact de la salinité sur le développement de la verticilliose, les<br />

plantes de tomate infectées ont été soumises à des arrosages successifs avec des<br />

eaux chargées de NaCl.<br />

Les tomates, Marmande Claudia et VR, réagissent à l’infection par l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong>, par un déficit de la croissance touchant la taille et le poids frais des<br />

parties aériennes De même, bien que les variétés testées soient moyennement<br />

tolérantes à la salinité, elles réagissent au stress salin par une réduction de la<br />

croissance. La combinaison salinité-infection se manifeste par une aggravation des<br />

symptômes de rabougrissement. Les mesures de la taille et du poids frais des tiges<br />

montrent un effet additif des effets des deux facteurs séparés plutôt qu’un effet<br />

synergique. L’existence donc d’une interaction entre les deux stress n’apparaît pas<br />

pour le critère croissance des plantes. Nos résultats concordent avec les travaux de<br />

Nachmias et al., (1993), sur la verticilliose de la pomme de terre cultivées dans les<br />

zones semi arides à forte salinité. Ces auteurs ont montré que aussi bien la salinité<br />

que l’infection par <strong>Verticillium</strong> induisent chacune la sénescence précoce de la<br />

pomme de terre. Ils ont en outre observé une augmentation des effets de la


50<br />

verticilliose avec l’augmentation de la salinité des sols sans toutefois qu’il y est<br />

signe d’une interaction substantielle entre les deux facteurs.<br />

L’émission des feuilles est parmi les critères d’évaluation de l’expression de la<br />

verticilliose chez la tomate. Selon les variétés, la réaction à l’infection peut<br />

s’exprimer par une stimulation ou une régression du développement de l’appareil<br />

foliaire (Beye & Lafay, 1985). C’est le cas de la variété Marmande Claudia qui réagit<br />

à l’infection par une légère stimulation de l’émission des feuilles alors que la<br />

variété VR ne montre pas, au même stade du développement, de modifications<br />

dans le déploiement des feuilles.<br />

En outre, la salinité ne semble pas perturber l’émission de feuilles chez les deux<br />

variétés de tomate après 7 semaines de culture.<br />

La combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> modifie les réactions des tomates observées<br />

pour chacun des deux facteurs pris à part. A cet effet, nos résultats démontrent un<br />

ralentissement dans l’émission des feuilles chez les deux variétés comme effet<br />

direct de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> sur le développement de l’appareil<br />

foliaire. Cette perturbation serait en rapport avec une plus grande sensibilité des<br />

variétés de tomate à la verticilliose en conditions salines. Cette hypothèse peut être<br />

confirmée par nos résultats sur les niveaux de colonisation des tiges par l’agent<br />

pathogène en présence de sel. En effet, la salinité semble augmenter le pouvoir<br />

parasitaire du champignon qui envahit les tissus de la racine et se propage dans la<br />

totalité de la tige puisqu’il a été ré-isolé, avec un grand pourcentage, de l’extrémité<br />

des plantes traitées par les fortes concentrations de sel. Nous avons montré au<br />

chapitre précédent que la salinité du milieu stimule la reproduction du<br />

champignon in vitro. On peut supposer que in vivo, la composition de la sève qui<br />

est le reflet de la composition du sol ou de la solution nutritive, stimulerait la<br />

sporulation du champignon installé dans les racines et par voie de conséquence,<br />

permettrait une colonisation plus aisée des vaisseaux conducteurs de la tige.<br />

La stimulation de la colonisation des plantes par l’agent pathogène en présence de<br />

NaCl a été rapportée par plusieurs travaux notamment ceux de Mac Donald (1984)<br />

sur le couple Phytophthora cryptogea-Chrysanthemum, de Afailal (1987) sur le<br />

couple <strong>Verticillium</strong>-tomate et ceux de Benyahia (1998) sur le couple P. parasitica-


51<br />

agrumes. Ces auteurs ont tous montré que l’augmentation de la salinité du milieu<br />

favorise une colonisation plus intense des plantes par l’agent pathogène.<br />

La relation entre le taux de colonisation de la plante par le parasite et la sévérité de<br />

la maladie a été établie par plusieurs auteurs ; Standaert (1975) et Smith & Hardy<br />

(1982) sur le pathosystème Fusarium-tomate, Brand et al., (1984) sur le couple<br />

<strong>Verticillium</strong>-menthe et Garas et al., (1986) sur le couple <strong>Verticillium</strong>-coton. Selon<br />

ces auteurs, la différence de sensibilité entre les plantes hôtes réside dans<br />

l’importance de la prolifération du champignon à l’intérieur des tiges des plantes<br />

sensibles.<br />

A la lumière de ces données, on peut supposer que la plus grande colonisation des<br />

plantes de tomate soumises au stress salin de nos conditions expérimentales<br />

témoigne de leur plus grande sensibilité à la maladie qui s’est traduite par les<br />

symptômes sévères de rabougrissement.<br />

II. Effet de la salinité sur la variabilité du pouvoir pathogène<br />

de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum<br />

Introduction<br />

Les champignons du genre <strong>Verticillium</strong> sont connus par leur grande facilité de<br />

variations. Ces variations touchent aussi bien la morphologie des thalles que le<br />

pouvoir pathogène (Boisson & Lahlou, 1980 ; 1982; Lahlou & Boisson, (1981). Ces<br />

auteurs ont réussi à obtenir, après vieillissement d’une culture d’une souche<br />

sauvage de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, des variants qui ont perdu, au cours de la vie<br />

saprophytique, leur aptitude à la sclérogénèse et/ou leur pouvoir pathogène vis-àvis<br />

de la tomate. Ces variations sont spontanées. Lahlou, (1983) disait : « ..toute<br />

population de microconidies issues d’une culture clonale de phénotype sauvage est<br />

composée de lignées de pouvoir pathogène très variable. Lorsque la population est<br />

inoculée en masse à de jeunes plants de tomates, les lignées qui s’expriment<br />

peuvent être celles qui, testées isolément, ont un pouvoir pathogène fort, moyen ou<br />

faible. La variabilité du pouvoir pathogène des lignées et leurs interactions au sein


52<br />

des populations sont à l’origine des variations du pouvoir pathogène observées au<br />

cours du vieillissement des cultures..».<br />

L’expression du pouvoir pathogène de <strong>Verticillium</strong> est la résultante des<br />

interactions entre l’agent pathogène et la résistance de la plante. Elle se traduit par<br />

l’apparition des symptômes de la plante malade. Les mécanismes qui régissent ces<br />

interactions sont bien connus ; la pathogénécité du champignon est relatée à ses<br />

capacités à produire au contact de l’hôte des enzymes ( Mussel, 1973 ; Meyer et<br />

Dubery, 1993) des toxines (Gour & Dube, 1985 ; Nachmiais et al., 1982) et des<br />

phytohormones (Cronshaw & Pegg, 1976). Les variabilités de ces composantes de<br />

l’agressivité peuvent expliquer les variations du pouvoir pathogène des individus<br />

d’un même clone (Lahlou, 1983 ; Chaib, 1987 et Sebti, 1982).<br />

Si l’origine des variations spontanées de la morphologie et du pouvoir pathogène<br />

du <strong>Verticillium</strong> n’est pas suffisamment élucidée, il est établi que ces variations<br />

peuvent être déclenchées par différents facteurs de l’environnement du pathogène.<br />

Ainsi, la quantité d’inoculum du <strong>Verticillium</strong> peut avoir de grandes conséquences<br />

sur l’expression du pouvoir pathogène. La relation entre la densité de l’inoculum et<br />

la gravité de la maladie a fait l’objet de plusieurs études. Les travaux de<br />

Schnathorst & Mathre, (1966) et ceux de Pullman & Devay, (1982) sur le coton, de<br />

Franck et al., (1975) sur la pomme de terre, et de Ashworth et al., (1979), Grocan et<br />

al., (1979) et Visser & Hatting, (1980) sur la tomate, ont montré une corrélation<br />

positive entre le degré d’expression de la maladie et l’augmentation de la densité<br />

de l’inoculum. La plus grande manifestation de la maladie serait liée à une plus<br />

grande attaque des racines par le parasite et/ou une incapacité de la plante à<br />

mettre en œuvre ses mécanismes de défense face aux attaques multiples du<br />

parasite (Chaib, 1987).<br />

Le maintien prolongé d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> au contact d’une plante hôte<br />

différente de la plante qui lui est spécifique peut être la cause de variations du<br />

pouvoir pathogène. Ces variations vont dans le sens d’une perte de l’agressivité visà-vis<br />

de l’hôte d’origine et l’acquisition de nouvelles aptitudes pathogéniques à<br />

l’encontre de l’hôte inhabituel. Ces variations sont souvent accompagnées d’un<br />

changement dans les caractères culturaux (El Aissami, 1990). Par conséquent, la


53<br />

notion de spécificité parasitaire chez <strong>Verticillium</strong> n’est pas figée. Elle est sujette à<br />

évolution.<br />

Ainsi, Fordyce & Green, (1963) sont parvenus, après plusieurs passages sur tomate<br />

d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, connu pour sa spécificité à la menthe, à<br />

l’adapter à ce nouvel hôte. Dans le même sens, l’adaptation d’un isolat de<br />

<strong>Verticillium</strong>, d’origine tomate à de nouvelles plantes hôtes, après une série d’<br />

inoculations et de ré-isolements successifs de l’agent pathogène, a été couronnée<br />

de succès sur plusieurs pathosystèmes. Citons à titre d’exemples l’adaptation d’un<br />

isolat de tomate au piment (Douira & Lahlou, 1989) et à la luzerne (El Aissami &<br />

Lahlou, 1999). Selon ces derniers auteurs, la variation de la pathogénécité de cet<br />

isolat vis-à-vis de l’hôte d’origine d’une part et l’hôte inhabituel d’autre part, serait<br />

la conséquence d’un ensemble de modifications touchant les différents modes<br />

d’action du parasite à la suite de la pression exercée par l’hôte inhabituel, la<br />

luzerne, plante hautement sélective.<br />

En se basant sur ces informations bibliographiques, nous nous sommes demandés<br />

si la salinité du milieu nutritif pouvait avoir une influence sur la variabilité de<br />

l’expression du pouvoir pathogène de <strong>Verticillium</strong> d’autant plus qu’une<br />

augmentation de la gravité de la maladie a été constatée en présence de sel et que<br />

la salinité favorise le développement et la reproduction du champignon in vitro.<br />

Dans cette voie, nous avons successivement évalué l’impact de la salinité des eaux<br />

d’arrosage sur:<br />

- le potentiel infectieux de l’inoculum de l’isolat P80 sur la tomate,<br />

- le comportement de la tomate (Marmande Claudia) vis-à-vis d’une<br />

souche non pathogène de <strong>Verticillium</strong><br />

- la spécificité parasitaire de l’isolat P80 d’origine tomate .<br />

A. Impact de la salinité sur le niveau infectieux de l’inoculum<br />

du <strong>Verticillium</strong> sur les plantes de tomate<br />

1. Matériel et méthodes<br />

1.1. Inoculation


54<br />

Nous avons utilisé des suspensions de spores du champignon (voir chapitre II) de<br />

concentrations croissantes ; 10 4 ; 10 5 ; 10 6 spores /ml. Les plantes de tomate,<br />

Marmande Claudia et Marmande VR, âgées de trois semaines ont été inoculées par<br />

trempage de leurs racines pendant 20 minutes dans une des suspensions de spores<br />

préparées. Les témoins subissent un trempage dans de l’eau distillée stérile. Après<br />

transplantation dans les pots, les plantes sont arrosées au niveau de leur collet<br />

avec 3ml de leur inoculum respectif.<br />

1.2. Traitement par le sel et conditions de culture<br />

Les plantes témoins et infectées par les différents inoculums sont régulièrement<br />

arrosées avec des solutions nutritives salines de différentes concentrations ; 0 ;<br />

20 ; 40 ; 60 et 80mM de NaCl. Elles sont maintenues dans une chambre de culture<br />

sous une photopériode de 16 heures à 24 ± 2°C. Pour chaque traitement salin,<br />

quatre lots de 15 plantes sont constitués correspondant chacun à une densité de<br />

l’inoculum.<br />

1.3. Estimation des résultats<br />

Après six semaines de culture, la taille de l’axe aérien des plantes différemment<br />

traitées par le sel et par les différents inoculums a été mesurée. Les résultats sont<br />

comparés selon le test de Newman-Keuls.<br />

2. Résultats : effet de la salinité sur le pouvoir infectieux de<br />

l’inoculum de <strong>Verticillium</strong> vis-à-vis de la tomate<br />

2.1. Effet sur la tomate Marmande Claudia<br />

Des résultats consignés sur la figure 15 se dégagent les points suivants :<br />

- en absence de sel, l’inoculation des plantes avec les inoculums à<br />

différentes concentrations de spores induit une réduction de la<br />

croissance de l’axe aérien par rapport aux témoins non inoculés.<br />

L’inoculum à 10 4 spores/ml provoque un déficit de la croissance<br />

semblable à celui induit par l’inoculum à 10 5 spores/ml mais diffère<br />

statistiquement de l’effet provoqué par l’inoculation avec 10 6 spores/ml.


55<br />

Figure 15. Influence de la salinité sur le niveau infectieux du<br />

taux d'inoculum de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> vis-à-vis de<br />

la tomate Marmande Claudia estimé par la taille des plantes<br />

inoculées après six semaines de culture<br />

30<br />

Longueur de l'épicotyle en cm<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

plantes saines<br />

4<br />

inoculum à 10 spores/ml<br />

inoculum à 10 spores/ml<br />

6<br />

inoculum à 10 spores/ml<br />

5<br />

5<br />

0<br />

0 20 40 60 80<br />

Concentrations salines de la solution d'arrosage en mM de NaCl.


56<br />

- En présence de sel, le comportement des plantes infectées avec les<br />

différents inoculums dépend de la concentration saline imposée. Ainsi, pour<br />

les concentrations comprises entre 20-60mM de NaCl, les plantes saines et<br />

infectées montrent certes une taille plus faible que celles des témoins sans<br />

sel, mais toujours avec des différences significatives entre l’effet de<br />

l’inoculum à 10 4 et celui à 10 6 spores/ml. Néanmoins, à 80mM, la taille des<br />

plantes, ayant reçu l’action de l’inoculum à 10 4 spores/ml au niveau de leurs<br />

racines, est aussi affectée que celle des plantes inoculées avec 10 5 ou 10 6<br />

spores/ml.<br />

2.2. Effet sur la tomate Marmande VR<br />

Les effets de l’inoculation avec différentes concentrations de spores diffèrent selon<br />

que les plantes sont soumises ou non au stress salin. Les résultats de la figure 16<br />

montrent qu’en absence de sel, les effets des inoculums à 10 5 et 10 6 spores/ml sur<br />

la croissance des plantes sont de même importance et sont plus marqués que celui<br />

enregistré avec l’inoculum à 10 4 spores/ml. Ce résultat rejoint les observations<br />

faites sur la tomate Marmande Claudia. Cependant, dès que les plantes sont<br />

soumises au régime salin de l’expérience, elles répondent à l’infection avec les<br />

différents inoculums avec la même intensité quelque soit la concentration saline<br />

des solutions d’arrosage. Ainsi, pour une même salinité, les mesures de la taille des<br />

plantes infectées avec 10 4 , 10 5 ou10 6 spores/ml sont statistiquement semblables.<br />

3. Discussion et conclusion<br />

Le test de l’effet de la salinité sur le pouvoir infectieux de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> a montré que dans les conditions salines de culture, un inoculum de<br />

faible densité (10 4 spores/ml) est capable d’infecter les plantes de tomate et<br />

d’induire des symptômes de rabougrissement aussi sévères que ceux provoqués<br />

par un inoculum plus riches en spores (10 6 spores/ml), alors que sous un régime<br />

nutritif normal sans apport de sel, ce même inoculum n’induit qu’un léger déficit<br />

de la croissance.


57<br />

Figure 16. Influence de la salinité sur le niveau infectieux de<br />

l'inoculum de <strong>Verticillium</strong> vis-à-vis de la tomate<br />

Marmande VR après six semaines de culture<br />

Longueur de l'épicotyle en cm<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

plantes saines<br />

4<br />

inoculum à 10 spores/ml<br />

inoculum à 10 spores/ml<br />

inoculum à 10 spores/ml<br />

5<br />

6<br />

0<br />

0 20 40 60 80<br />

Concentrations salines de la solution d'arrosage en mM de NaCl.


58<br />

L’augmentation du potentiel infectieux de l’inoculum à 10 4 spores/ml en présence<br />

de sel serait due à une action directe du NaCl sur les spores de l’inoculum et/ou sur<br />

la sensibilité de la plante à l’agent pathogène.<br />

Louvet et Alabouvette, (1988) ont proposé un modèle schématisant les interactions<br />

entre les facteurs déterminant une maladie tellurique. D’après ce modèle, le<br />

potentiel infectieux du sol dépendrait de la densité de l’inoculum et des effets de<br />

l’environnement sur cet inoculum (température, humidité, salinité, pH…).<br />

Dans nos conditions expérimentales, l’inoculation des racines est suivie par le<br />

traitement du substrat par des solutions riches en NaCl. En se basant sur nos<br />

résultats du premier chapitre concernant l’effet stimulateur de la salinité du milieu<br />

sur la germination des conidies de <strong>Verticillium</strong> in vitro, on peut supposer une<br />

action bénéfique du chlorure de sodium sur le pouvoir germinatif des conidies de<br />

l’inoculum au contact de la plante hôte et par voie de conséquence, une<br />

augmentation des points d’infection. Plus ces derniers sont nombreux, plus la<br />

plante sera attaquée et plus le degré de la maladie sera important. Cette hypothèse<br />

est corrobée par la plus grande sensibilité des plantes à un faible niveau<br />

d’inoculum observée en conditions de stress salin.<br />

Bien que dans les conditions normales de culture, la faible densité de l’inoculum de<br />

<strong>Verticillium</strong> n’entraîne pas d’apparition importante de la maladie, les<br />

modifications des concentrations salines du milieu nutritif peuvent contribuer à la<br />

prédisposition des racines à l’infection par le pathogène. Cette suggestion a été<br />

également avancée par Grote & Claussen, (2001). Ces auteurs ont, en effet, montré<br />

une augmentation rapide de la quantité de Phytophthora nicotianae dans les<br />

racines des tomates à la suite du traitement des plantes avec un faible taux<br />

d’inoculum du pathogène et une forte concentration du milieu nutritif ou<br />

l’exposition des plantes à une forte intensité lumineuse.<br />

Il faut toutefois rappeler que l’infection des plantes avec les différents inoculums<br />

dans nos conditions expérimentales a été réalisée artificiellement avec une<br />

suspension de spores. Dans la nature, l’inoculum de <strong>Verticillium</strong> est<br />

principalement constitué par les organes de conservation, les microsclérotes,<br />

situés au niveau du sol. Ces propagules germent en réponse aux stimuli que sont


59<br />

les exs udats racinaires de la plante hôte. Il faut être prudent avant de généraliser<br />

quanà à l’effet de la salinité sur le pouvoir infectieux d’un sol car il n’ y a pas eu<br />

d’expérience conduite dans ce sens. L’étude de l’influence du sel sur le pouvoir<br />

infectieux de l’inoculum d’un sol naturellement infesté par <strong>Verticillium</strong> pourrait<br />

lever ce doute.<br />

B. Influence de la salinité sur l’expression du pouvoir<br />

pathogène de deux isolats de <strong>Verticillium</strong> sur la tomate<br />

1. Matériel et méthodes<br />

1.1. Test de pathogénécité<br />

1.1.1. L’isolat pathogène<br />

L’isolat P80 a été choisi dans ce test pour son fort pouvoir pathogène vis-à-vis de la<br />

tomate Marmande Claudia. Les caractéristiques de cet isolat ont été décrites au<br />

premier chapitre.<br />

1.1.2. L’isolat non pathogène<br />

L’isolat P3A est un clone d’un isolat initial obtenu par Lahlou, (1983). Ce clone est<br />

issu d’une culture mère conservée à 4°C pendant 9 mois. Inoculé à des plantes de<br />

tomate var Marmande Claudia, l’isolat P3A s’est montré peu pathogène. Sa<br />

morphologie n’a pas été modifiée par le vieillissement et rappelle celle de l’isolat<br />

initial, à savoir un mycélium blanchâtre et dense et une sclérogénèse importante<br />

apparaissant au bout de 6 à 7 jours de culture.<br />

Les cultures fongiques sont conduites sur milieu PDA à l’obscurité et à 24 ± 1°C.<br />

Une suspension de spores ajustée à 10 6 spores/ml est préparée à partir de chacun<br />

des deux isolats et sert alors d’inoculum. Après l’inoculation, les plantes sont<br />

arrosées régulièrement avec une solution nutritive complète enrichie en NaCl aux<br />

concentrations de 0 ; 20 ; 40 ; 60 et 80mM.


60<br />

1.2. Lecture des résultats<br />

L’incidence de la maladie est estimée par la taille de l’épicotyle et le poids frais des<br />

parties aériennes six semaines après inoculation. Les tests sont réalisés sur des lots<br />

de 15 plantes par isolat et par traitement salin. Les résultats sont comparés par<br />

analyse de variance suivie du test de Newman-Keuls.<br />

2. Résultats<br />

Après six semaines d’observation, les plantes saines soumises au traitement par le<br />

sel montrent une réduction régulière de la croissance sous l’effet des<br />

concentrations croissantes de NaCl de la solution d’arrosage allant de 0 à 80 Mm ;<br />

concentrations fréquentes dans les sols du littoral atlantique marocain. L’effet de<br />

la salinité se manifeste sur les deux paramètres de la croissance ; la taille des<br />

épicotyles (figure 17 A) et le poids frais des parties aériennes (figure 17 B). A 80<br />

mM de NaCl, la réduction de la taille par rapport aux témoins cultivés sans sel est<br />

de l’ordre de 48 % , celle du poids frais est de 54 %.<br />

Les plantes inoculées avec l’isolat pathogène P80 montrent des symptômes sévères<br />

de rabougrissement. La taille et le poids frais des tiges sont significativement plus<br />

faibles que ceux des témoins sains respectifs, à toutes les concentrations salines de<br />

l’expérience.<br />

Les plantes infectées avec l’isolat non pathogène montrent le même comportement<br />

vis-à-vis de la salinité que les témoins sains et ce, pour les faibles concentrations<br />

de NaCl. A partir de 60 mM, les deux paramètres de la croissance chutent<br />

brusquement pour rejoindre ceux des plantes infectées avec l’isolat agressif . A 80<br />

mM de NaCl, l’isolat non pathogène P 3 A provoque sur les tomates traitées les<br />

mêmes dégâts que ceux causés par l’isolat pathogène P80.<br />

3. Discussion et conclusion<br />

L’effet de la salinité s’est manifesté sur l’expression du pouvoir pathogène des deux<br />

isolats de <strong>Verticillium</strong>, pathogène et non pathogène vis-à-vis des tomates<br />

Marmande Claudia. Ainsi, les plantes infectées et soumises au stress salin<br />

montrent :


61<br />

Figure 17A. Effet de la salinité de la solution d'arrosage sur<br />

le pouvoir pathogène de deux isolats de <strong>Verticillium</strong> vis-àvis<br />

des tomates Claudia estimé par la taille des épicotyles<br />

après six semaines.<br />

Taille de l'épicotyle en cm<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

plantes saines<br />

Plantes infectées par l'isolat P80<br />

Plantes infectées par l'isolat P3A<br />

0<br />

0 20 40 60 80<br />

Concentration de la solution d'arrosage en NaCl (mM)<br />

Figure 17B. Effet de la salinité de la solution d'arrosage sur<br />

le pouvoir pathogène de deux isolats de <strong>Verticillium</strong> vis-àvis<br />

des tomates Claudia estimé par le poids frais des parties<br />

aériennes<br />

Poids frais des parties<br />

aériennes en g<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

plantes saines<br />

Plantes infectées par l'isolat P80<br />

Plantes infectées par l'isolat P3A<br />

0 20 40 60 80<br />

Concentration de la solution d'arrosage en NaCl (mM)


62<br />

- une aggravation des symptômes de rabougrissement due probablement à l’effet<br />

additif de la salinité et de l’infection par l’isolat agressif P80 sur la croissance des<br />

plantes.<br />

- l’acquisition de nouvelles aptitudes pathogènes pour l’isolat P 3 A connu<br />

pour son faible pouvoir pathogène. Ainsi, les tomates Marmande Claudia peu<br />

sensibles à cet isolat se trouvent attaquées par ce dernier sous l’effet de l’arrosage<br />

par des solutions enrichies en NaCl alors qu’elles maintiennent leur caractère de<br />

résistance en absence de sel.<br />

Cette cassure de la résistance vis-à-vis de cet isolat pourrait être due, entre autres,<br />

à une action directe du sel sur les plantes en les prédisposant à l’agression<br />

parasitaire. Davet et al., (1966) ont déjà émis l’hypothèse que l’augmentation des<br />

ions Na + dans le milieu nutritif prédispose les tomates à la fusariose vasculaire par<br />

suite d’une insuffisance en ions Ca ++ provenant d’un antagonisme entre le sodium<br />

et le calcium. En effet, dans les terrains irrigués par des eaux chargées en sel, les<br />

ions Na + ou Mg ++ peuvent remplacer les ions Ca ++ dans les chaînes pectiques des<br />

parois cellulaires. Standaert, (1978) rapporte que l’augmentation du rapport<br />

Na/Ca du milieu nutritif induit une moindre saturation en calcium de tous les<br />

composés constitutifs des parois cellulaires des racines des tomates. Or, le calcium<br />

joue un rôle important dans la physiologie de la plante. Il intervient dans la<br />

préservation de la structure membranaire et règle le transport des ions et l’activité<br />

enzymatique au niveau des membranes. En outre, il joue un rôle primordial dans<br />

la résistance des plantes aux agressions parasitaires (William, 1993).<br />

La carence en calcium induite par la salinité réduit la résistance des parois<br />

cellulaires qui deviennent alors facilement dégradables par les enzymes fongiques.<br />

Il est donc possible que l’arrosage des tomates par des eaux riches en chlorure de<br />

sodium provoque une fragilité des parois cellulaires des racines , ce qui favoriserait<br />

une colonisation aisée des tissus racinaires, et inhibe les mécanismes de défense de<br />

la plante responsables du freinage de l’avancé du mycélium dans les tissus de la<br />

plante. Cette dernière hypothèse peut être appuyée par les travaux de Sulistyowati<br />

& Keane (1992) qui ont montré que la salinité cause une diminution de la synthèse


63<br />

des phytoalexines dans les rhizomes du Citrus et augmente donc la sensibilité de la<br />

plante à l’attaque par le champignon.<br />

C. Influence de la salinité sur la variabilité de la spécificité<br />

parasitaire d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> d’origine tomate<br />

1. Matériel et méthodes<br />

1.1. Choix des plantes hôtes inhabituelles<br />

- La luzerne<br />

La luzerne (Medicago sativa L.), est la plus importante légumineuse cultivée sous<br />

irrigation dans les régions arides et semi-arides dans le monde. Au Maroc, elle<br />

constitue la plante fourragère la plus cultivée. Elle occupe environ 85 000 hectares<br />

représentant environ 22% de la superficie totale consacrée aux plantes fourragères.<br />

Son intérêt réside dans sa grande productivité (fauche, foin, pâturage,<br />

déshydratation et ensillage). Les semences utilisées au Maroc appartiennent à la<br />

variété Moapa choisie pour son faible repos hivernal et sa bonne adaptation aux<br />

conditions édaphoclimatiques marocaines (Birouk et al, 1997).<br />

- L’aubergine<br />

L’aubergine (Solanum melongena L) est une plante très sensible au <strong>Verticillium</strong>.<br />

Elle est souvent utilisée comme plante « piège » pour estimer le potentiel<br />

infectieux d’un sol naturellement infecté par <strong>Verticillium</strong>.<br />

La variété Reina negra a été retenue pour nos essais.<br />

Les semences des deux plantes nous ont été gracieusement fournies par le service<br />

de la certification des semences de l’INRA.<br />

1.2. Inoculation et traitement par le sel<br />

Après 15 jours de culture en pépinière pour la luzerne et 21 jours pour l’aubergine,<br />

les jeunes plants sont inoculés par trempage de leurs racines dans une suspension<br />

de spores à 10 6 préparée à partir d’une culture de l’isolat P80 d’origine tomate.<br />

Après transplantation en pots, les plants sont arrosés avec des solutions salines de


64<br />

différentes concentrations et sont placés dans les mêmes conditions culture<br />

décrites auparavant.<br />

1.3. Lecture des résultats<br />

Après un mois de culture, la maladie est estimée par la taille de l’axe aérien des<br />

plantes et par l’importance des dégâts foliaires. Un indice d’altération foliaire est<br />

calculé en fin d’expérience. Il exprime l’intensité des altérations foliaires. Une note<br />

est attribuée à chaque feuille :<br />

- 0 : feuille saine<br />

- 1 : flétrissement ou jaunissement des feuilles cotylédonnaires<br />

- 2 : chute des feuilles cotylédonnaires<br />

- 3 : chlorose des autres feuilles<br />

- 4 : nécrose<br />

- 5 : chute<br />

La somme des notes rapportée au nombre de feuilles bien formées pour chaque<br />

plante constitue l’indice d’altération foliaire (IAF).<br />

Les tests sont réalisés sur des lots de 15 plantes pour chaque traitement. La<br />

comparaison des moyennes est faite par l’analyse des variances selon le test de<br />

Newman-Keuls.<br />

2. Effet de la salinité sur la variation du pouvoir pathogène de<br />

l’isolat P80 au contact de nouvelles plantes hôtes.<br />

2.1. Effet sur l’expression du pouvoir pathogène au contact<br />

de la luzerne<br />

2.1.1. Effet sur la croissance des plantes<br />

Des résultats consignés sur la figure 18, se dégagent les observations suivantes :<br />

- Après un mois de culture, la taille de l’épicotyle des plantes de luzerne<br />

saines est significativement réduite quand celles-ci sont irriguées avec des<br />

solutions salines à 40 et 80mM de NaCl par rapport aux témoins cultivés sans sel.


65<br />

La réduction de la croissance est de 45.63 % et 62.61 % respectivement à 40 et<br />

80mM.<br />

- En absence de sel, l’inoculation des plantes avec l’isolat P80 d’origine<br />

tomate n’a pas induit de symptômes chez cet hôte inhabituel. En effet la croissance<br />

des plantes infectées est similaire à celles des témoins non inoculés.<br />

- Chez les plantes soumises au traitement salin, l’inoculation a induit un<br />

déficit de la croissance par rapport aux témoins sains soumis au même stress salin.<br />

En effet, des différences significatives existent entre les hauteurs des plantes saines<br />

et infectées, soumises toutes les deux au même degré de salinité (Planche 5).<br />

2.1.2. Manifestations foliaires<br />

L’observation des plantes de luzerne soumises au stress salin montre que le<br />

sel affecte également le développement de l’appareil foliaire. Ainsi, les plantes du<br />

traitement avec 80mM de NaCl sont rabougries avec de petites feuilles de couleur<br />

vert foncé mais sans jaunissement.<br />

En absence de sel, l’infection avec l’isolat d’origine tomate ne perturbe pas<br />

la fonction chlorophyllienne des feuilles des plantes inoculées. En revanche, la<br />

combinaison du stress salin et de l’infection avec un isolat non spécifique induit<br />

des altérations foliaires caractéristiques de la verticilliose de la luzerne :<br />

jaunissement des nervures et coloration rose des folioles de la base qui finissent<br />

par se dessécher. Les résultats de l’étendue de ces symptômes foliaires sont<br />

reportés sur la figure 19. Ils montrent que les indices d’altération foliaire<br />

augmentent avec l’augmentation de la concentration saline de la solution<br />

d’arrosage (Planche 6).<br />

2.2. Effet sur l’expression du pouvoir pathogène au contact<br />

de l’aubergine<br />

2.2.1. Effet sur la taille des plantes<br />

Les plantes d’aubergine répondent aux différents traitements par le sel par une<br />

réduction de la hauteur de l’axe aérien d’autant plus importante que la<br />

concentration en sel est élevée (figure 20). Le déficit de la croissance est


66<br />

Figure 18. Effet de la salinité sur l'expression du pouvoir<br />

pathogène de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d'origine tomate<br />

au contact de la luzerne estimé par la taille de l'épicotyle<br />

après six semaines<br />

80<br />

Longueur de l'épicotyle en mm<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes inoculées<br />

0 40 80<br />

Concentrations salines de la solution d'arrosage en mM de NaCl<br />

1,2<br />

Figure 19. Effet de la salinité sur l'expression du pouvoir<br />

pathogène de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d'origine tomate<br />

au contact de la luzerne exprimé par l'indice d'altération<br />

foliaire<br />

Indice d'altération foliaire<br />

1<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

0<br />

0 40 80<br />

Concentrations salines de la solution d'arrosage en mM de NaCl


67<br />

Planche 5. Effet de la salinité sur la manifestation de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong>, d’origine tomate, sur la luzerne estimé par la taille des<br />

plantes après un mois de culture.<br />

T0 ; T80 : plantes saines traitées respectivement avec 0 et 80mM de NaCl<br />

P0 ; P80 : plantes infectées et traitées respectivement avec 0 et 80mM de NaCl<br />

Planche 6. Effet de la salinité sur la manifestation de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong>, d’origine tomate, sur la luzerne estimé par les symptômes<br />

foliaires après un mois de culture.<br />

Absence de symptômes foliaires sur les plantes inoculées en absence de sel (P0)<br />

chloroses et nécroses sur les feuilles des plantes inoculées et traitées avec 80mM<br />

de NaCl (P80) en comparaison avec les plantes saines du même traitement salin<br />

(T80)


68<br />

accompagné d’une réduction de la surface des feuilles mais sans aucun signe de<br />

chlorose. En outre, en absence de sel, l’inoculation des jeunes plantes avec un<br />

isolat d’origine tomate a induit des symptômes de rabougrissement typiques de<br />

verticilliose.<br />

Les plantes soumises à la combinaison salinité et infection avec l’isolat de<br />

<strong>Verticillium</strong> d’origine tomate ont montré des réductions sévères de la taille de<br />

leurs axes aériens par rapport aux témoins malades cultivés en absence de sel mais<br />

aussi par rapport aux témoins sains exposés à la même salinité.<br />

2.2.2. Effet sur le système foliaire<br />

L’effet de la salinité seule ne semble pas perturber la fonction chlorophyllienne des<br />

feuilles des plantes traitées. Cependant, l’infection avec l’isolat P80 se traduit par<br />

des altérations foliaires typiques des maladies de flétrissement (figure 21).<br />

Les plantes infectées et soumises aux différents traitements par le sel montrent des<br />

chloroses et nécroses dont l’importance augmente avec la concentration saline des<br />

solutions d’arrosage. Les feuilles des plantes infectées et traitées avec 90mM de<br />

NaCl sont pratiquement toutes atteintes (Planche 7).<br />

3. Discussion et conclusion<br />

Les résultats de ces essais montrent que la salinité du milieu nutritif peut modifier<br />

l’expression du pouvoir pathogène de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d’origine tomate<br />

vis-à-vis de nouvelles plantes hôtes qui ne lui sont pas spécifiques.<br />

Dans les conditions normales de culture, l’isolat P80 inoculé à la luzerne (Moapa)<br />

s’est montré non pathogène sur cet hôte inhabituel. Ce résultat correspond aux<br />

observations d’El Aissami, (1999). Cet auteur a précisé en plus que l’isolat d’origine<br />

tomate a pu être isolé des racines de la luzerne, après la première inoculation, sans<br />

qu’aucune manifestation pathologique ne soit déclarée. Cependant, des passages<br />

successifs de cet isolat chez la luzerne ont conduit à l’émergence de lignées<br />

d’aptitudes parasitaires et pathogènes nouvelles affichant une diminution du<br />

pouvoir pathogène vis-à-vis de l’hôte d’origine et un gain d’agressivité à l’encontre<br />

de l’hôte inhabituel.


69<br />

Figure 20. Effet de la salinité sur l'expression du pouvoir<br />

pathogène de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d'origine tomate<br />

au contact de l'aubergine estimé par la taille de l'épicotyle<br />

90<br />

Taille de l'épicotyle en mm<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

10<br />

0<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations salines de la solution d'arrosage en mM de NaCl<br />

Indice d'altération foliaire<br />

Figure 21. Effet de la salinité sur l'expression du pouvoir<br />

pathogène de l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d'origine tomate<br />

au contact de l'aubergine exprimé par l'indice d'altération<br />

foliaire<br />

5<br />

4,5<br />

4<br />

3,5<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations salines de la solution d'arrosage en mM de NaCl


70<br />

Planche 7. Effet de la salinité sur la manifestation de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong>, d’origine tomate, sur les plantes d’aubergine après un<br />

mois de culture.<br />

A. Plantes saines (T)<br />

T0 ; T30 ; T60 ; T90 : plantes saines traitées avec 0 ; 30 ; 60 et 90mM de NaCl<br />

B. Plantes inoculées (P)<br />

P0 ; P30 ; P60 ; P90 : plantes infectées et traitées avec 0 ; 30 ; 60 et 90mM de<br />

NaCl


71<br />

Il apparaît donc que la spécificité parasitaire chez ce champignon est variable.<br />

Cette variabilité serait due à une pression de sélection exercée par l’hôte inhabituel<br />

qui favorise les formes de <strong>Verticillium</strong> les plus aptes à surmonter les obstacles que<br />

lui oppose la luzerne (El Aissami & Lahlou, 1999).<br />

En conditions de stress salin, les plantes de luzerne inoculées avec l’isolat d’origine<br />

tomate ont manifesté dès le premier contact avec le parasite des symptômes<br />

typiques de verticilliose, alors que sous un régime nutritif normal, des contacts<br />

plus prolongés, 9 passages successifs selon El Aissami, (1999), s’avèrent<br />

nécessaires pour induire des symptômes de même intensité que ceux obtenus à la<br />

suite de l’infection par une souche de <strong>Verticillium</strong> spécialisée à la luzerne.<br />

La salinité du milieu semble ainsi modifier l’expression du pouvoir pathogène de<br />

l’isolat d’origine tomate vis-à-vis des plantes hôtes inhabituelles. Cette variation va<br />

dans le sens d’un gain d’agressivité envers la plante hôte non spécifique dès le<br />

premier contact, comme c’est le cas pour la luzerne et d’une augmentation du<br />

pouvoir pathogène vis-à-vis d’une plante peu spécifique comme l’aubergine.<br />

Face à ses données, rien ne nous empêche de penser que la salinité agit au niveau<br />

des interactions pathogène-hôte inhabituel et qui s’opposent normalement à la<br />

manifestation de la maladie.<br />

Bien que la luzerne Moapa soit modérément sensible à la salinité, le sel semble<br />

avoir :<br />

- une action sur la plante hôte en affaiblissant les moyens de défense<br />

élaborés contre l’attaque par un isolat qui ne lui est pas spécifique,<br />

- une action sur le pathogène en stimulant sa reproduction et sa<br />

progression à l’intérieur de la plante puisque nous l’avons ré-isolé de<br />

l’apex des tiges alors qu’il ne dépasse guère les racines chez les plantes<br />

inoculées et soumises à un régime nutritif normal.<br />

Ce résultat se rapproche des travaux de Howell et al., (1994) qui ont montré que<br />

l’addition de la salinité à l’inoculation de la luzerne par <strong>Verticillium</strong> albo-atrum<br />

augmente la progression du parasite dans la plante et entraîne une diminution de<br />

la production végétale.


72<br />

En faisant allusion à nos précédents résultats relatifs à la stimulation de la<br />

multiplication du champignon et la germination des conidies par la salinité, on<br />

peut supposer que la progression du parasite dans la totalité de la plante s’opérera<br />

rapidement avant que ne soient mises en route les différentes étapes de défense de<br />

la plante hôte inhabituelle. Cette situation serait en faveur de l’agent pathogène.<br />

La résistance de la luzerne à un premier contact avec l’isolat de <strong>Verticillium</strong><br />

d’origine tomate semble être brisée par les conditions salines de culture. Quelque<br />

soit l’origine de cette cassure, la présence de génotypes de <strong>Verticillium</strong>, dans les<br />

terrains où la maladie de certains cultivars n’est pas connue, doit être prise en<br />

considération si le sol est irrigué avec des eaux salées.<br />

Les sols salés du littoral atlantique marocain sont utilisés pour la culture de la<br />

tomate. Certaines parcelles sont naturellement infestées par des souches de<br />

<strong>Verticillium</strong> qui sont à l’origine de la verticilliose de la tomate. La verticilliose de la<br />

luzerne n’a jamais été rapportée au Maroc. Ainsi, la culture de cette plante<br />

hautement sélective dans ces sols salés peut entraîner assez rapidement la<br />

sélection de souches de <strong>Verticillium</strong> de plus en plus pathogènes vis-à-vis de ce<br />

nouvel hôte, d’où l’intérêt qu’il faut accorder aux tests de la résistance de la luzerne<br />

aux champignons du genre <strong>Verticillium</strong> en incluant la présence de sel.<br />

L’analyse des différents résultats présentés montre que l’interaction salinité-<br />

<strong>Verticillium</strong> s’est traduite par une plus grande sensibilité des plantes à l’agent<br />

pathogène couplée d’une variation dans l’expression du pouvoir pathogène du<br />

parasite. Ce phénomène est rendu apparent par l’apparition et/ou l’aggravation<br />

des symptômes de rabougrissement caractéristiques de la verticilliose.<br />

La réduction de la croissance serait due à des changements dans le potentiel<br />

hydrique de la plante induits par la présence du champignon dans les vaisseaux du<br />

xylème et à un déséquilibre ionique suite à une nutrition riche en sel.<br />

Les causes du changement de la sensibilité des plantes à l’égard du champignon<br />

sont donc à rechercher dans les interactions physiologiques milieu-hôte-parasite.<br />

L’étude des modifications physiologiques et métaboliques liées à la salinité et à<br />

l’infection verticillienne est une tentative d’éclaircissement du phénomène observé.


73<br />

Chapitre 3 : Conséquences physiologiques et biochimiques<br />

de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> chez la tomate<br />

Introduction<br />

Nos résultats précédemment présentés montrent que la salinité affecte la<br />

physiologie de la tomate en réprimant sa croissance et en augmentant sa sensibilité<br />

à la verticilliose. Elle intervient dans la relation hôte-pathogène favorisant une plus<br />

grande expression du pouvoir pathogène du parasite.<br />

Si la réaction des plantes à l’infection est connue pour être modifiée par les<br />

facteurs de l’environnement (Ayres, 1984), le potentiel d’une interaction entre la<br />

salinité et la maladie est une possibilité qui doit être prise en compte.<br />

Face à cette situation, plusieurs questions affluent :<br />

Si la salinité est incriminée dans l’augmentation de la sensibilité de la plante au<br />

<strong>Verticillium</strong>, agit-elle sur le métabolisme impliqué dans les mécanismes de défense<br />

des plantes ou bien sur les armes pathogéniques du pathogène qu’elle stimulerait ?<br />

Et si c’est une action simultanée sur les deux à la fois, la réponse de la plante estelle<br />

la somme des deux effets individuels ou la résultante d’une interaction entre le<br />

facteur sel et la relation hôte-parasite ? Quelles seraient alors les composantes de<br />

cette interaction et qui doivent se traduire à la fin par l’apparition de la maladie ?<br />

Pour répondre à toutes ces questions, nous avons été incité à chercher les réponses<br />

au niveau de la physiologie nouvelle de la plante doublement stressée.<br />

C’est ainsi que nous avons analysé les modifications physiologiques et<br />

biochimiques induites par la salinité du milieu nutritif et touchant les teneurs en<br />

éléments minéraux, les taux des solutés cytoplasmiques osmorégulateurs ; la<br />

proline et les sucres solubles et l’activité de certaines enzymes de la plante telles la<br />

nitrate réductase et la peroxydase. L’évolution de ces caractéristiques métaboliques<br />

de la salinité chez les plantes infectées apporterait des renseignements sur les<br />

finalités de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> et qui conduiraient à la gravité de la<br />

maladie en conditions de stress salin.


74<br />

A. Effets sur les teneurs en cations majeurs<br />

1. Introduction<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum est un champignon qui se développe dans les vaisseaux du<br />

xylème de la plante hôte engendrant l’obstruction des vaisseaux et par conséquent<br />

le flétrissement partiel ou total conduisant parfois à la mort de la plante infectée.<br />

Le flétrissement serait dû à une perturbation du transport de l’eau et des sels<br />

minéraux à la suite de la présence du champignon dans les vaisseaux conducteurs.<br />

L’action physiologique du <strong>Verticillium</strong> sur les plantes infectées se traduit ainsi par<br />

des déficiences ou des excès de certains éléments minéraux (Huber, 1978 ; 1980).<br />

Guerrier et al., (1985) et Regragui et al., (1989) ont montré que l’infection des<br />

tomates avec des isolats de V. albo-atrum provoque des altérations de l’absorption<br />

et de l’accumulation des ions Na + et K + dans les racines et les parties aériennes ;<br />

augmentation des teneurs en sodium et diminution des teneurs en potassium.<br />

Cette perturbation de la nutrition minérale n’est pas due uniquement aux barrières<br />

physiques liées à la présence du champignon dans les vaisseaux du xylème mais<br />

également, à la libération d’enzymes et de toxines par le champignon à l’intérieur<br />

des tissus infectés. En effet Gour & Dube, (1985) ont montré que les toxines de<br />

<strong>Verticillium</strong> dahliae provoquent une augmentation de la perméabilité<br />

membranaire des cellules du coton sensible qui se traduit par des pertes sélectives<br />

des ions Na + et K + . De telles modifications ont été observées auparavant par<br />

Dimond, (1967), dans les feuilles de coton infectées par le même champignon.<br />

Certains éléments minéraux peuvent avoir un effet très important sur la sensibilité<br />

de l’hôte à un agent potentiel. Ainsi, la carence en Ca ++ peut augmenter la<br />

sensibilité de la tomate à Fusarium oxysporum f.s.p. lycopersici. Le manque de<br />

calcium sur les substances pectiques semblent augmenter la dégradation des<br />

parois cellulaires par les enzymes fongiques (Corden, 1965).<br />

En outre, l’augmentation du rapport Na/Ca augmente la sévérité de la fusariose<br />

des plantes de tomate. Cette plus grande sensibilité semble provenir d’une<br />

déficience en calcium, conséquence de l’antagonisme entre le calcium et le sodium<br />

(Standaert, 1978).


75<br />

Généralement, l’effet de la salinité se manifeste par un ensemble de perturbations<br />

qui touchent aussi bien les caractères morphologiques que la physiologie de la<br />

plante. L’effet le plus fréquent de la salinité est la réduction de la croissance. Cette<br />

réduction serait due d’une part à une diminution de la disponibilité en eau<br />

résultant de l’augmentation de la pression osmotique de la solution du sol et<br />

d’autre part, à l’effet toxique de l’accumulation de divers ions dans la cellule à la<br />

suite de leur augmentation dans le sol. D’après Shannon (1984) la réduction de la<br />

croissance est positivement corrélée avec la pression osmotique croissante du<br />

milieu et dépend en grande partie de l’espèce cultivée.<br />

Selon Hamza, (1980), le sel affecte la perméabilité sélective des membranes, ce qui<br />

favorise l’absorption excessive des ions lorsque ces derniers sont présents en<br />

grande quantité dans le sol. Leur accumulation dans la cellule peut créer un état de<br />

toxicité qui perturbe le fonctionnement normal de la plante et aboutit parfois à la<br />

mort de celle-ci.<br />

Pour se protéger contre le stress causé par la présence du chlorure de sodium dans<br />

le sol, les glycophytes effectuent une exclusion sélective des ions en excès (Flowers<br />

et al., 1977). Une autre stratégie des plantes glycophytes tolérantes au sel est<br />

d’accumuler les ions sodium dans la vacuole. Tel est le cas de l’espèce sauvage de<br />

tomate, Lycopersicon cheemanii (Hook) CH Mill, tolérante, qui accumule les ions<br />

sodium dans les parties aériennes alors que l’espèce cultivée L. esculentum Mill,<br />

moyennement tolérante, excrète les ions sodium à partir des feuilles (Rush et<br />

Epstein, 1981). Tad & Shanon (1983) cité par Cruz & Cuartero (1990) ont conclu<br />

que la tolérance au sel des plantes de tomate est liée à la teneur des feuilles en ions<br />

sodium et chlore. Cependant certains hybrides de L. esculentum x L. pennellii ont<br />

des concentrations de Na + et de Cl - similaires à celles des lignées sensitives.<br />

D’après Cruz et Cuartero, (1990) la concentration foliaire en Na + et Cl - reste un bon<br />

indicateur de la tolérance au sel chez les espèces de tomate puisque les 39<br />

génotypes de tomate testés par les auteurs ont manifesté une augmentation des<br />

teneurs en Na + en réponse à l’exposition à différentes concentrations de NaCl.<br />

Ces données bibliographiques rapportent donc une altération de la balance<br />

minérale des plantes après exposition au sel ou à la suite de l’infection par les


76<br />

champignons vasculaires. Ceci nous a incité à analyser l’influence de la<br />

combinaison des deux stress sur la nutrition minérale des plantes de tomate. Deux<br />

éléments ont été retenus : le sodium dont l’accumulation est corrélée avec la notion<br />

sensibilité/tolérance à la salinité et le potassium , élément entrant en compétition<br />

avec le sodium pour son absorption (Guerrier et al., 1985).<br />

2. Matériel et méthodes<br />

Après quatre semaines de culture, les plantes de tomate, variétés Claudia et VR,<br />

saines et infectées par <strong>Verticillium</strong>, soumises à des différents traitements salins,<br />

sont excisées au niveau de la cicatrice des cotylédons puis mises à l’étuve à 70°C<br />

pendant 72 heures puis broyées dans un mortier. La poudre végétale est ensuite<br />

pesée et placée dans des creusets en quartz puis mise à calciner à 400°C pendant<br />

une nuit. Après refroidissement, les cendres sont récupérés dans un mélange<br />

d’acide nitrique et d’acide chlorydrique à 10% et portées à ébullition. Les cendres<br />

reprises sont transvasées dans une fiole jaugée qu’on ajuste avec de l’eau<br />

bidistillée. Le dosage est effectué par absorption atomique après passage au<br />

spectrophotomètre Perkin Elmer 2380. Les teneurs en Na + et K + sont exprimées<br />

en gramme pour 100g de matière sèche. Les résultats, moyennes de trois<br />

répétitions sont accompagnés des intervalles de confiance au seuil statistique de<br />

5% selon le test de Newman-Keuls.<br />

3. Résultats<br />

Les teneurs en Na + et K + , ont été analysées au niveau de l’ensemble tige+feuilles<br />

des plantes de tomate différemment traitées par le sel, avec et sans infection avec<br />

<strong>Verticillium</strong>.<br />

3.1. Teneurs en ions sodium<br />

Les variations des teneurs en Na + chez lez plantules de tomate Claudia et VR, en<br />

fonction de la salinité des eaux d’arrosage sont reportées sur les figures 22A et<br />

22B. Les résultats montrent qu’en absence de sel, l’infection avec <strong>Verticillium</strong><br />

provoque une augmentation significative des teneurs en Na + chez les deux variétés.


77<br />

4,5<br />

Figure 22 A. Teneurs en ions Na+ foliaires chez les<br />

tomates Claudia saines ou infectées avec <strong>Verticillium</strong><br />

et soumises à différents traitements par NaCl après un<br />

mois<br />

Teneurs en Na+ en % du poids<br />

sec<br />

4<br />

3,5<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations des solutions d'arrosage en NaCl (mM)<br />

4,5<br />

Figure 22 B. Teneurs en ions Na+ foliaires chez les<br />

plantes de tomate VR saines ou infectées par<br />

<strong>Verticillium</strong> et soumises à différents traitements par<br />

NaCl après un mois<br />

Teneurs en ions Na+ en % du<br />

poids sec<br />

4<br />

3,5<br />

3<br />

2,5<br />

2<br />

1,5<br />

1<br />

0,5<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes inoculées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des solutions d'arrosage en mM


78<br />

Par ailleurs, on constate chez les plantes saines une augmentation des teneurs en<br />

Na+ lorsque la salinité des solutions d’arrosage s’élève. Ainsi à 90mM de NaCl,<br />

l’augmentation atteint des valeurs 26 et 29 fois plus élevées que celles des témoins<br />

sans sel respectivement chez Marmande VR et Marmande Claudia.<br />

Chez les plantes infectées et soumises au stress salin, les teneurs en Na + sont plus<br />

élevées que celles des témoins sains principalement pour les concentrations<br />

modérées de sel. Néanmoins, à 90mM de NaCl, les teneurs en Na + , bien que plus<br />

élevées que celles des autres concentrations de sel, ne montrent plus de différences<br />

significatives avec celles des plantes saines du même traitement salin.<br />

Enfin, l’analyse des variances ne montrent pas de différence significatives entre les<br />

deux variétés.<br />

3.2. Teneurs en ions potassium<br />

A l’opposé des ions Na + , l’infection avec <strong>Verticillium</strong> entraîne en absence de sel,<br />

une diminution des teneurs en K + par rapport aux plantes saines témoins des deux<br />

variétés de tomate Claudia (figure 23 A) et VR (figure 23 B). Chez ces dernières , la<br />

salinité provoque une chute des teneurs en K + proportionnelle avec l’augmentation<br />

de la concentration en NaCl des solutions nutritives d’arrosage. A 90 mM de sel, la<br />

diminution est de l’ordre de 51.7% et 53.5% pour Claudia et VR respectivement.<br />

Lorsque les plantes sont soumises à la salinité et à l’infection par le champignon,<br />

les teneurs en K + sont encore plus faibles que celles des plantes saines soumises au<br />

même traitement salin sauf pour la concentration de 90mM de NaCl où la<br />

déficience en K + rejoint celle des plantes saines.<br />

4. Discussion et conclusions<br />

Nos résultats montrent l’existence d’une grande ressemblance entre l’effet de la<br />

salinité et l’action de <strong>Verticillium</strong> sur la nutrition minérale des plantes de tomates.<br />

En effet, les deux contraintes, appliquées séparément, provoquent une<br />

perturbation de la nutrition minérale conduisant à une modification des teneurs en<br />

ions monovalents qui se traduit par un déficit en ions K + compensé par une<br />

accumulation des ions Na + dans les feuilles.


79<br />

Figure 23 A. Teneurs en ions K+ foliaires chez les plantes de<br />

tomate Claudia saines ou infectées avec <strong>Verticillium</strong> et<br />

soumises à différents traitements par NaCl<br />

Teneurs en ions K+ en % du poids<br />

sec<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes inoculées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des solutions d'arrosage en mM<br />

Teneurs en ions K+ en % du<br />

poids sec<br />

Figure 23 B. Teneurs en ions K+ foliaires chez les<br />

plantes de tomate VR saines ou infectées par<br />

<strong>Verticillium</strong> et soumises à différents traitements par<br />

NaCl<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes inoculées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des solutions d'arrosage en mM


80<br />

Ce résultat concorde avec les travaux de Tal et al., (1978) ; Arahou, (1986 ) et Ullah<br />

et al., (1994) qui ont rapporté une augmentation des teneurs en Na + des feuilles de<br />

tomate en présence de sel. Rush & Epstein, (1981) et Schachtman & Munns,<br />

(1992), ont attribué l’aptitude des plantes à transporter les ions Na + dans les<br />

feuilles avec la tolérance au sel. En outre, il a été montré que certaines plantes<br />

tolérantes accumulent l’ion Na + dans les feuilles alors que chez les plantes<br />

sensibles comme la haricot, le Na + n’est pas ou peu transporté vers les feuilles et<br />

s’accumulent dans les racines (Slama, 1986).<br />

L’effet physiologique de l’infection avec <strong>Verticillium</strong> sur la tomate se traduit<br />

également par une élévation des teneurs en Na + et une baisse des teneurs en K + .<br />

Un résultat similaire a été reporté par Guerrier et al., (1985) concernant l’effet<br />

physiologique de quelques souches de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum sur la balance<br />

ionique de jeunes plantes de tomate. Selon les mêmes auteurs, les perturbations<br />

ioniques causées par l’infection par <strong>Verticillium</strong> seraient dues à un effet spécifique<br />

du champignon sur l’absorption des éléments minéraux et sur le transport de ces<br />

éléments dans le xylème. Il est connu que <strong>Verticillium</strong> libère, au contact de l’hôte<br />

et à l’intérieur des tissus vasculaires, des toxines et des enzymes qui pourraient<br />

agir sur les sites d’absorption des ions monovalents et sur la distribution de ces<br />

ions dans les différents organes de la plante (Nachmias et al., 1982, 1985 ;<br />

Balandina et al ., 1976 ; Gour & Dube, 1985 et El Aissami, 1999).<br />

L’analyse de nos résultats montre donc une similitude entre l’effet de la salinité et<br />

l’action de <strong>Verticillium</strong> sur la teneur des cations monovalents des plantes de<br />

tomate soumises à l’une ou l’autre des deux contraintes.<br />

Lorsque les plantes de tomate sont exposées à l’action concomitante de la salinité<br />

et du champignon, les perturbations ioniques induites montrent un effet additif<br />

des deux contraintes sur la composition minérale de la plante et qui se traduit par<br />

une réponse exagérée dans l’accumulation et la déficience de ces ions. Cette<br />

situation a été observée chez les plantes de tomate infectées et traitées par les<br />

concentrations modérées de sel ne dépassant pas 60mM de NaCl. Ces plantes ont<br />

montré des teneurs en Na + bien supérieures à celles des témoins sains soumis<br />

uniquement à la salinité et inversement pour les teneurs en K + dont la baisse est


81<br />

plus prononcée que celle des plantes saines. Néanmoins, aux fortes concentrations<br />

de sel (90mM), les réponses des plantes infectées ne reflètent pas l’effet additif<br />

attendu. Les teneurs en Na + et en K + ne diffèrent pas de celles des plantes saines<br />

soumises uniquement à la même salinité.<br />

Deux hypothèses peuvent être envisagées quant à la réduction de l’effet de<br />

<strong>Verticillium</strong> sur les teneurs en ces ions aux fortes concentrations salines :<br />

- Les modes d’action du champignon sur la perméabilité membranaire et le<br />

transport des ions ne seraient pas optimum aux concentrations élevées de sel<br />

(90mM) de nos conditions expérimentales.<br />

- Le développement du champignon, stimulé par la salinité de la sève, peut<br />

perturber le flux de cette dernière dans le xylème et agir sur le transport des ions<br />

vers les feuilles.<br />

En effet, il a été démontré que la présence des conidies de <strong>Verticillium</strong> dans le<br />

xylème induit la formation de thylles et de gommoses qui obturent les vaisseaux et<br />

entrainent le flétrissement de la plante (Page et al., 1992).<br />

Nos résultats laissent supposer que l’augmentation de la sensibilité des plantes en<br />

présence des concentrations modérées de sel serait due entre autres, à<br />

l’augmentation excessive des teneurs en Na + qui dépassent la réponse normale des<br />

plantes à l’élévation de la salinité du milieu. Cet excès d’ions que la plante n’arrive<br />

pas à exclure peut créer un état de toxicité qui nuirait à la croissance normale des<br />

plantes.<br />

En présence de fortes concentrations de sel, l’action du Verticillum sur<br />

l’accumulation des ions Na + étant réduite, des facteurs autres que l’altération de la<br />

balance minérale semblent intervenir dans l’augmentation de la sensibilité des<br />

plantes à la maladie.<br />

B. Effets sur les taux de sucres solubles totaux<br />

1. Introduction<br />

Le stress salin induit chez plusieurs espèces de plantes des modifications dans les<br />

teneurs relatives des hydrates de carbone avec une accumulation plus ou moins<br />

importante des sucres solubles totaux (saccharose, glucose et fructose). Ces


82<br />

derniers semblent jouer un rôle important dans l’ajustement osmotique (Rhodes,<br />

1987). En effet, pour ajuster le potentiel osmotique interne perturbé par<br />

l’absorption excessive des ions sodium, la plante accumule dans son cytoplasme<br />

des solutés organiques principalement la proline (Handa et al., 1986) et les sucres<br />

solubles (Rhodes, 1987).<br />

Ces derniers protègent également les membranes contre la déshydratation<br />

(Schwab et Gaff, 1986). Leurs teneurs ont été utilisées comme indicateurs du degré<br />

de tolérance à la salinité chez plusieurs espèces (Rathert, 1984).<br />

L’augmentation des teneurs en sucres solubles en conditions de stress salin a été<br />

mise en évidence chez la tomate (Lycopersicon esculentum Mill.). La variété Radja<br />

réagit aux concentrations modérées de sel (70mM de NaCl) par une élévation des<br />

teneurs en sucrose. Par contre, ces teneurs chutent brutalement aux fortes<br />

concentrations de sel (Perez-alfocea et al., 1996). Mitchell et al., (1991) ont<br />

également mis en évidence une augmentation des teneurs en glucose et en fructose<br />

dans les fruits immatures de tomate (L. esculentum Mill.cv. UC 82 B) après<br />

l’arrosage des plantes par des solutions enrichies en sel.<br />

Récemment, Goicoechea et al., (2000) ont montré pour la première fois une<br />

augmentation des sucres solubles comme réaction des plantes de piment à<br />

l’infection par <strong>Verticillium</strong> dahliae.<br />

Il apparaît ainsi que l’accumulation de sucres solubles serait une réponse des<br />

plantes aux stress salin et infectieux. Il serait alors intéressant d’étudier les<br />

niveaux de ses solutés dans les feuilles des tomates soumises à la combinaison<br />

salinité-<strong>Verticillium</strong> en vue d’évaluer l’interaction de ces deux stress sur la<br />

physiologie des tomates.<br />

2. Matériel et méthodes<br />

Le dosage des sucres solubles totaux se fait par colorimétrie selon la méthode à<br />

l’anthrone. Cette méthode est basée sur la déshydratation intramoléculaire des<br />

oses en milieu acide (H2SO4 pur) à chaud. Les dérivés obtenus se condensent avec<br />

l’anthrone pour donner des produits colorés ; bleu-vert avec les hexoses et rouge<br />

avec les pentoses.


83<br />

2.1. Extraction des sucres solubles totaux<br />

L’extraction est réalisée sur des jeunes feuilles fraîchement coupées et prélevées<br />

dans le 1/3 supérieur de la tige. 100mg environ de matière fraîche foliaire sont<br />

broyés dans 3ml d’éthanol à 80%.<br />

2.2. Réaction à l’anthrone<br />

A 2 ml d’extrait sont ajoutés 4 ml du réactif d’anthrone préparé au moins 4 heures<br />

à l’avance et rangé à l’obscurité (2g d’anthrone dans 100 ml d’H2SO4). Le mélange<br />

doit passer dans de la glace fondante avant agitation. Les tubes sont ensuite fermés<br />

et mis à ébullition au bain-marie à 100°C pendant 10 minutes. Après un<br />

refroidissement de 30 minutes, l’absorbance, lue à 600nm, au spectrophotomètre<br />

est référée à une courbe étalon effectuée à partir de quantités croissantes d’une<br />

solution de glucose à 100µg.ml -1 .<br />

Les résultats, moyennes de 4 répétitions sont exprimés en mg de glucose.g -1 de<br />

matière fraîche. Ils sont comparés par analyse des variances selon le test de<br />

Newman-Keuls au seuil de 5%.<br />

3. Résultats<br />

L’accumulation des sucres solubles totaux a été estimée sur les feuilles des deux<br />

variétés de tomate après un mois de culture, délai nécessaire pour l’apparition des<br />

symptômes de verticilliose.<br />

3.1. Chez Marmande Claudia<br />

Les résultats sont traduits dans la figure 24 A. Ils montrent que chez les plantes<br />

saines cultivées sur milieu enrichi en sel, les teneurs en sucres solubles diminuent<br />

légèrement mais de manière significative par rapport aux témoins cultivés sur<br />

substrat sans sel. A 90mM de NaCl, on note une diminution de 18.27 %.<br />

En absence de sel, l’infection par l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> n’a aucun effet sur les<br />

taux de sucres puisque les teneurs des plantes infectées sont similaires à celles des<br />

plantes saines. Cependant, en présence de sel, les teneurs en sucres solubles<br />

diminuent dans les feuilles des plantes infectées et diffèrent de manière


84<br />

significative de celles des plantes saines du même traitement salin. A 90mM de<br />

NaCl, la baisse des teneurs en sucres est de l’ordre de 36.61% par rapport aux<br />

plantes infectées de contrôle.<br />

3.2. Chez Marmande VR<br />

Les résultats de la figure 24 B montrent que cette variété réagit à l’égard de la<br />

salinité du milieu par une baisse des teneurs en sucres pour les concentrations<br />

supérieures à 30mM de NaCl. En effet, à la concentration de 30mM, on n’observe<br />

pas de changement dans les teneurs en sucres solubles par rapport aux témoins<br />

sans sel. La baisse des teneurs en sucres solubles relevées à 60 et 90mM est de<br />

l’ordre de 16.68% et 26.61% respectivement.<br />

En absence de sel, et contrairement à Marmande Claudia, l’infection avec<br />

<strong>Verticillium</strong> entraîne une baisse significative des teneurs en sucres solubles par<br />

rapport aux plantes saines de l’ordre de 30.18%.<br />

Chez les plantes soumises à l’action combinée de la salinité et de l’infection, le taux<br />

de sucres solubles totaux subit une augmentation à 30mM de NaCl par rapport aux<br />

témoins infectés sans sel, puis diminue avec l’augmentation de degré de salinité.<br />

Notons toutefois que les teneurs en sucres restent toujours plus faibles que celles<br />

des plantes saines du même traitement salin.<br />

4. Discussion et conclusion<br />

Le stress salin appliqué aux plantes de tomate modifie le métabolisme des glucides<br />

des deux variétés de tomate utilisées en diminuant l’accumulation des sucres<br />

solubles totaux particulièrement pour les concentrations supérieures à 30 mM de<br />

NaCl.<br />

Ces résultats traduisent d’une part, la capacité des deux génotypes de tomate à<br />

s’adapter à un stress salin faible (30mM) en utilisant les sucres solubles pour<br />

ajuster le potentiel osmotique perturbé par la salinité et d’autre part, la sensibilité<br />

de ces variétés aux salinités modérées et élevées comme en témoignent les faibles<br />

teneurs en sucres solubles accumulés dans les feuilles. En effet, les teneurs en


85<br />

Figure 24 A. Teneurs en sucres solubles totaux foliaires des<br />

tomates Claudia saines ou infectées par <strong>Verticillium</strong> et<br />

soumises à différents traitements par NaCl (après un mois)<br />

Teneurs en sucres solubles totaux (mg<br />

de glucose/g. MF)<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des eaux d'arrosage en mM<br />

Figure 24 B. Teneurs en sucres solubles totaux foliaires<br />

des tomates VR saines ou infectées par <strong>Verticillium</strong> et<br />

soumises à différents par NaCl (après un mois)<br />

Teneurs en sucres solubles totaux (mg<br />

de glucose/g. MF)<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des eaux d'arrosage en mM


86<br />

sucres sont utilisées comme critères de tolérance à la salinité chez plusieurs<br />

espèces (Rathert, 1984 ; Misra & Dwivedi, 1995).<br />

L’action de <strong>Verticillium</strong> sur les teneurs en sucres solubles dépend de la variété de<br />

tomate et du traitement par le sel. Ainsi, chez la variété Marmande Claudia,<br />

l’infection par <strong>Verticillium</strong> ne semble pas avoir d’effet sur les teneurs en sucres<br />

solubles, cependant, elle semble accentuer l’effet néfaste de la salinité sur ces<br />

composés organiques puisque les teneurs en sucres solubles des plantes infectées<br />

atteignent des valeurs plus basses que celles des témoins sains de même salinité. A<br />

l’inverse, l’infection des plantes Marmande VR par <strong>Verticillium</strong> entraîne une baisse<br />

des teneurs en sucres solubles même en absence de sel. Cette action est maintenue<br />

en présence de sel.<br />

La baisse des teneurs en sucres solubles induite par la salinité et accentuée par<br />

l’infection, ne permet plus à ces composés de jouer leur rôle dans l’ajustement<br />

osmotique (Munns & Weir, 1981 ). Elle reflète une plus grande sensibilité des<br />

tomates à la salinité et à la maladie dans les conditions salines ce qui peut<br />

expliquer, en partie, l’augmentation de la sévérité de la verticilliose des tomates<br />

sous stress salin.<br />

La diminution des taux de sucres solubles pourrait favoriser la synthèse d’enzymes<br />

fongiques impliquées dans l’apparition des symptômes de la maladie. Cette<br />

hypothèse pourrait être étayée par les travaux de Standaert, (1975) qui a montré<br />

que les faibles concentrations en glucose dans les filtrats de culture de Fusarium<br />

oxysporum, favorisent la synthèse des endopectinases fongiques. On peut<br />

supposer que la salinité agirait de manière indirecte sur l’aptitude du <strong>Verticillium</strong><br />

à produire les enzymes impliquées dans la pathogénèse du champignon en<br />

diminuant les teneurs en sucres solubles.<br />

L’étude de l’effet de la salinité sur les mécanismes d’action de <strong>Verticillium</strong> pourrait<br />

vérifier cette suggestion. Elle fera l’objet du chapitre suivant.


87<br />

C. Effets sur l’accumulation de la proline<br />

1. Introduction<br />

L’accumulation de la proline dans le système racinaire et foliaire est parmi les plus<br />

remarquables manifestations du stress salin et hydrique. Cette accumulation serait<br />

le signe d’une perturbation du métabolisme ou /et d’un processus de stockage de<br />

l’azote nécessaire à la survie de la cellule (Hanson et al., 1977, Sivaranakrishnan &<br />

al., 1988). En outre, la proline pourrait contribuer à l’ajustement du potentiel<br />

osmotique interne de la plante (Voetberg & Sharp., 1991). L’augmentation de la<br />

proline est souvent corrélée avec la capacité des plantes à survivre en condition de<br />

stress. Cependant, cet acide aminé ne semble pas intervenir dans le phénomène de<br />

tolérance au sel. C’est le cas de l’hybride Tricicum aestivum L cv Chinese Spring<br />

(sensible) x Lophopyrum elongatum (tolérant) dont la teneur en proline est plus<br />

faible que celle du parent sensible (Colmer et al., 1995).<br />

Perez-alfocea et al., (1996) ont évalué la tolérance au sel de l’hybride F1 de tomate<br />

(Radja) en utilisant entre autres l’accumulation de la proline comme critère<br />

physiologique d’adaptation au sel. Ces auteurs ont rapporté que les concentrations<br />

modérées de sel n’entraînaient pas d’accumulation de proline alors que, sous des<br />

concentrations élevées, la proline s’accumule dans tous les organes de la plante.<br />

Qader (1997), en étudiant les conséquences métaboliques de la salinité chez trois<br />

cultivars de blé tendre, a mis en évidence l’existence d’une corrélation positive<br />

entre la teneur en proline et la concentration de NaCl dans le milieu. Le même<br />

auteur a montré que l’accumulation de la proline causée par le stress salin dépend<br />

de l’organe considéré ; elle est plus importante dans les feuilles que dans les<br />

racines.<br />

L’augmentation des teneurs en proline a été également rapportée comme réponse<br />

aux stress biotiques. Grote & Claussen, (2001) ont montré que l’inoculation des<br />

tomates avec Phytophthora nicotianae entraîne une augmentation du taux de<br />

proline dans les feuilles de tomates infectées. Ces auteurs suggèrent que les<br />

teneurs en proline des feuilles de tomates peuvent être un bon indicateur de stress<br />

induits aussi bien par des facteurs abiotiques que biotiques. De même, les travaux


88<br />

de Goicoechea et al., (2000) sur le couple piment-<strong>Verticillium</strong> démontrent que les<br />

taux de proline augmentent dans les feuilles des plantes après infection avec<br />

<strong>Verticillium</strong> dahliae. Ces auteurs supposent que ces substances organiques<br />

peuvent être des détecteurs des dommages causés par l’infection fongique.<br />

A la lumière de ces données, nous avons été incités à suivre l’évolution des taux de<br />

proline chez les tomates à la suite de leur exposition aux stress de la salinité et de<br />

l’infection verticillienne.<br />

2. Matériel et méthodes<br />

La détermination de la proline est réalisée selon la méthode colorimétrique de<br />

Troll et Lindsley (1955) reprise par Magné et Larher, (1992).<br />

2.1. Extraction<br />

Les échantillons de feuilles (150mg environ) prélevées près de l’apex subissent une<br />

extraction alcoolique dans 3 ml de méthanol placé dans un tube à hémolyse.<br />

L’ensemble est placé dans un bain-marie à 90°C pendant une heure. Les tubes où<br />

se fait l’extraction doivent être bien fermés pour éviter l’évaporation du méthanol.<br />

2.2. Dosage<br />

Après refroidissement, à 1 ml de l’extrait sont ajoutés 2 ml d’une solution de<br />

ninhydrine à 1% dans l’acide acétique glacial :eau (60 :40 V/V) et l’ensemble est<br />

mis au bain-marie à 100°C pendant une heure. Après refroidissement, 5 ml de<br />

toluène sont ajoutés et le mélange est agité vigoureusement. Le chromatophore<br />

formé est stable pendant 24 heures. Pour la lecture de l’absorbance, on prélève la<br />

phase supérieure après 30 minutes de repos. La densité optique est lue à 520nm.<br />

Les résultats sont référés à une courbe étalon effectuée à partir de quantités<br />

croissantes d’une solution de proline à 1µg/ml. Les résultats sont exprimés en µg/g<br />

.MF. Trois répétitions sont prévues par traitement salin pour les plantes saines et<br />

les plantes infectées.


89<br />

3. Résultats<br />

3.1. Chez la variété Marmande Claudia<br />

Chez les plantes saines de cette variété (Figure 25 A), les teneurs en proline foliaire<br />

augmentent régulièrement en fonction de la concentration saline des solutions<br />

d’arrosage. A 90mM de NaCl, les teneurs en proline foliaires atteignent des valeurs<br />

quatre fois plus élevées que celles des plantes cultivées sans sel.<br />

En absence de sel, l’infection avec <strong>Verticillium</strong> induit une augmentation des<br />

teneurs en proline de 133.7% par rapport aux plantes saines. Cependant, chez les<br />

plantes infectées et cultivées en présence de sel, on ne remarque plus de<br />

différences significatives dans les taux de proline des plantes saines et infectées<br />

quelque soit la concentration saline imposée aux plantes.<br />

3.2.Chez la variété Marmande VR<br />

La variété VR réagit à la salinité par une légère accumulation de la proline dans les<br />

feuilles des plantes traitées en rapport avec l’augmentation de la salinité du milieu<br />

(figure 25 B). L’augmentation des teneurs en proline étant de l’ordre de 49.02% à<br />

90mM de NaCl.<br />

En absence de NaCl, l’infection avec <strong>Verticillium</strong> ne provoque pas, à ce stade de la<br />

culture, de modifications dans l’accumulation de la proline dans les feuilles. Les<br />

teneurs en cet acide aminé des plantes saines et infectées ne diffèrent pas<br />

statistiquement.<br />

En présence de sel, les plantes infectées accumulent plus de proline dans leurs<br />

feuilles que les plantes saines cultivées en présence des mêmes concentrations<br />

salines.<br />

4. Discussion et conclusion<br />

Les résultats démontrent, dans nos conditions expérimentales, que la salinité et<br />

l’infection par <strong>Verticillium</strong> sont associées à une augmentation des teneurs en<br />

proline dans les feuilles des tomates stressées.<br />

En absence d’infection, les plantes cultivées dans les conditions salines élevées<br />

(90mM) accumulent plus de proline que les plantes développées sous des


90<br />

Teneurs en proline en µg/g. MF)<br />

900<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

Figure 25 A. Teneurs en proline des feuilles des tomates Claudia<br />

saines ou infectées par <strong>Verticillium</strong> et soumises au stress salin<br />

(après un mois)<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des eaux d'arrosage en mM<br />

Figure 25 B. Teneurs en proline des feuilles des tomates VR<br />

saines ou infectées par <strong>Verticillium</strong> et soumises au stress<br />

salin (après un mois)<br />

900<br />

Teneurs en proline en µg/g,MF<br />

800<br />

700<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentrations en NaCl des eaux d'arrosage en mM


91<br />

concentrations modérées ou faibles (60 et 30mM). Ces résultats sont en accord<br />

avec les observations de Pérez-alfocea et al., (1996) qui ont montré une<br />

augmentation de la proline dans tous les organes de la plante principalement aux<br />

fortes concentrations de NaCl.<br />

Les teneurs en proline ont évolué également chez la tomate après l’infection avec<br />

<strong>Verticillium</strong>. En effet, des teneurs élevées en proline ont été détectées dans les<br />

feuilles des tomates Claudia infectées en comparaison à celles des témoins sains.<br />

Toutefois, l’accumulation de la proline ne semble pas être affectée par l’infection<br />

chez la variété VR. Chez cette dernière, une augmentation de la proline a été<br />

observée lorsque la salinité a été ajoutée à l’infection.<br />

Goicoechae et al., (2000) travaillant sur le piment (Capsicum annuum) ont<br />

montré que l’infection des plantes avec <strong>Verticillium</strong> dahliae induit une<br />

augmentation substantielle de proline après 20 jours d’inoculation. Des résultats<br />

analogues ont été rapportés par Tzeng & Devay, (1985) . Ces auteurs ont montré<br />

que des teneurs élevées en proline sont détectées dans les feuilles de coton<br />

infectées par rapport à celles des plantes de contrôle. Les premiers auteurs<br />

suggèrent que les toxines libérées par le champignon dans les tissus infectés<br />

peuvent altérer la physiologie de la plante.<br />

L’accumulation de la proline peut être due à une augmentation de la synthèse de<br />

cet acide aminé ou à la diminution de son utilisation dans la synthèse de protéines<br />

dans les plantes stressées (Delauney & Verma, 1993).<br />

Plusieurs fonctions physiologiques ont été attribuées à l’accumulation de la proline<br />

dans les cellules en conditions de stress. L’accumulation de cet acide aminé peut en<br />

effet jouer un rôle dans l’osmorégulation des cellules en cas de déficit hydrique et<br />

servir comme indicateur de la sécheresse et/ou un détecteur de stress (Aspinall &<br />

Paleg, 1981 ; Grote & Claussen, 2001).<br />

Chez la tomate, et selon Pérez-alfocea et al., (1993), la proline contribue avec une<br />

faible proportion à l’ajustement osmotique par rapport aux autres solutés<br />

accumulés dans le cytoplasme des plantes soumises aux conditions de stress<br />

hydrique. En s’appuyant sur ces données, on peut supposer que l’augmentation de<br />

la proline consécutive au traitement des tomates par la salinité et par l’infection


92<br />

pourrait jouer un rôle différent dans la stratégie de la plante à éviter le stress ou au<br />

moins être considéré comme un indicateur signalant l’intensité du stress (Grote &<br />

Claussen, 2001).<br />

Concernant ce dernier aspect, une relation a été établie entre l’accumulation de la<br />

proline et le degré du déficit hydrique des plantes stressées par la sécheresse ou<br />

par l’infection avec <strong>Verticillium</strong>. En effet, Goicoechae et al., (2000) ont démontré<br />

que la diminution des teneurs relatives en eau des plantes de piment infectées<br />

coïncide avec l’augmentation de l’accumulation de la proline. Un résultat similaire<br />

a été observé par Irigoyen et al., (1992) chez la luzerne soumise à la sécheresse.<br />

L’effet de l’infection par <strong>Verticillium</strong> se manifeste en général par le<br />

rabougrissement et le flétrissement des plantes. Par suite de la présence du<br />

champignon dans les vaisseaux du xylème, le transport de l’eau est perturbé. Il en<br />

résulte un stress hydrique qu’on peut rapprocher de celui des plantes soumises à la<br />

sécheresse ou à la salinité. De ce fait, l’augmentation de la proline dans les feuilles<br />

de tomates infectées par <strong>Verticillium</strong> et traitées avec le sel serait le reflet de<br />

l’importance du déficit hydrique de ces plantes et expliquerait, par la même<br />

occasion, l’importance des symptômes de rabougrissement manifestés par ces<br />

dernières par rapport aux plantes saines témoins sans sel.<br />

Öncel et al., (1996) rapportent de leur côté que l’accumulation de proline serait en<br />

relation avec la résistance des cultivars aux maladies. Chez les cultivars de piment<br />

résistants à Phytophthora capsici, la proline est plus accumulée en comparaison<br />

aux cultivars sensibles. Ces auteurs suggèrent que la proline peut jouer un rôle<br />

important dans les mécanismes de défense de la plante contre cet agent pathogène.<br />

Dans cette voie, on peut penser que la quantité de proline induite chez la tomate<br />

par la combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> ne s’avèrerait pas suffisante pour assurer<br />

la protection des tomates du double stress qui leur est imposé, ce qui pourrait<br />

expliquer la plus grande sensibilité des plantes à la maladie sous stress salin. Cette<br />

hypothèse peut être appuyée par les valeurs des teneurs en proline des tomates<br />

Claudia infectées en conditions salines qui rappellent celles des témoins sains du<br />

même traitement salin et qui ne reflètent pas l’effet additif attendu des deux stress<br />

sur l’accumulation de la proline.


93<br />

Enfin, quels que soient les mécanismes par lesquels intervient la proline dans la<br />

gestion des stress de la plante, cet acide aminé paraît être un indicateur quantitatif<br />

des stress qui affectent le statut hydrique des plantes de tomate (Grote & Claussen,<br />

2001) comme la concentration saline élevée du milieu nutritif et l’attaque par<br />

<strong>Verticillium</strong>.<br />

D. Effets de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> sur certaines<br />

activités enzymatiques des plantes de tomate<br />

1. Effets sur l’activité nitrate réductase<br />

1.1. Introduction<br />

La nitrate réductase, enzyme catalysant la réaction des nitrates en nitrites est<br />

l’enzyme limitante du processus d’assimilation de l’azote (Beevers & Hageman,<br />

1969) par comparaison aux autres enzymes situées en aval telles que la nitrite<br />

réductase, la glutamine synthétase et la glutamate synthase. De nombreux travaux<br />

ont rapporté l’impact de la salinité sur les enzymes impliquées dans les voies de<br />

l’assimilation de l’azote. La nitrate réductase, principalement, a été largement<br />

évoquée (Misra & Dwivedi, 1990 ; Botella et al., 1993 a). L’altération du<br />

métabolisme azoté par le sel serait attribuée à une inhibition de l’absorption de<br />

NO3 - et de son accumulation dans les tissus foliaires et racinaires (Soltani et al.,<br />

1990 ).<br />

La perturbation de la nitrate réductase peut en outre être induite par l’infection.<br />

Regragui et al. (1990) ont montré que l’inoculation de jeunes plantes de tomate<br />

avec différentes souches de <strong>Verticillium</strong> a provoqué des modifications de l’activité<br />

nitrate réductase, principalement avec les souches pathogènes du champignon.<br />

Selon ces mêmes auteurs, le champignon pourrait avoir une action inhibitrice<br />

directe de l’enzyme par l’intermédiaire des métabolites toxiques qu’il sécrète à<br />

l’intérieur des tissus de l’hôte.<br />

L’étude des modifications du métabolisme azoté des plantes de tomate infectées et<br />

soumises au stress salin pourrait contribuer à rendre explicite le comportement<br />

des tomates face à ces deux stress.


94<br />

1.2. Matériel et méthodes<br />

Plusieurs méthodes ont été décrites pour la détermination de l’activité nitrate<br />

réductase. Nous avons opté pour la méthode « in situ » telle qu’elle a été décrite<br />

par Robin et al., (1983 a). Si on se réfère aux résultats de Robin et al., (1983 b) sur<br />

le maïs, cette méthode permet d’évaluer avec une bonne approximation la<br />

réduction réelle de nitrate en nitrite, contrairement à la méthode in vitro qui<br />

mesure l’activité potentielle de l’enzyme.<br />

Le principe consiste à doser le nitrite formé au moment de la réduction des<br />

nitrates.<br />

Après un mois de culture, les parties aériennes des plantes de tomate soumises au<br />

stress salin et à l’infection par <strong>Verticillium</strong> sont prélevées après 6 heures du début<br />

de la photopériode. Elles sont ensuite pesées et mises à incuber dans des vénojects<br />

de 140ml en anoxie et à l’obscurité en présence de KNO3 ( 100mM) (Gojon et al.,<br />

1983).<br />

Après un temps d’incubation d’une heure, le nitrite accumulé est extrait par de<br />

l’eau bouillante pour arrêter la réaction puis dosé par colorimétrie après addition<br />

des réactifs de diazotation (N. Naphty Ethylène Diamine Dichlorure NNEDD) ;<br />

0.2g/l) et de sulfanilamide (10g/l d’HCl). On laisse ensuite la coloration violette se<br />

développer pendant au moins 30 minutes puis on mesure la densité optique au<br />

spectrophotomètre à 540 nm. Les résultats , moyennes de six répétitions sont<br />

exprimés en µM de NO2 - /h/ g de matière fraîche en utilisant la formule qui suit :<br />

A N R = DO x V<br />

PF. E 0. t<br />

DO= densité optique lue à 540 nm<br />

V= volume d’extraction en litre<br />

t= temps d’incubation en heure<br />

PF= poids frais en g<br />

E 0= coefficient d’extinction molaire<br />

NNEDD : N.Naphty Ethylène Diamine Dichlorure


95<br />

1.3. Résultats<br />

L’évolution de l’activité nitrate réductase en fonction de la salinité et de l’infection<br />

par <strong>Verticillium</strong> chez les plantes de tomate est représentée sur la figure 26.<br />

En absence de sel, l’infection par ce pathogène entraîne une légère mais<br />

significative baisse de l’activité nitrate réductase des plantes de tomate par rapport<br />

aux plantes saines.<br />

En présence de sel, l’activité nitrate réductase des plantes saines n’est pas<br />

influencée par les concentrations faibles et modérées (30-60mM de NaCl). On note<br />

toutefois à 90 mM, un effet dépressif du sel sur l’activité de l’enzyme de 79.76% par<br />

rapport aux témoins non traités par le sel.<br />

Par contre, les plantes infectées et soumises au stress salin voient leur activité<br />

nitrate réductase diminuer fortement dès que la salinité du milieu commence à<br />

augmenter. En effet, l’activité nitrate réductase chute brutalement à 30mM de<br />

NaCl et manifeste des niveaux d’activité comparables pour toutes les<br />

concentrations salines de l’expérience. Les réductions par rapport aux témoins<br />

malades sans sel sont de l’ordre de 85.47% ; 80.34% et 84.18% à 30, 60 et 90mM<br />

de NaCl respectivement. L’analyse de la variance montre que l’interaction salinité-<br />

<strong>Verticillium</strong> est hautement significative.<br />

1.4. Discussion et conclusion<br />

L’étude de l’activité nitrate réductase des tomates infectées par <strong>Verticillium</strong> et<br />

soumises au stress salin rend compte des perturbations causées par ces deux stress<br />

sur le métabolisme azoté de la plante.<br />

Cette étude a porté d’abord sur l’action physiologique de <strong>Verticillium</strong> sur l’activité<br />

nitrate réductase chez les tomates artificiellement infectées. Elle a montré que le<br />

champignon affecte légèrement la capacité des plantes à réduire le nitrate. Nos<br />

études précédentes (Regragui et al., 1990) sur cet aspect du parasitisme ont<br />

montré que des souches de <strong>Verticillium</strong> de pouvoir pathogène différent affectent<br />

différemment l’activité nitrate réductase des jeunes plantes de tomate ; l’enzyme<br />

étant inhibée uniquement par les souches pathogènes.


96<br />

Figure 26. Activité Nitrate Réductase des plantes de<br />

tomate infectées par l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> et soumises<br />

au stress salin<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

700<br />

Activité nitrate réductase en<br />

nmol/h/g M.F<br />

600<br />

500<br />

400<br />

300<br />

200<br />

100<br />

0<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en NaCl des solutions d'arrosage en mM


97<br />

La répression de l’enzyme peut avoir plusieurs origines :<br />

- Une action directe du champignon sur la nitrate réductase par le biais des<br />

enzymes fongiques et des toxines libérées par le champignon au cours de<br />

l’infection. En effet la nitrate réductase est connue pour être une enzyme très<br />

instable, très sensible aux dégradations protéolytiques et qui perdrait sa capacité<br />

de réduire le nitrate (Schrader et al., 1974).<br />

- Un manque de la disponibilité en pouvoir réducteur, le NADH. Il est bien<br />

établi que la nitrate réductase de la majorité des plantes supérieures utilise<br />

spécifiquement le NADH comme cofacteur ( Schrader et al., 1968 ; Beevers &<br />

Hageman, (1969). De même, Srivasta, (1980) et Duck & Duck, (1984) ont précisé<br />

que les métabolites issus de la photosynthèse sont indispensables au<br />

fonctionnement de l’enzyme. Dans le même sens, la limitation de la photosynthèse<br />

par privation de CO2 retentit sur l’absorption et la réduction des nitrates (Pace et<br />

al., 1990). L’épuisement du donneur d’électrons (NADH) serait donc la<br />

conséquence d’une action plus profonde du <strong>Verticillium</strong> sur le métabolisme de la<br />

plante (Guerrier et al., 1985) et qui se résumerait à une baisse de la synthèse<br />

carbonée, substance représentant une source de pouvoir réducteur pour le<br />

fonctionnement de la nitrate réductase.<br />

- Une absence de l’induction de l’enzyme. La nitrate réductase est une<br />

enzyme qui peut être induite par son substrat, le NO - 3 (Hageman et Flesher, 1960 ;<br />

Beevers & Hageman, 1969 ; Hewitt & Cutting, 1979 cité par Bazzigalupi, et al.,<br />

1992). La faible activité assimilatrice de l’azote constatée chez les plantes infectées<br />

serait imputable à une absence de l’induction de l’enzyme consécutive à la<br />

diminution de l’absorption de nitrate. On peut supposer que <strong>Verticillium</strong> altère<br />

l’absorption de NO - 3 et par là même, empêche l’induction de l’enzyme.<br />

D’un autre coté, il est connu que le stress hydrique ou salin affecte les enzymes<br />

impliquées dans les voies de l’assimilation de l’azote ( Misra & Dwivedi, 1990 ;<br />

Botella et al., 1993a). La modification de certaines enzymes est corrélée avec la<br />

notion de sensibilité/tolérance à la salinité.<br />

Nos résultats montrent que chez les tomates traitées par le sel, l’activité nitrate<br />

réductase n’est pas influencée par les concentrations faibles et modérées de sel


98<br />

(30mM et 60mM). Seules les concentrations élevées de NaCl (90mM) perturbent<br />

l’aptitude des plantes à assimiler le nitrate. L’absence d’altération de l’activité<br />

nitrate réductase constatée témoigne de la tolérance relative de la variété de<br />

tomate aux concentrations modérées de sel. Cette tolérance semble être brisée par<br />

l’infection par <strong>Verticillium</strong> comme le montrent les niveaux d’activité nitrate<br />

réductase, très bas, enregistrés chez les plantes infectées et traitées par ces<br />

concentrations de sel.<br />

L’activité nitrate réductase est représentative du niveau des synthèses d’acides<br />

aminés et de protéines. En effet, la réduction des nitrates conduit à la formation de<br />

nitrites puis d’ammoniac lequel est incorporé dans un squelette carboné,<br />

généralement le glutamate pour former la glutamine. La baisse de l’activité nitrate<br />

réductase suite à l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> ne peut être écartée comme une<br />

cause possible de la réduction sévère de la croissance des plantes doublement<br />

stressées.<br />

En résumé, l’action combinée des effets de la salinité et de l’infection par<br />

<strong>Verticillium</strong> perturbe de manière hautement dépressive l’activité nitrate réductase<br />

et par voie de conséquence tout le métabolisme azoté de la plante. L’infection par<br />

<strong>Verticillium</strong> semble augmenter la sensibilité des plantes à la salinité et les<br />

prédisposer à l’attaque fongique.<br />

2. Effets sur l’activité peroxydasique<br />

2.1. Introduction<br />

Les peroxydases sont des oxydoréductases qui catalysent l’oxydation de divers<br />

groupes de composés organiques en utilisant le peroxyde d’hydrogène (H 2 O 2 )<br />

comme accepteurs d’électrons (Dawson, 1988). Elles sont présentes dans tous les<br />

tissus des végétaux et se présentent sous plusieurs formes isoenzymes ; les<br />

isoperoxydases. On distingue deux groupes d’isoperoxydases ; les isoperoxydases<br />

basiques localisées normalement dans la vacuole et les isoperoxydases acides liées<br />

à la paroi cellulaire. Les isoperoxydases vacuolaires semblent être impliquées dans<br />

plusieurs voies métaboliques comme le catabolisme auxinique. Les autres seraient


99<br />

impliquées dans la biosynthèse de la lignine et de la subérine (Normanly et al.,<br />

1995, Robert et al., 1988, Wetten et al., 1998).<br />

Les peroxydases jouent un rôle important dans le métabolisme et la physiologie de<br />

la plante et sont impliquées dans les réponses des plantes aux infections et aux<br />

stress abiotiques.<br />

Le stress salin a été rapporté comme facteur stimulant l’activité des peroxydases et<br />

induisant la synthèse de la lignine et/ou la subérine. Il produit par conséquent une<br />

altération du transport d’eau (Cruz et al., 1992). D’autres travaux (Quirago et al.,<br />

2000) ont montré que le traitement par le sel entraîne une augmentation des<br />

peroxydases des racines de tomates.<br />

Le rôle des peroxydases et de leurs produits du métabolisme dans les mécanismes<br />

de défense des plantes infectées a fait l’objet de plusieurs études (Maraitre, 1973 ;<br />

Hammerschmidt et al., 1982 ; Andreeva, 1991).<br />

Ces études ont porté sur plusieurs combinaisons hôte-parasite. Ainsi, une<br />

importante augmentation de l’activité peroxydasique a été détectée après infection<br />

du melon par Spaerotheca fuliginea ou de la tomate par <strong>Verticillium</strong> dahliae,<br />

augmentation touchant aussi bien les plantes sensibles que résistantes (Reuveni &<br />

Bothma, 1985 et Reuveni & Ferreira, 1985).<br />

L’activité peroxydasique a été également associée avec l’induction de la résistance<br />

systémique du concombre à Colletotrichum lagenarium (Hammerschmidt et al.,<br />

1982).<br />

Le rôle des peroxydases dans les phénomènes de résistance serait lié à la<br />

production de lignine, de phenylalanine et de l’accumulation de phénols (Maxw ell<br />

& Bateman, 1967 ; Pollok & Drysdale, 1976 et Carrosco et al., 1978). L’activité de<br />

ces composés métaboliques serait apparentée à leurs propriétés anti-microbiennes,<br />

au renforcement des parois cellulaires et à l’induction des réponses des plantes<br />

(Clerivet et al., 1996).<br />

Le présent travail a pour objectif de montrer l’influence de l’interaction<br />

<strong>Verticillium</strong>-salinité sur les mécanismes de défenses des tomates via l’étude de<br />

l’activité peroxydasique .


100<br />

2.2. Matériel et méthodes<br />

La détection de l’activité peroxydasique a été effectuée selon le protocole décrit par<br />

Reuveni & Ferreira, (1985).<br />

2.2.1. Préparation de l’extrait enzymatique<br />

Des échantillons de racines de tomate Claudia pesant environ 0.5 g issus des<br />

plantes de chaque traitement sont homogénéisés à froid dans un mortier en<br />

présence de 5ml de tampon phosphate sodium 0.015M, pH 6. Après centrifugation<br />

à 5000g pendant 20 minutes à 4°C, le surnageant constitue l’extrait enzymatique.<br />

2.2.2. Mesure de l’activité de l’enzyme<br />

L’activité peroxydasique est mesurée à température ambiante utilisant comme<br />

substrat, le guaïacol. 50µl d’extrait sont additionnés à 3ml du mélange réactionnel<br />

de composition suivante :<br />

- 15mM du tampon phosphate , pH 6<br />

- 1 mM de peroxyde d’hydrogène<br />

- 0.1 mM de guaïacol<br />

Le mélange enzyme–substrat est agité par inversion de la cuve et les variations de<br />

l’absorbance à 450nm sont mesurées toutes les minutes pendant 6 minutes<br />

d’incubation à l’obscurité, contre un extrait dépourvu d’enzyme.<br />

Les activités peroxydasiques sont déterminées par les pentes des droites obtenues<br />

et rapportées au poids de la matière fraîche (Absorbance à 450nm/min/g. MF)<br />

2.3. Résultats<br />

L’activité peroxydasique des racines des tomates différemment traitées par le sel et<br />

par l’infection avec <strong>Verticillium</strong> a été évaluée après trois et quatre semaines de<br />

culture.<br />

2.3.1. Activité peroxydasique après trois semaines<br />

Chez les plantes saines, l’activité peroxydasique augmente en fonction de la salinité<br />

croissante du milieu (figure 27 A). Les augmentations par rapport aux témoins non<br />

traités sont de l’ordre de 55% et 80.6 % respectivement à 60 et 90mM de NaCl.


101<br />

Les réponses des plantes à l’infection se traduisent, en absence de sel, par une<br />

hausse très importante de l’activité peroxydasique par rapport aux plantes saines,<br />

de l’ordre de 190%.<br />

En présence de sel, les niveaux d’activité de la peroxydase des plantes infectées<br />

diminuent avec l’augmentation de la salinité. Cependant, ils restent toujours<br />

significativement supérieurs à ceux des plantes saines. Cette constatation est<br />

valable pour tous les traitements salins de l’expérience.<br />

2.3.2. Activité peroxydasqiue après quatre semaines<br />

Bien que l’évolution de l’activité peroxydasique en fonction de la salinité et de<br />

l’infection soit parallèle à celle observée après trois semaines (Figure 27 B), il faut<br />

signaler qu’en général, les niveaux d’activité ont diminué avec le temps aussi bien<br />

chez les plantes infectées que saines.<br />

Pour estimer l’effet de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong>, nous avons comparé<br />

l’augmentation des niveaux d’activité des peroxydases des plantes saines et<br />

infectées en fonction de la salinité. Les résultats sont résumés sur le tableau 6.<br />

Il apparaît clairement que pour une même salinité, l’activité des peroxydases des<br />

plantes infectées est plus élevée que celles des plantes saines mais à des degrés qui<br />

diffèrent selon la salinité. Le rapport R établi entre l’activité des plantes infectées<br />

et celles des plantes saines est plus grand quand le milieu est dépourvu de sel. Ce<br />

rapport diminue progressivement avec la salinité.


102<br />

Figure 27 A. Influence de la salinité sur l'activité<br />

peroxydasique des plantes de tomate infectées par l'isolat<br />

P80 de <strong>Verticillium</strong> (après trois semaines)<br />

Activité peroxydasique<br />

(Variation de l'absorbance /min/g,MF)<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

"<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en NaCl des solutions d'arrosage en mM<br />

Figure 27 B. Influence de la salinité sur l'activité<br />

peroxydasique des plantes de tomate infectées par l'isolat<br />

P80 de <strong>Verticillium</strong> (après quatre semaines)<br />

7<br />

Acivité peroxydasique<br />

(Variation de l'absorbance/min/g, MF)<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

plantes saines<br />

plantes infectées<br />

0 30 60 90<br />

Concentration en NaCl des solutions d'arrosage en mM


103<br />

Tableau 6. Activité peroxydasique des racines de tomate saines et<br />

infectées avec <strong>Verticillium</strong> en fonction de la salinité du milieu.<br />

AP* Après trois semaines Après quatre semaines<br />

NaCl<br />

en mM<br />

Plantes<br />

saines<br />

Plantes<br />

infectées<br />

R** Plantes<br />

saines<br />

Plantes<br />

infectées<br />

0 2.27±0.21 7.34±0.13 3.23 2.07±0.11 5.53±0.38<br />

a<br />

a<br />

a<br />

a<br />

30 2.53±0.11 5.23±0.05 2.06 2.13±0.11 5.50±0.24<br />

a<br />

b<br />

a<br />

a<br />

60 3.52±0.3 5.27±0.05 1.49 2.53±0.11 4.47±0.14<br />

b<br />

b<br />

b<br />

b<br />

90 4.10±0.05 4.50±0.16 1.09 3.27±0.05 4.07±0.11<br />

c<br />

c<br />

c<br />

c<br />

* AP : activité peroxydasique<br />

** Rapport R= AP des plantes infectées/AP des plantes saines<br />

R**<br />

2.67<br />

2.58<br />

1.76<br />

1.24<br />

Deux résultats lus sur une même colonne et non accompagnés de la même lettre sont différents<br />

statistiquement.<br />

2.4. Discussion et conclusion<br />

Nos résultats montrent que le stress salin, appliqué à la tomate (Marmande<br />

Claudia) a entraîné, dans nos conditions expérimentales, une stimulation<br />

progressive de l’activité peroxydasique dans les racines en fonction de la salinité<br />

croissante des eaux d’arrosage. Ce résultat concorde avec celui de Quirago et al.,<br />

(2000). Ces auteurs ont montré que le traitement des tomates (Lycopersicon<br />

esculentum, cv Pera) par 100mM de NaCl induit l’augmentation de l’activité<br />

peroxydasique des racines. Ce phénomène a été observé chez d’autres plantes<br />

cultivées en présence de NaCl. C’est le cas notamment du blé tendre qui répond au<br />

stress salin par une augmentation de l’activité des peroxydases (Qader, 1997).<br />

La stimulation des peroxydases par la salinité semble être due à une activation du<br />

gène de l’enzyme. Selon Quirago et al., (2000), le sel provoque des modifications


104<br />

dans l’expression du gène TPXI de la peroxydase, gène isolé de la tomate par<br />

Botella et al., (1993 b), et qui serait impliqué dans la synthèse de la lignine et de la<br />

subérine.<br />

La salinité pourrait entre autres agir sur l’activité de la peroxydase en favorisant la<br />

disponibilité des composés phénoliques fournis par l’oxydation des glucides et/ou<br />

la disponibilité du peroxyde d’hydrogène (H 2 O 2 ). D’ailleurs, Hurkman et al., (1991)<br />

ont bien rapporté que le sel stimule l’activité de l’oxalate oxydase, enzyme<br />

catalysant la formation du peroxyde d’hydrogène.<br />

L’infection des tomates par l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> s’est manifestée elle aussi<br />

par une augmentation considérable de l’activité peroxydasique des racines,<br />

nettement supérieures à celle induite par la salinité. L’augmentation de l’activité<br />

des peroxydases due à l’infection par les organismes pathogènes, a été détectée<br />

chez différentes combinaisons hôte-parasite (Johnson & Lee, 1978 ;<br />

Hammerschmidt et al., 1982).<br />

A propos du couple tomate-<strong>Verticillium</strong>, Reuveni & Ferreira, (1985) ont rapporté<br />

un résultat similaire au nôtre. Ces auteurs ont précisé en plus que l’augmentation<br />

de l’activité de la peroxydase à la suite de l’infection par Verticillum touche aussi<br />

bien les variétés de tomate sensibles que résistantes au champignon. Le rapport de<br />

l’augmentation par rapport aux témoins sains étant plus élevé chez les plantes<br />

sensibles.<br />

L'exposition des tomates à la combinaison salinité-Verticillum ne s’est pas traduite<br />

par un effet synergique des niveaux d’activité de la peroxydase supposés être<br />

stimulés par la salinité ou par l’infection. Bien au contraire, cette activité, très<br />

élevée chez les plantes infectées, chute graduellement si celles ci sont cultivées en<br />

présence de sel. Le rapport établi entre l’activité peroxydasique des plantes<br />

infectées et celles des plantes saines diminue avec la salinité. Tout se passe comme<br />

si le facteur sel inhibe l’action du champignon sur la peroxydase.<br />

La baisse des niveaux de l’activité de l’enzyme laissent prévoir une augmentation<br />

de la sensibilité des plantes au <strong>Verticillium</strong> dans les conditions salines de culture.<br />

Cette hypothèse peut être étayée par les travaux de Reuveni & Ferreira, (1985). Ces<br />

auteurs ont observé des différences entre l’activité des peroxydases des tomates


105<br />

sensibles et résistantes à <strong>Verticillium</strong> ; les niveaux d’activité étant plus élevés chez<br />

les plantes résistantes que sensibles. De même, en étudiant les réponses de onze<br />

variétés de tomate, ces auteurs ont établi une corrélation hautement positive entre<br />

l’activité de la peroxydase des racines et la présence du gène Ve de résistance à<br />

<strong>Verticillium</strong> dahliae.<br />

Reuveni & Bothma, (1985) ont de leur côté mis en évidence une corrélation<br />

positive similaire entre l’activité peroxydasique et la résistance de quatre variétés<br />

de melon à Spaerotheca fuliginea. Des travaux plus récents (Reuveni et al., 1992),<br />

ont montré que les niveaux d’activité peroxydasique de plusieurs variétés de melon<br />

sont liés avec les différents niveaux de résistance des plantes à Pseudoperonospora<br />

cubentis. De ce fait, l’activité des peroxydases serait un indicateur ou un marqueur<br />

biochimique de la résistance des plantes à ces agents pathogènes et pourrait, à titre<br />

d’exemple, être utilisé dans les programmes de sélection des variétés résistantes.<br />

En se référant à ces données, nos résultats laissent supposer que la salinité<br />

augmente la sensibilité des tomates à la verticilliose comme en témoigne la baisse<br />

des niveaux d’activité de la peroxydase des plantes malades soumises au stress<br />

salin. La réduction de l’activité de l’enzyme dans ce cas, serait la résultante des<br />

perturbations métaboliques engendrées par l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> sur<br />

les mécanismes de défenses de la plante et qui pourrait se traduire par une baisse<br />

de la synthèse de lignine et de subérine, facteurs très importants dans la résistance<br />

des plantes aux pathogènes vasculaires (Pegg, 1981). En effet, les composés<br />

phénoliques jouent un rôle complexe dans la pathogénèse des trachéomycoses.<br />

L’augmentation de leur concentration a été associée avec l’augmentation de la<br />

résistance aux champignons (Carrasco et al., 1978 ; Pegg, 1981 ; Candela et al.,<br />

1995).<br />

Cette étude biochimique a dévoilé une certaine analogie entre les effets<br />

physiologiques de la salinité et ceux induits par l’infection. Certains paramètres<br />

physiologiques sont des indicateurs de la tolérance au sel.<br />

L’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> perturbe profondément les caractéristiques<br />

physiologiques liées à l’adaptation au sel. Les conséquences de ces modifications<br />

seraient à l’origine de la dépression sévère de la croissance des plantes et


106<br />

traduisent une augmentation de la sensibilité de la plante à la salinité et/ou à la<br />

maladie.<br />

Cette étude biochimique s’est limitée à l’analyse des caractéristiques<br />

physiologiques de la plante hôte doublement stressée. Mais qu’en est-il de l’effet<br />

du sel sur la physiologie du parasite ?<br />

L’étude de l’influence de la salinité du milieu nutritif sur les composantes<br />

biochimiques de l’agressivité du champignon apportera plus d’éclaircissement.


107<br />

Chapitre 4 : Impact de la salinité du milieu sur les<br />

mécanismes d’action de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum<br />

I. Effet de la salinité sur la toxinogénèse de l’agent pathogène<br />

Introduction<br />

Les mécanismes physiologiques qui déterminent l’agressivité des espèces<br />

pathogènes des champignons du genre <strong>Verticillium</strong> sont maintenant bien connus.<br />

Il a été démontré depuis les six dernières décennies que <strong>Verticillium</strong> forme des<br />

métabolites phytotoxiques qui sont importants dans la formation des symptômes<br />

de flétrissement caractéristiques des verticillioses (Pegg, 1965 ; Michail & Carr,<br />

1966 ; Keen & Long, 1972 ; Chaïb, 1987 ; Meyer et al., 1994). Ces métabolites<br />

toxiques ont été détectés dans les filtrats de culture de <strong>Verticillium</strong> isolé de<br />

diverses plantes hôtes, notamment le coton et la tomate (Keen & Long, 1972 ;<br />

Cronshaw & Pegg, 1976). Leur caractérisation a fait l’objet de plusieurs travaux. Il<br />

s’agit d’un complexe protéo-lipo-polysaccharidique PLPC considéré comme toxine<br />

de <strong>Verticillium</strong> dahliae induisant flétrissement et chloroses sur les feuilles<br />

détachées du coton (Keen & Long, 1972 ; Keen et al., 1972 ; Nachmias et al.,<br />

(1982). Plus tard, Nachmias et al., (1985) ont purifié une fraction toxique de faible<br />

poids moléculaire (< 3000) à partir du PLPC produit par un isolat de V. dahliae de<br />

la pomme de terre.<br />

Plus tard encore, Mansoori et al., (1995) ont étudié la production de mycotoxines<br />

par <strong>Verticillium</strong> et ont réussi à purifier une toxine de poids moléculaire plus faible<br />

(


108<br />

cellules des feuilles et des racines des cotons sensibles et qui se traduit par la perte<br />

des électrolytes à partir des cellules. Les pertes des ions Na + et k + , mais pas celles<br />

des ions Ca ++ , des tissus infectés suggèrent une altération du système spécifique du<br />

transport des ions qui sont présents sur les membranes des cellules (Gour & Dube,<br />

1985).<br />

Le complexe PLPC, testé sur la germination du pollen, a réduit de manière<br />

significative la germination et la croissance du tube pollinique des grains de pollen<br />

des pommes de terre sensibles à <strong>Verticillium</strong> mais pas ceux des génotypes<br />

résistants (Orenstein et al., 1994). Ce biotest permet d’une part de tester<br />

l’agressivité du <strong>Verticillium</strong> par le biais de son complexe toxique et d’autre part, de<br />

servir comme moyen de sélection des variétés résistantes avant la pollinisation des<br />

pommes de terre.<br />

La toxinogénèse des champignons dépend de facteurs génétiques et de conditions<br />

liées au substrat et à l’environnement comme la température, le pH et l’humidité.<br />

Les variations de ces paramètres peuvent fortement affecter d’une part, la<br />

croissance fongique et d’autre part, modifier la production de mycotoxines<br />

(Moreau, 1974).<br />

A la lumière de ces données, nous nous sommes demandés si la faculté de produire<br />

des toxines par <strong>Verticillium</strong> serait affectée par les changements de la concentration<br />

saline du milieu. Dans cette optique, nous avons étudié in vitro l’effet de l’apport<br />

du NaCl sur la toxinogénèse de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> afin de mieux<br />

comprendre les interactions du milieu riche en sel avec les propriétés<br />

physiologiques du champignon pour l’exercice de son pouvoir pathogène.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Préparation des filtrats de culture de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

Des fioles contenant 100ml de milieu Czapeck enrichi en NaCl aux concentrations<br />

de 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; et 8 g/l sont ensemencées avec 1 ml d’une suspension de spores à<br />

10 6 spores/ml obtenue à partir de pré-cultures de l’isolat P80 âgées de 4 jours.<br />

Après trois semaines d’incubation à l’obscurité et à 24°C, les cultures sont filtrées<br />

sur mousseline pour éliminer le mycélium. Les spores sont éliminées par filtration


109<br />

sous vide sur filtre millipore à 0.22µ. Les cinq filtrats bruts ainsi obtenus sont prêts<br />

pour les tests de toxicité.<br />

2. Mise en évidence de la toxicité des filtrats de culture de<br />

<strong>Verticillium</strong> par des tests biologiques<br />

Deux tests ont été utilisés pour évaluer la toxicité des filtrats de culture de<br />

<strong>Verticillium</strong>. La méthode a été inspirée de celle mise au point par Payen et al.,<br />

(1983) utilisée pour détecter les moisissures toxinogènes. Ces tests consistent à<br />

estimer la toxicité des filtrats de culture du champignon par l’inhibition de la<br />

croissance racinaire des graines en germination (test graine) et du développement<br />

des plantes entières (test plante).<br />

2.1. Test graine<br />

2.1.1. Choix des espèces végétales<br />

La toxinogénèse de l’isolat P80 cultivé sous différents régimes salins a été testée<br />

sur des graines appartenant à deux espèces végétales :<br />

- la tomate, (Lycopersicum esculentum Mill) var Marmande Claudia, plante hôte<br />

sensible au <strong>Verticillium</strong><br />

- le cresson (Lepidum sativum) var alénois, dont la germination est très rapide et<br />

constitue un test sensible pour la mise en évidence des mycotoxines ( Samane et<br />

al., 1991). Les graines germent au bout de 24 heures en présence d’eau distillée.<br />

2.1.2. Action des filtrats de culture sur la croissance<br />

racinaire des graines en germination<br />

Les graines à tester sont stérilisées et mises à germer selon le même protocole<br />

décrit au chapitre I. Après la sortie de la radicule, des graines d’apparence<br />

homogène sont sélectionnées et déposées sur deux couches de papier filtre imbibé<br />

par les différents filtrats de culture à raison de 10 graines par boite de Pétri. Trois<br />

boites sont prévues par traitement salin. Les graines témoins sont imbibées de<br />

solution saline de même concentration que les filtrats de culture. Les boites sont<br />

mises à incuber à l’obscurité et à 24 ± 1°C. La longueur des racines est mesurée 72


110<br />

heures plus tard. L’effet des filtrats de culture est estimé par le pourcentage<br />

d’inhibition de la croissance racinaire calculé comme suit :<br />

% ICR = Lte – Ltr x 100<br />

Lte<br />

Lte : accroissement moyen des radicelles témoins<br />

Ltr : accroissement moyen des radicelles traitées<br />

2.2. Test plante entière<br />

Les plantes de tomate ou d’aubergine âgées de trois semaines et arrivées au stade<br />

premières vraies feuilles sont délicatement déterrées de la pépinière et réparties en<br />

cinq lots de 15 plantes. Chaque lot reçoit un traitement par un des 5 filtrats de<br />

culture dont l’obtention est décrite précédemment. Le traitement des plantes<br />

consiste en un trempage des racines pendant 30 minutes dans le filtrat. Les plantes<br />

sont ensuite repiquées dans des pots de sable de 450 cm 3 (3 plantes par pot) et<br />

arrosées au niveau du collet avec 10ml du même filtrat de culture. Les plantes<br />

témoins subissent le même traitement ; des solutions salines remplacent les filtrats<br />

de culture. Les plantes sont placées dans une chambre de culture et arrosées<br />

régulièrement avec une solution nutritive normale sans sel. La croissance des<br />

plantes est estimée par la mesure de l’épicotyle après 6 semaines de culture.<br />

B. Résultats<br />

1. Effet du NaCl sur la phytotoxicité des filtrats de culture de l’isolat<br />

P80 de <strong>Verticillium</strong> sur la croissance racinaire de deux espèces<br />

végétales<br />

1.1. Manifestation sur la tomate<br />

Les graines de tomate pré-germées et soumises à l’action du filtrat de culture de<br />

l’isolat P80 développé sans sel montrent une réduction de la croissance de leur<br />

racine par rapport aux témoins traités avec de l’eau distillée stérile (figure 28).<br />

Cette réduction est de l’ordre de 53.16 %.


111<br />

Les différents filtrats de culture, obtenus après développement du champignon sur<br />

milieux enrichis en NaCl, provoquent une réduction sévère de la croissance<br />

racinaire, déficit d’autant plus important que la concentration en sel est élevée. Le<br />

pourcentage d’inhibition de la croissance atteint 72.77 % sous l’action du filtrat de<br />

culture du pathogène ayant été soumis à 8g/l de NaCl.<br />

Rappelons que pour chaque traitement, la croissance racinaire des graines en<br />

germination soumises à l’action des différents filtrats de culture est comparée à<br />

celle de leurs témoins respectifs traités par la même concentration saline ; l’eau<br />

distillée remplaçant le filtrat de culture. Le trouble de la croissance dans ce cas est<br />

dû à la présence de substances inhibitrices excrétées par le champignon au cours<br />

de son incubation.<br />

1.2. Manifestation sur le cresson<br />

En absence de sel, les racines du cresson se montrent sensibles à l’action du filtrat<br />

de culture de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>. L’inhibition de la croissance racinaire est<br />

de 39.65% (figure 29). Cependant, les filtrats de culture du champignon développé<br />

sur milieux enrichis en NaCl induisent des réductions très importantes de la<br />

longueur des racines. L’inhibition induite par le filtrat à 2g/l ne diffère pas<br />

statistiquement de celle du filtrat sans sel. Mais à partir de 4g/l de NaCl, la toxicité<br />

des filtrats de culture augmente brutalement ; la croissance des racines est<br />

totalement inhibée par le filtrat de culture à 8g/l par rapport aux témoins soumis<br />

au même degré de salinité.<br />

2. Effet du NaCl sur la phytotoxicité des filtrats de culture de l’isolat<br />

P80 de <strong>Verticillium</strong> sur la croissance végétative de deux plantes<br />

hôtes<br />

2.1. Manifestation sur la tomate Claudia<br />

L’action toxique des filtrats de culture de <strong>Verticillium</strong> développé sur milieux à<br />

différentes concentrations de sel s’est manifestée par une réduction de la taille des<br />

plantes estimée six semaines après traitement.


112<br />

Figure 28. Effet de la salinité sur la phytotoxicité des filtrats<br />

de culture de <strong>Verticillium</strong> estimée par l'inhibition de la<br />

croissance racinaire des plantules de tomate<br />

100<br />

Inhibition de la croissance racinaire en<br />

%<br />

90<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentration en NaCl des filtrats de culture en g/l<br />

Figure 29. Effet de la salinité sur la phytotoxicité des filtrats<br />

de culture de <strong>Verticillium</strong> estimée par l'inhibition de la<br />

croissance racinaire des plantules de cresson<br />

120<br />

Inhibition de la croissance racinaire en<br />

%<br />

100<br />

80<br />

60<br />

40<br />

20<br />

0<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentration en NaCl des filtrats de culture en g/l


113<br />

Le filtrat de culture du champignon développé sans sel provoque chez les plantes<br />

traitées un déficit de la croissance d’environ 30% (figure 30). Le traitement des<br />

plantes par les différents filtrats de culture du champignon développé sur milieux<br />

de plus en plus enrichis en sel entraîne un rabougrissement des plantes au fur et à<br />

mesure que la salinité du milieu augmente sauf pour le filtrat de culture à 2g/l de<br />

NaCl pour lequel le déficit de la croissance observé ne diffère pas statistiquement<br />

de celui du filtrat dépourvu de sel. L’inhibition de la croissance atteint 58.29% chez<br />

les plantes traitées par le filtrat à 8g/l. Il faut signaler que le trempage des racines<br />

témoins dans l’eau distillée additionnée des mêmes concentrations de sel que les<br />

filtrats de culture n’entraîne pas d’altération de la croissance. Ainsi, le déficit de la<br />

croissance observé ne peut être dû à la salinité mais uniquement aux substances<br />

secrétées par le champignon dans le milieu de culture.<br />

2.2. Manifestation sur l’aubergine Reina negra<br />

La phytotoxicité des filtrats de culture de l’isolat P80 d’origine de tomate a été<br />

testée sur une plante d’une espèce différente de l’hôte habituel.<br />

Les résultats de l’effet de la salinité sur la toxicité des filtrats de culture sur la<br />

croissance des aubergines sont reportés sur la figure 31. Il apparaît clairement que<br />

les filtrats de culture de l’isolat P80 développé sans sel ou en présence de 2 et 4g/l<br />

de NaCl ne montrent pas d’action toxique sur la croissance des plantes<br />

d’aubergine. En effet, la taille des plantes traitées par ces filtrats ne diffère pas<br />

statistiquement de celle des témoins traités uniquement avec les solutions salines.<br />

Cependant, les filtrats de culture du champignon développé sur milieux enrichis<br />

avec 6 et 8g/l de sel, provoquent un déficit de la croissance des plantes traitées de<br />

26.42 % et 41.89 % respectivement pour les filtrats à 6 et 8g/l de sel par rapport<br />

aux témoins de contrôle.<br />

C. Discussion et conclusion<br />

Les résultats présentés confirment les travaux antérieurs de nombreux auteurs qui<br />

ont montré que <strong>Verticillium</strong> produit des métabolites toxiques dans le milieu de


114<br />

Figure 30. Effet de la salinité sur la phytotoxicité des filtrats<br />

de culture de <strong>Verticillium</strong> estimée par l'inhibition de la<br />

taille des plantes entières de tomate (après six semaines)<br />

Inhibition de la taille en %<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentration en NaCl des filtrats de culture en g/l<br />

Figure 31. Influence de la salinité sur la phytotoxicité des filtrats de<br />

culture de <strong>Verticillium</strong>estimée par l'inhibition de la taille des plantes<br />

d'aubergine (après six semaines)<br />

Inhibition de la taille en %<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentration en NaCl des filtrats de culture en g/l


115<br />

culture ( Chaib, 1987 ; Keen & Long, 1972 ; Cronshaw & Pegg, 1976 ; Nachmias et<br />

al., (1982).<br />

La toxicité des filtrats de culture de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>, facilement mise en<br />

évidence par le biais de biotests, semble être influencée par la composition en sel<br />

du milieu de culture. En effet, nos résultats montrent que l’apport de NaCl dans le<br />

milieu augmente la phytotoxicité des filtrats de culture du champignon. Ces<br />

résultats sont confirmés par l’augmentation de l’inhibition de l’élongation des<br />

racines des graines pré-germées de tomate avec la salinité des milieux de culture<br />

du pathogène ; l’action toxique est d’autant plus importante que la concentration<br />

en sel est élevée.<br />

Par ailleurs, la plus grande toxicité de l’isolat de <strong>Verticillium</strong> développé en<br />

présence de sel n’est pas limitée aux plantules de tomate mais agit aussi sur une<br />

plante non hôte ; le cresson. Les graines de cette plante sont souvent utilisées pour<br />

la détection de mycotoxines chez les moisissures (Payen et al., 1983 ; Lemrani,<br />

1992). Ces graines se sont montrées plus sensibles à l’action des toxines des<br />

différents filtrats de culture que les graines de tomate.<br />

D’autres biotests réalisés sur des plantes entières de tomate et d’aubergine ont<br />

confirmé les résultats des tests graines. En effet, l’action toxique des différents<br />

filtrats de culture appliqués sur les racines des plantes avant la transplantation en<br />

pot s’est manifestée par une réduction de la croissance des plantes<br />

particulièrement celles traitées par les filtrats du champignon développé en<br />

présence d’une salinité importante.<br />

L’influence de la salinité sur la physiologie du parasite se manifeste donc, non<br />

seulement par une stimulation de la croissance et de la reproduction comme cela a<br />

été décrit au premier chapitre, mais aussi par la stimulation de la production de<br />

mycotoxines et/ou de leur action toxique.<br />

Le rôle joué par les toxines émises par <strong>Verticillium</strong> est maintenant bien apprécié.<br />

Elles sont impliquées dans la pathogénèse du champignon et constituent une<br />

composante principale de l’agressivité (Keen & Long, 1972 ; Chaïb, 1987 ; Meyer et<br />

al., 1994). D’après les résultats obtenus in vitro, on peut supposer que la présence<br />

de sel in vivo pourrait augmenter les capacités pathogéniques du parasite. Ce


116<br />

dernier vit dans la sève dont la composition minérale change avec les changements<br />

de la concentration saline du milieu extérieur. Ainsi la richesse de la sève en sel des<br />

plantes soumises au stress salin pourrait constituer un milieu favorable pour la<br />

production de mycotoxines et/ou intervenir sur leur mode d’action à l’intérieur de<br />

la plante hôte. Si une telle situation est réalisée, l’action pathogène ne pourra<br />

qu’être amplifiée.<br />

II. Influence de la salinité sur l’activité des enzymes<br />

pectocellulosiques produites in vitro par <strong>Verticillium</strong> alboatrum<br />

Introduction<br />

De nombreux champignons phytopathogènes sont connus pour leur production<br />

d’enzymes capables de dégrader les polysaccharides des parois cellulaires de leurs<br />

plantes hôtes. Les cellulases et les pectinases seraient impliquées dans les maladies<br />

des plantes et dans le processus de la dégradation des tissus durant la colonisation<br />

par l’agent pathogène (Wood, 1960 ; Cooper & Wood, 1975).<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum produit une gamme de polysaccharidases qui dégradent<br />

les parois cellulaires des tissus vasculaires de la tomate (Cooper et al ; 1978 ;<br />

Cooper & Wood, 1980 ; Durand & Cooper, 1988). Une augmentation de l’activité<br />

endopectine lyase dans les vaisseaux conducteurs des tomates sensibles a été<br />

enregistrée trois jours après l’infection par V. albo-atrum et bien avant l’apparition<br />

de symptômes (Cooper & Wood, 1980).<br />

Dans le processus de pénétration des champignons pathogènes à travers la paroi<br />

cellulaire, un rôle essentiel est également joué par les enzymes hydrolysant les<br />

hémicelluloses et les celluloses. En effet, Russel, (1975) a montré que l’infection<br />

des tomates avec V. albo-atrum entraîne une augmentation de l’activité<br />

cellulolytique aussi bien chez les plantes sensibles que résistantes. Cet auteur<br />

stipule que les cellulases sont produites par les plantes mais aussi en grande partie<br />

par le pathogène.


117<br />

La production des polysaccharidases par les champignons dépend de la nature de<br />

la source de carbone du milieu (Gupta & Heale, 1971 ; Bahkali, 1995). Les études<br />

menées in vitro par Gupta & Heale, (1971) ont montré que parmi le grand nombre<br />

de sucres et de polysaccharides, seul les substrats à base de cellulose et de<br />

cellobiose peuvent induire la production de cellulases. Selon le même auteur,<br />

l’activité cellulase peut être convenablement étudiée en utilisant plusieurs formes<br />

de cellulose soluble et incluant les sels de Na + du carboxyméthylcellulose comme<br />

substrat.<br />

Bateman, (1969) a rapporté que l’environnement où se développent certains<br />

champignons phytopathogènes influe sur le type et la quantité d’enzymes<br />

pectocellulosiques qu’ils produisent.<br />

Toujours dans le sens d’expliquer la plus grande sensibilité des tomates à la<br />

verticilliose sous stress salin, nous nous sommes demandés si la sévérité de la<br />

maladie ne serait pas le résultat d’une modification de l’activité des enzymes du<br />

pathogène sous l’effet de la salinité du milieu ?<br />

Dans cet esprit, nous avons étudié l’impact de la salinité sur la production in vitro<br />

des enzymes cellulolytiques par deux souches de <strong>Verticillium</strong> qui diffèrent par leur<br />

pouvoir pathogène vis-à-vis de la tomate.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Les isolats de <strong>Verticillium</strong> utilisés<br />

Deux isolats de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, d’origine tomate, P80 et P3A,<br />

respectivement pathogène et non pathogène sur tomate, Marmande Claudia, ont<br />

été utilisés. L’origine et les caractéristiques de ces deux isolats ont été décrites au<br />

chapitre précédent.<br />

2. Analyse de l’activité carboxyméthylcellulase<br />

2.1. Production de l’enzyme


118<br />

La carboxyméthylcellulase est la principale enzyme cellulolytique produite par les<br />

isolats de <strong>Verticillium</strong> d’origine tomate (El Aissami et al., 1998). Elle a été retenue<br />

pour étudier l’effet de la salinité sur l’activité cellulase de <strong>Verticillium</strong>.<br />

A partir d’une culture des deux isolats de <strong>Verticillium</strong> âgée de 15 jours menée sur<br />

milieu PDA, des rondelles de 3 mm de diamètre sont découpées sur le pourtour des<br />

thalles et déposées au centre de boîtes de Pétri (9cm) contenant 25 ml de milieu<br />

(CMC) approprié à la production de l’enzyme, formé de (en g/l ): KH 2 PO 4 ,1 ;<br />

NaCO 3 , 2 ; KCl, 0,5 ; MgSO 4 , 0,5 ; Agar 20. La carboxyméthylcellulose (2%, p/v)<br />

est utilisée comme seule source de carbone ; le saccharose ou le glucose<br />

n’induisant pas de production optimale de cellulases chez <strong>Verticillium</strong> ( Gupta &<br />

Heale, 1971 ; Bahkali, 1995). Le sel est ajouté au milieu de culture aux<br />

concentrations de 0 ; 4 ; 8 ; 12 et 16 g/l. Le pH est de 5. Les cultures sont mises à<br />

incuber à 24 ± 1°C à l’obscurité.<br />

2.2. Révélation<br />

L’activité enzymatique est mise en évidence par un test quantitatif rapide inspiré<br />

de la méthode des cup-plate (Mann, 1962). Il est basé sur la diffusion radiale de<br />

l’enzyme libérée par le champignon dans le substrat gélosé. La révélation est<br />

réalisée sur les cultures après 12 jours d’incubation. Les diamètres<br />

perpendiculaires de chaque colonie sont mesurés pour l’estimation de la croissance<br />

mycélienne des deux isolats sur milieu CMC. Les boîtes portant les cultures sont<br />

ensuite inondées d’une solution aqueuse de rouge Congo à 0,5% pendant 30<br />

minutes sous agitation à température ambiante. Elles sont ensuite rincées par trois<br />

bains successifs d’une solution de NaCl (1M) d’une durée de 15 minutes chacun.<br />

Un dernier et 4 ème bain de NaCl dure une nuit. L’activité enzymatique est mise en<br />

évidence par la présence d’un halo clair ou très foncé qui apparaît autour de la<br />

culture fortement colorée en rouge . Elle est estimée par la mesure de la zone<br />

d’activité ; différence entre le diamètre de la zone claire et le diamètre de la<br />

colonie.<br />

Les valeurs obtenues sont la moyenne de huit répétitions. Les résultats sont<br />

comparés par l’analyse des variances au seuil de probabilité de 5% selon le test de<br />

Student.


119<br />

3. Analyse de l’activité pectine méthyle estérase<br />

3.1. Production de l’enzyme<br />

Le champignon est mis en culture dans des fioles de 250ml contenant 100ml de<br />

milieu Czapeck liquide modifié : le saccharose est remplacé par de la pectine<br />

comme seule source de carbone et le milieu est enrichi en vitamine B1 à raison de<br />

375µg par litre. Le traitement par le sel consiste en l’addition au milieu de culture<br />

de 4 ;8;12 et 16g/l de NaCl. Le pH final est ajusté à 5.9 par addition de NaOH.<br />

Après autoclavage, chaque fiole est ensemencée par 5.10 4 spores de <strong>Verticillium</strong><br />

prélevée d’une suspension de spores fraîchement préparée. Après deux semaines<br />

d’incubation à 24°C, les cultures sont filtrées selon le protocole décrit<br />

précédemment. Les filtrats de culture servent immédiatement au dosage de<br />

l’activité enzymatique.<br />

3.2. Révélation<br />

La révélation de l’enzyme est faite dans des boites de Pétri contenant 30ml du<br />

milieu suivant :<br />

- Pectine (pectin apple) 0.5 %<br />

- Agar noble 2 %<br />

- Tampon citrate phosphate 0.05 M, pH 6.5<br />

L’enzyme est dosée selon la technique des cup-late ( Mann, 1962). On dépose 50µl<br />

de chaque filtrat de culture dans des puits creusés à l’emporte pièce dans des<br />

boites de Pétri contenant le milieu gélosé de révélation de l’enzyme à raison de 3<br />

puits par boite.<br />

Après 16 heures d’incubation à 30°C les boites sont submergées d’acide malique<br />

0.1 M et mises en agitation pendant une heure à la température ambiante. Les<br />

boites sont ensuite rincées et inondées avec une solution aqueuse de rouge de<br />

ruthénium à 0.02 %. Après une nuit, un halo clair apparaît autour des puits et<br />

indique la présence de la pectine méthyle estérase.


120<br />

B. Résultats<br />

1. Croissance de deux isolats de <strong>Verticillium</strong> développés sur milieu<br />

CMC enrichi en NaCl<br />

Les deux isolats P80 et P 3 A, cultivés sur milieu CMC enrichi en sel, semblent<br />

tolérer des concentrations importantes de sel à en juger par les valeurs des<br />

diamètres des colonies à 16 g/l de NaCl (figure 32). On note cependant une légère<br />

réduction de la croissance mycélienne avec l’augmentation de la salinité par<br />

rapport aux témoins respectifs cultivés sur le même milieu sans sel. Cette baisse du<br />

développement ne dépasse guère 30% et 24% respectivement pour les isolats<br />

pathogène P80 et non pathogène P 3 A à la concentration de 16 g/l de NaCl.<br />

2. Effet de la salinité sur l’activité carboxyméthylcellulase<br />

L’activité carboxyméthylcellulase a été mise en évidence par la technique du cupplate.<br />

Les résultats sont estimés par la mesure de la zone d’activité (Planche 8) et<br />

sont reportés sur la figure 33. En absence de sel, les deux isolats P80 et P3A de<br />

<strong>Verticillium</strong> respectivement pathogène et non pathogène sur tomate Marmande<br />

présentent une activité carboxyméthylcellulase similaire. Avec l’augmentation de<br />

la salinité du milieu, l’activité de l’enzyme croît progressivement. Pour les<br />

concentrations comprises entre 4 et 12g/l, l’isolat P 3 A montre une activité<br />

carboxyméthylcellulase nettement plus élevée que celle de l’isolat P80. Sous ces<br />

conditions salines, P 3 A semble plus efficient pour la production de l’enzyme in<br />

vitro. A 16 g/l, l’activité cellulase se stabilise pour l’isolat P 3 A et continue<br />

d’augmenter pour l’isolat pathogène P80 pour atteindre celle de P 3 A ; les deux<br />

valeurs de l’activité sont semblables et dépassent de 4 fois celles de l’activité de<br />

l’enzyme en absence de sel.<br />

3. Effet de la salinité sur l’activité pectine méthyle estérase<br />

Les résultats des tests ont tous été négatifs aussi bien en absence qu’en présence de<br />

NaCl. Les deux isolats de <strong>Verticillium</strong> testés ne présentent pas d’activité pectinase<br />

dans nos conditions de culture.


121<br />

Figure 32. Effet de la salinité sur la croissance mycélienne de<br />

deux isolats de <strong>Verticillium</strong> développés sur milieu CMC<br />

après 12 jours d'incubation<br />

40<br />

Diamètre des cultures en mm<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Isolat P80<br />

Isolat P3A<br />

0 4 8 12 16<br />

Concentration en NaCl en g/l<br />

Figure 33. Effet de la salinité sur l'activité<br />

carboxyméthylcellulase estimée par la mesure de la zone<br />

d'activité en mm de deux isolats de <strong>Verticillium</strong> développés<br />

sur milieu CMC<br />

Activité carboxyméthylcellulase (en<br />

mm)<br />

20<br />

18<br />

16<br />

14<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

Isolat P80<br />

Isolat P3A<br />

0 4 8 12 16<br />

Concentration en NaCl en g/l


122<br />

Planche 8. Effet de la salinité du milieu CMC sur l’activité<br />

carboxyméthylcellulase de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> estimée par<br />

l’halo clair apparaissant autour de la colonie<br />

0 : culture de <strong>Verticillium</strong> sur milieu dépouvu de NaCl<br />

8 : culture de <strong>Verticillium</strong> sur milieu enrichi avec 8g/l de NaCl


123<br />

C. Conclusion et discussion<br />

Le rôle des enzymes cellulolytiques dans la détermination de l’agressivité des<br />

isolats de <strong>Verticillium</strong> a fait l’objet de plusieurs études (Mussel, 1973 ; Russel,<br />

1975 ; Balandina et al., 1976 ; El Aissami, 1998 ; Regragui et al., 2003). Nos<br />

résultats sur l’activité cellulolytique du <strong>Verticillium</strong> montrent qu’en absence de<br />

stress salin, les isolats P80 et P 3 A respectivement pathogène et non pathogène sur<br />

tomate sont capables de produire in vitro la carboxyméthylcellulase dans le<br />

milieu de culture CMC gélosé contenant la carboxyméthylcellulose comme seule<br />

source de carbone. En présence de sel, une augmentation nette de l’activité<br />

carboxyméthylcellulase est enregistrée avec les concentrations croissantes de NaCl<br />

du milieu avec un maximum à 16 g/l. Notons toutefois que l’activité enzymatique<br />

de l’isolat non pathogène P 3 A est supérieure à celle de l’isolat pathogène P80 pour<br />

les concentrations moyennes de NaCl.<br />

La salinité du milieu de culture semble donc stimuler la production de<br />

carboxyméthylcellulases in vitro chez les deux isolats de <strong>Verticillium</strong>. L’isolat P 3 A<br />

semble plus efficient pour la production de l’enzyme dans nos conditions<br />

expérimentales.<br />

La salinité peut affecter différemment l’aptitude des champignons<br />

phytopathogènes à produire les enzymes cellulolytiques in vitro (El Abyad et al.,<br />

1992). Ainsi Sclerotium rolfsii et Rhizoctonia solani, deux champignons du sol<br />

pathogènes sur la betterave, voient leur aptitude à dégrader les parois cellulaires<br />

de leur hôte perturbée par le sel in vitro. Chez S. rolfsii, l’activité enzymatique<br />

augmente avec l’augmentation de la salinité du milieu, ce qui concorde avec nos<br />

résultats sur <strong>Verticillium</strong>, alors que celle de R. solani diminue.<br />

L’activité enzymatique de <strong>Verticillium</strong> peut être également perturbée à la suite<br />

d’un stress autre que la salinité. Ainsi, l’activité caséine kinase de <strong>Verticillium</strong><br />

dahliae, parasite du coton, peut disparaître sous l’effet d’un choc thermique<br />

(Vasiliev et al., 1992).<br />

L’augmentation des performances cellulolytiques des deux isolats de <strong>Verticillium</strong><br />

in vitro en présence de sel laisse prévoir une augmentation de la pathogénèse du


124<br />

parasite in vivo en conditions salines. L’étude de l’effet du sel sur la variabilité du<br />

pouvoir pathogène de <strong>Verticillium</strong> présentée au deuxième chapitre a bien révélé<br />

une augmentation des pouvoirs parasitaire et pathogène de l’isolat P80 sur la<br />

tomate mais aussi sur d’autres plantes qui ne lui sont pas spécifiques comme<br />

l’aubergine et la luzerne. De même, cette étude a montré l’expression de nouvelles<br />

aptitudes pathogènes par l’isolat P3A connu pour sa faible agressivité envers la<br />

tomate. Ces variations dans l’expression du pouvoir pathogène induites par le sel<br />

peuvent être expliquées, en partie, par l’augmentation des activités cellulolytiques<br />

du parasite touchant aussi bien la souche virulente qu’avirulente. Cette aptitude<br />

acquise favoriserait l’invasion et la colonisation des cellules hôtes par le parasite.<br />

Cette interprétation peut être appuyée par les travaux de Mussel (1973). Cet auteur<br />

a montré qu’il y a une corrélation positive entre l’activité enzymatique des isolats<br />

de <strong>Verticillium</strong> et leur agressivité vis-à-vis du coton. Dans le même sens, Witney et<br />

al., (1972) ont déduit que la carboxyméthylcellulase est d’autant produite par<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum que l’infection de la luzerne est forte.<br />

III. Influence de la salinité sur l’activité phénoloxydasique de<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum<br />

Introduction<br />

Les phénoloxydases (Pox) sont des enzymes largement distribuées dans les<br />

végétaux supérieurs et les micro-organismes (Bollag & Leonowicz, 1984). Elles<br />

comprennent trois types d’enzymes ; les laccases, les péroxydases et les<br />

tyrosinases. Elles jouent un rôle important dans la biodégradation de la lignine et<br />

des composés phénoliques qui en dérivent (Eriksson et al., 1990), d’où l’intérêt de<br />

leur utilisation dans la délignification des éléments du bois comme alternative aux<br />

procédés physico-chimiques coûteux et polluants.<br />

La lignine, composant des parois cellulaires des végétaux supérieurs est l’un des<br />

polymères les plus importants à la surface de la terre. En comparaison avec la<br />

cellulose, la lignine n’est dégradée que par un nombre réduit de microorganismes.<br />

La biodégradation des lignines par les bactéries a été surtout étudiée chez les<br />

Actinomycètes et principalement le genre Streptomyces (Crawford et al., 1982).


125<br />

Concernant les champignons, ce sont les Basidiomycètes de la pourriture blanche<br />

qui sont considérés comme les organismes lignilolytiques les plus performants et<br />

le mieux exploités (Kirk & Shimada, 1985). Seulement, la biodégradation des<br />

lignines par ces champignons reste un phénomène lent.<br />

Rahouti et al., (1995) ont testé l’activité phénoloxydasique d’une collection de 1059<br />

Micromycètes et ont rapporté que 57% des souches sont capables de produire des<br />

Pox de différents types et à des taux variables. Selon les mêmes auteurs, la<br />

production de Pox , très hétérogène à l’intérieur des groupes taxonomiques, est<br />

commune aux Sphaeropsidales, Mélancoliales, Basidiomycètes, Demathiaceae,<br />

Tuberulariales, Stilbellales et Agromycètes, alors que les levures et les Zygomycètes<br />

ont une faible activité phénoloxydasique.<br />

Les champignons du genre <strong>Verticillium</strong> ont une activité phénoloxydasique<br />

variable selon les espèces (Rahouti, 1995). Les espèces V. lamellicola et V. lecanii<br />

seraient les plus performantes.<br />

N’ayant pas de données sur l’activité phénoloxydasique de l’espèce V. albo-atrum<br />

et vu l’importance de la biodégradation des lignines dans le cycle du carbone, on se<br />

propose d’étudier d’une part l’activité phénoloxydasique de deux souches de<br />

<strong>Verticillium</strong> d’origine tomate qui diffèrent par leur morphologie et par leur pouvoir<br />

pathogène, et d’autre part, d’examiner l’impact de la salinité du milieu sur la<br />

production de Pox.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Les souches fongiques<br />

Deux souches de <strong>Verticillium</strong> ont été testées :<br />

- La souche P80 de phénotype sauvage dont les caractéristiques sont<br />

décrites au chapitre précédent<br />

- La souche P1 ; souche hyaline obtenue après vieillissement d’un isolat<br />

sauvage de <strong>Verticillium</strong> (Lahlou, 1983). Ce variant a perdu la capacité de produire<br />

des microsclérotes mais aussi son pouvoir pathogène vis-à-vis de la tomate<br />

Marmande sensible.


126<br />

Les cultures sont conduites en boites de Pétri sur milieu gélosé à base d’extrait de<br />

malt et sont incubées à l’obscurité et à 24±1°C.<br />

2. Détection des phénoloxydases.<br />

1.2. Les réactifs<br />

La détection des Pox a été réalisée selon la méthode de Käärik, (1965), et de Ander<br />

& Eriksson (1976) en utilisant des solutions alcooliques (0.1M dans l’éthanol à 95°)<br />

de l’acide gallique AG, du gaïacol GUA et de l’alpha-naphtol (NPH) comme<br />

substrat des Pox.<br />

La production des laccases a été recherchée selon la technique de Harkin & Obst<br />

(1973) et de Harkin et al., (1974) : la syringaldazine SYR , en solution à 0.1% dans<br />

l’éthanol à 95° est utilisée pour révéler la présence de laccases. En absence de ces<br />

dernières, l’addition d’une solution aqueuse de H 2 O 2 à 0.03% permet la détection<br />

des peroxydases.<br />

2.2. Révélations<br />

Des expériences préliminaires ont montré que la détection des Pox était meilleure<br />

sur un étalement de spores que sur une colonie obtenue à partir d’une bouture.<br />

Sur des étalements de spores des deux souches de <strong>Verticillium</strong>, âgés de 4 jours ou<br />

de 12 jours selon le test, on dépose 4 gouttes d’un des réactifs à l’aide d’une pipette<br />

Pasteur. La présence de Pox est révélée par l’apparition d’une coloration à l’endroit<br />

du dépôt. La lecture est faite 24 heures après le dépôt sauf pour la syringaldazine<br />

où la lecture est effectuée après 20 minutes. Des tests témoins sont réalisés afin de<br />

vérifier qu’il n’y ait pas de fausses réactions positives. Ils consistent à déposer<br />

quelques gouttes d’éthanol à 95° ou de la solution aqueuse de H 2 O 2 sur la culture.<br />

B. Résultats<br />

1. Influence de la salinité sur la cinétique de la production des Pox<br />

La détection des Pox a été répétée tous les jours et durant deux semaines. Les<br />

réactions aux différents substrats sont reportées sur le tableau 7.


127<br />

1.1. La souche sauvage P 80<br />

L’activité phénoloxydase apparaît dès le 4 ème jour de culture avec une réaction<br />

faiblement positive avec l’acide gallique et le NPH. Ce n’est qu’au 7 ème jour de<br />

culture que la réaction au gaïacol devient positive (tableau 7A).<br />

Au 11 ème jour, tous les réactifs donnent des réactions colorées y compris la<br />

syringaldazine.<br />

En fin d’expérience, les résultats montrent que la souche P80 produit des Pox,<br />

principalement des laccases.<br />

1.2. La souche hyaline P1<br />

Chez cette souche hyaline de <strong>Verticillium</strong> la production de Pox apparaît plutôt que<br />

chez la souche sauvage et se manifeste dès le 3 ème jour de culture (tableau 7B). De<br />

même, la réaction à la syringaldazine devient positive le 8 ème jour<br />

comparativement à celle de la souche P 80 qui apparaît le 11 ème jour de culture. En<br />

général, la production de laccases par la souche hyaline semble plus importante<br />

que celle obtenue par la souche sauvage.<br />

2. Influence de la salinité sur l’activité phénoloxydasique globale de<br />

<strong>Verticillium</strong><br />

Les tests ont été réalisés selon le même protocole que précédemment. Les milieux<br />

de culture ayant été enrichis avec NaCl aux concentrations suivantes: 0; 1 ; 2 ; 3 ; 4<br />

g/l. Les résultats sont reportés sur le tableau 8. Ils montrent que l’activité<br />

phénoloxydasique de la souche P80 dépend de la concentration saline du milieu.<br />

En présence de 1g de NaCl par litre, la production de Pox est semblable à celle des<br />

témoins. Dès que la concentration atteint 2g/l, l’activité Pox devient réduite ; elle<br />

est faiblement positive avec l’AG et le GUA et négative pour les deux autres<br />

réactifs. Pour les concentrations supérieures à 3g/l, toutes les réactions sont<br />

négatives ; le champignon ne produit plus de laccases en comparaison avec le<br />

témoin sans sel.


128<br />

Tableau 7. Cinétique de la production des phénoloxydases par deux<br />

souches de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum.<br />

7 A. Souche sauvage P80<br />

Réactifs AG GUA NPH SYR<br />

1 jour - - - -<br />

2 jours - - - -<br />

3 jours - - - -<br />

4 jours + - + -<br />

Temps<br />

d’incubation<br />

5 jours ++ + + -<br />

6 jours +++ ++ ++ -<br />

7 jours +++ ++ ++ -<br />

8 jours +++ ++ ++ -<br />

9 jours +++ ++ ++ -<br />

10 jours +++ ++ ++ -<br />

11 jours +++ ++ ++ +<br />

12 jours +++ ++ ++ +<br />

13 jours +++ ++ ++ +<br />

14 jours +++ ++ ++ +<br />

(-) : réaction négative (+) : réaction positive<br />

AG : Acide gallique<br />

GUA : gaïacol<br />

NPH: alpha-naphtol<br />

SYR : syringaldazine


129<br />

7 B. Souche hyaline P1.<br />

Réactifs AG GUA NPH SYR<br />

1 jour - - - -<br />

2 jours - - - -<br />

3 jours ++ + - -<br />

4 jours +++ + ++ -<br />

Temps<br />

d’incubation<br />

5 jours +++ + ++ -<br />

6 jours +++ ++ ++ -<br />

7 jours +++ ++ +++ +<br />

8 jours +++ ++ +++ +<br />

9 jours +++ ++ +++ +<br />

10 jours +++ ++ +++ ++<br />

11 jours +++ +++ +++ ++<br />

12 jours +++ +++ +++ ++<br />

13 jours +++ +++ +++ ++<br />

14 jours +++ +++ +++ ++<br />

(-) : réaction négative (+) : réaction positive<br />

AG : Acide gallique<br />

GUA : gaïacol<br />

NPH: alpha-naphtol<br />

SYR : syringaldazine


130<br />

Tableau 8. Activité phenoloxydasique de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> en<br />

fonction de la salinité du milieu<br />

NaCl en g/l<br />

Réactifs<br />

AG GUA NPH SYR H2O2<br />

0 +++ ++ ++ + -<br />

1 ++ ++ ++ + -<br />

2 + + - - -<br />

3 + + - - -<br />

4 - - - - -<br />

(-) : réaction négative (+) : réaction positive<br />

AG : Acide gallique, GUA : gaïacol, NPH: alpha-naphtol, SYR : syringaldazine,<br />

H2O2 : peroxyde d’hydrogène<br />

C. Discussion et conclusion<br />

La détection des Pox in vitro sur une culture de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum a révélé la<br />

capacité de cette espèce à produire ces enzymes. Cette aptitude semble plus<br />

performante chez la souche hyaline hypovirulente par rapport à la souche sauvage<br />

virulente. Ce résultat s’ajoute aux travaux de Rahouti et al., (1995) qui ont mis en<br />

évidence une activité phénoloxydasique chez d’autres espèces de <strong>Verticillium</strong>.<br />

La principale Pox produite étant la laccase. Ce type d’enzyme est spécifiquement<br />

détecté par la syringaldazine mais aussi par le gaïacol et l’acide gallique considérés<br />

comme des substrats très sensibles aux trois phénoloxydases.<br />

En revanche, <strong>Verticillium</strong> albo-atrum ne produit pas de peroxydases ni de<br />

tyrosinases.<br />

L’activité phénoloxydasique de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum semble être<br />

modifiée par la salinité du milieu. L’addition de très faibles quantités de sel dans le<br />

milieu ne modifie pas la production de laccases, mais l’augmentation de la salinité<br />

au-delà de 3g/l annule complètement l’activité de l’enzyme.


131<br />

Le chlorure de sodium paraît avoir ainsi un effet négatif sur l’activité métabolique<br />

de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum vis-à-vis de la lignine. La sensibilité des Pox au sel<br />

serait due à un effet direct des ions sur l’activité des laccases et/ou un effet du sel<br />

sur l’induction de ces enzymes.<br />

Les conséquences de l’inactivation des Pox en présence de sel peuvent se<br />

manifester sur la vie saprophytique de <strong>Verticillium</strong>. En effet, ce champignon est un<br />

parasite hemibiotrophe ou parasite « facultatif » qui passe successivement d’une<br />

phase de vie parasitaire à une phase de vie saprophytique. Les débris végétaux<br />

après récolte, les cellules et tissus tués par l’action du champignon sont dégradés et<br />

servent de base nutritive que l’agent pathogène va exploiter au cours de sa vie<br />

saprophytique et sur laquelle il va se multiplier en formant des conidies et des<br />

microsclérotes (Lahlou, 1983). Si les conditions du milieu sont défavorables, la vie<br />

saprophytique peut être réduite, seuls les microsclérotes résistent et permettent la<br />

conservation du champignon dans le sol. Rien ne nous empêche de penser que<br />

l’augmentation de la salinité du sol puisse ralentir la dégradation de la lignine des<br />

parois cellulaires des débris végétaux par le champignon via une inhibition des<br />

Pox et écourter par conséquent sa phase saprophytique. L’étude de l’influence du<br />

sel sur la vie saprophytique du Verticilium dans le sol pourrait lever ce doute.<br />

IV. Effet de la salinité du milieu sur le profil protéique de<br />

l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum.<br />

Introduction<br />

Les champignons du genre <strong>Verticillium</strong> sont des parasites vasculaires qui vivent et<br />

se reproduisent à l’intérieur des vaisseaux du xylème de leurs plantes hôtes. Ils<br />

sont donc soumis aux fluctuations de la composition chimique de la sève elle<br />

même dépendante des variabilités du milieu nutritif extérieur. Nos précédents<br />

travaux ont permis de mettre en évidence la tolérance de ces parasites à des<br />

concentrations salines extrêmement élevées. La salinité stimule non seulement la<br />

croissance et la sporulation de ces parasites mais aussi leurs capacités toxinogènes<br />

et leurs performances cellulolytiques (Regragui et al., 2003). Ces deux fonctions<br />

physiologiques déterminent une grande part de l’agressivité de l’agent pathogène.


132<br />

L’influence du sel semble s’exercer sur la production de métabolites toxiques et<br />

d’enzymes ayant une activité cellulolytique comme la carboxyméthylcellulase.<br />

La salinité serait donc à l’origine de remaniements biochimiques qui touchent le<br />

métabolisme des protéines chez cet agent pathogène. Pour contribuer à apporter<br />

plus d’arguments aux modifications biochimiques des composantes de la<br />

pathogénèse de <strong>Verticillium</strong> induites par la salinité, nous proposons de faire une<br />

estimation des taux de protéines extracellulaires produites par l’agent pathogène<br />

au cours de son incubation sur milieu salé et d’analyser leurs profils<br />

électrophorétiques en fonction de la richesse du milieu en NaCl.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Concentration des protéines<br />

Les filtrats de culture du champignon développé sur milieu Czapeck additionné de<br />

o ; 2 ; 4 ; 6 et 8g/l de NaCl subissent une précipitation à l’éthanol. Cette opération<br />

consiste à traiter un volume du filtrat avec deux volumes d’éthanol absolu. La<br />

précipitation dure deux heures et le précipité est récupéré après centrifugation à<br />

10000 rpm pendant 15 minutes. Le culot obtenu est rincé avec du tampon Tris-<br />

EDTA, pH 7.4 (Tris 10mM, EDTA 1mM). Il va servir au dosage des protéines et à la<br />

séparation par électrophorèse.<br />

2. Dosage des protéines<br />

Les protéines sont dosées par la technique de Bradford (1976). Cette méthode<br />

permet de doser de faibles quantités de protéines. Une gamme étalon (20 ; 40 ;<br />

60 ; 80 ; 100 et 120µg) est préparée à partir d’une solution d’albumine sérique<br />

bovine (BSA, 0.1mg/ml). Chaque dilution est préparée en duplicata.<br />

Dans un tube à essai contenant 200µl de protéine standard (BSA) ou<br />

d’échantillon , 1.8ml du réactif de Bradford au bleu de Coomassie sont ajoutés et<br />

l’ensemble est bien mélangé au vortex. La coloration apparaît en quelques<br />

secondes et reste stable pendant une heure. L’absorbance est lue à 595 nm après<br />

cinq minutes. La quantité de protéines présente dans l’échantillon est déterminée<br />

par extrapolation dans la courbe étalon et est exprimée en µg/ml.


133<br />

3. Analyse des protéines par électrophorèse<br />

La séparation des protéines fongiques est effectuée par électrophorèse sur gel<br />

dénaturant de polyacrylamide, en utilisant le système discontinu en présence du<br />

SDS (sodium dodecyl sulfate). Ce dernier déroule complètement les protéines en<br />

détruisant leurs structures secondaires et tertiaires. Les protéines se comportent<br />

comme des anions. Leur mobilité sous l’action d’un champs électrique est fonction<br />

de leur taille.<br />

3.1. Préparation des gels<br />

Nous avons utilisé un gel de séparation à 10% d’acrylamide et un gel de<br />

concentration à 5%. ( voir annexes).<br />

3.2. Préparation des échantillons<br />

Les échantillons de protéines sont traités avec un tampon de traitement des<br />

échantillons (annexes) puis chauffés à 95°C pendant cinq minutes. Après<br />

refroidissement, 20µl d’échantillons sont déposés dans les puits du gel. Les<br />

échantillons sont conservés en aliquots de 0.5ml et mis au congélateur.<br />

3.3. Migration<br />

Après avoir déposé les échantillons dans les puits, les deux chambres de la cuve à<br />

électrophorèse sont remplies de tampon d’électrophorèse (annexes) et la cuve est<br />

connectée au générateur. La migration est effectuée sous tension de 200V. Le front<br />

de migration est visualisé grâce au bromophénol ajouté à l’extrait.<br />

3.4. Révélation<br />

Après avoir retiré délicatement le gel, la coloration se fait selon les étapes<br />

suivantes :<br />

- Fixation : fixer 30 minutes dans la solution de fixation. Rincer cinq<br />

minutes dans la solution de décoloration (éthanol 250ml- acide acétique 20ml- eau<br />

distillée 730ml). On peut laisser le gel la nuit dans le fixateur et au frigo pour<br />

coloration le lendemain.


134<br />

- Coloration : le gel est trempé dans la solution de coloration (bleu de<br />

Coomassie R 250 (1.15g- éthanol 250ml- acide acétique 40ml- eau distillée 710ml).<br />

Laisser le gel 10 minutes à 60°C ou 1h à 1h.30 à température ambiante.<br />

- Rinçage : 5 minutes dans la solution de décoloration usée<br />

- Décoloration : 3 bains successifs de 2heures dans la solution de<br />

décoloration. La décoloration est arrêtée lorsque le fond du gel n’est pratiquement<br />

plus bleu.<br />

- Conservation : tremper dans la solution de conservation (éthanol 100mlacide<br />

acétique 40ml- glycérol 100ml- eau distillée 760ml). Laisser sécher à l’abri<br />

de la poussière. Pour conserver le gel pour une longue durée, le mettre entre deux<br />

feuilles en plastique à 4°C.<br />

3.5. Lecture des résultats<br />

Les poids moléculaires des différentes protéines sont déterminés à partir de la<br />

courbe log 10 PM (standard de PM) qui est une fonction de la mobilité<br />

électrophorétique.<br />

B. Résultats<br />

1. Effet de la salinité sur le taux des protéines secrétées dans les<br />

filtrats de culture par <strong>Verticillium</strong>.<br />

Les résultats du dosage des protéines extracellulaires libérées après trois semaines<br />

par l’isolat P80 dans le milieu de culture additionné de sel sont consignés sur le<br />

tableau 9.<br />

L’analyse des résultats montre que les filtrats bruts issus des cultures enrichies en<br />

sel (2 à 6g/l) renferment plus de protéines que le filtrat brut témoin sans sel.<br />

L’augmentation des quantités de protéines est faible en présence de 2 et 4g/l. Le<br />

taux de protéines le plus important est contenu dans le filtrat à 6g/l de NaCl et qui<br />

montre une augmentation de 102.10% par rapport au filtrat de contrôle.<br />

Cependant l’apport de 8g/l dans le milieu de culture provoque une baisse de la<br />

quantité de protéines extracellulaires par rapport aux autres concentrations de sel.<br />

Néanmoins, le taux de protéines se rapproche de celui du filtrat témoin sans sel.


135<br />

Les quantités de protéines présentes dans les précipités à l’éthanol sont nettement<br />

plus élevées que celles des filtrats bruts. Leur évolution en fonction de la salinité<br />

suit celle des filtrats bruts. Toutefois, les quantités de protéines des précipités à 2 ;<br />

4 et 6g/l, nettement plus élevées qu’en absence de sel, sont sensiblement les<br />

mêmes. Le taux de protéines baisse ensuite à la concentration de 8g/l pour<br />

rejoindre celui des précipités sans sel.<br />

Tableau 9. Dosage des protéines de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> (µg/ml)<br />

dans les filtrats de culture en fonction de la salinité du milieu.<br />

Quantité de protéines en µg/ml<br />

NaCl (g/l) 0 2 4 6 8<br />

Filtrat brut 95 100 105 192 92<br />

Précipité à l’éthanol 403 508 502 500 392<br />

2. Effet de la salinité sur l’évolution du pH des filtrats de culture<br />

Le pH initial des différents milieux de culture additionnés ou non de NaCl a été<br />

ajusté à 5 au moment de l’ensemencement du pathogène. Après trois semaines de<br />

culture, les valeurs du pH des filtrats de culture ont été notées et reportées sur le<br />

tableau 10.<br />

Il apparaît clairement que les valeurs du pH final montrent des modifications qui<br />

dépendent de la concentration saline du milieu.<br />

En absence de sel, le pH final du filtrat de culture du champignon a augmenté en<br />

tendant vers la neutralité. Cependant, en présence de 2 et 4g/l de sel, le pH s’élève<br />

et tend vers une légère alcalinité. Au delà de 4g/l de sel, la valeur du pH diminue<br />

par rapport aux autres filtrats. A 8g/l, le pH final est peu différent du pH initial et<br />

affiche une valeur inférieure à celle du filtrat témoin sans sel.


136<br />

Tableau 10. Effet de la salinité sur le pH final des milieux de culture de<br />

<strong>Verticillium</strong> après trois semaines d’incubation<br />

Valeurs du pH des filtrats de culture<br />

Concentration saline des milieux de culture en g/l de NaCl<br />

0 2 4 6 8<br />

pH initial 5 5 5 5 5<br />

pH final 6.5 7.6 7.8 6.2 5.3<br />

3. Effet de la salinité sur les profils protéiques de l’isolat P80<br />

Les protéines préparées à partir des précipités éthanoliques des filtrats de culture<br />

du champignon développé sur milieu enrichi en NaCl sont séparées par SDS-<br />

PAGE.<br />

Les différents extraits protéiques sont notés de F 0 à F 8 selon la concentration en sel<br />

du milieu de culture allant de 0 à 8g/l.<br />

3.1. Analyse des protéines sur gel de polyacrylamide<br />

Le gel coloré au bleu de Coomassie (Planche 9) montre que le profil de l’isolat P80<br />

varie en fonction de la concentration saline du milieu.<br />

En absence de sel (F 0), le profil de cet isolat contient des polypeptides dont les<br />

poids moléculaires (PM) varient de 40 à 130 Kda. On remarque en effet deux<br />

bandes de PM faible de 45 et 48 Kda et une bande de PM élevée correspondant à<br />

130 Kda. Les trois autres polypeptides sont plus abondants et présentent des PM<br />

de 63 ; 70 et 76 Kda.<br />

Le profil protéique des extraits issus du filtrat de culture additionné avec 2 g/l de<br />

sel (F 2 ) est sensiblement le même que celui du filtrat F 0 . Cependant, le filtrat F 4<br />

montre une absence du polypeptide 45 Kda. Cette observation est valable<br />

également pour F 6 et F 8. En revanche, chez ces derniers, apparaissent deux<br />

polypeptides qui n’ont pas été détectés sur les autres filtrats. Il s’agit d’un<br />

polypeptide de faible PM de 40Kda et un autre de PM élevé de 116 Kda.


137<br />

3.2. Comparaison de l’expression des protéines<br />

Les résultats de cette comparaison sont répertoriés sur le tableau 11. Ils montrent<br />

des différences dans l’expression des trois protéines majeures de l’isolat P80 qui<br />

correspondent aux bandes de PM de 63 ; 74 et 76Kda.<br />

Le polypeptide 63 Kda apparaît sensiblement avec la même importance sur les<br />

profils de tous les filtrats indépendamment de leur degré de salinité. Les<br />

polypeptides de PM à 74 et 76 Kda sont nettement plus abondants sur les profils<br />

des filtrats F 6 et F 8 par rapport à ceux exprimés sur les autres profils de plus faible<br />

concentration saline. Il en est de même pour le polypeptide de haut PM de 130 Kda<br />

qui est mieux exprimé chez F 6 et F 8.<br />

Comparaison des compositions polypeptidiques des filtrats de culture<br />

de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> sur gel de polyacrylamide à 10% en<br />

fonction de la salinité du milieu.<br />

Taille des<br />

Protéines extraites des filtrats de culture<br />

Polypeptides en Kda<br />

F0* F2 F4 F6 F8<br />

40 - - + + +<br />

45 + + + - -<br />

48 + + + + +<br />

63 +++ +++ +++ +++ +++<br />

70 ++ ++ ++ +++ +++<br />

76 ++ ++ ++ +++ +++<br />

116 - - - ++ ++<br />

130 + + + ++ ++<br />

* 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 : concentration des milieux de culture en g/l de NaCl<br />

(-): absence (+): présence (++) : abondance moyenne (+++ ): grande abondance


138<br />

Planche 9. Visualisation des protéines extracellulaires de l’isolat P80<br />

de <strong>Verticillium</strong> sur gel de polyacrylamide (10%) colorée au bleu de<br />

Coomassie.<br />

De gauche à droite :<br />

S : protéines standard de P.M.<br />

F0 : protéines du filtrat de culture de <strong>Verticillium</strong> développé sur milieu<br />

Czapeck dépouvu de NaCl<br />

F2 ; F4 ; F6 et F8 : protéines des filtrats de culture de <strong>Verticillium</strong><br />

développé sur milieux enrichis respectivement avec 2 ; 4 ; 6 et 8g/l de NaCl


139<br />

C. Discussion et conclusion<br />

Cette étude biochimique nous a permis de constater l’effet de la salinité sur les<br />

quantités de protéines extracellulaires produites in vitro par l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> dans le milieu de culture amendé de NaCl. Les taux des protéines<br />

précipitées ont connu une augmentation en fonction de la concentration saline<br />

avec un optimum pour les concentrations comprises entre 2 et 6g/l.<br />

L’excrétion des protéines par <strong>Verticillium</strong> est donc influencée par la composition<br />

saline du milieu de culture. Elle peut aussi dépendre de la nature de la substance<br />

carbonée ou de la présence de substances de croissance (Chaib, 1987).<br />

Les quantités de protéines extracellulaires sont corrélées avec la virulence du<br />

champignon. En effet, Chaib, (1987), a montré des différences dans les taux de<br />

protéines secrétées par des isolats de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum selon leur pouvoir<br />

pathogène vis-à-vis de la tomate. Les souches pathogènes produisant 10 fois plus<br />

de protéines que les souches non pathogènes. Des résultats similaires ont été<br />

décrits par Saksirirat & Hoppe (1991). Ces auteurs ont rapporté des différences<br />

dans les niveaux des protéines synthétisées in vitro par <strong>Verticillium</strong> lecanii et<br />

<strong>Verticillium</strong> psalliotea.<br />

En se basant sur ces données, on peut supposer que l’augmentation de la quantité<br />

de protéines excrétées par <strong>Verticillium</strong> en présence des concentrations de sel<br />

favorables serait en rapport avec une plus grande virulence du champignon.<br />

Parallèlement aux changements des teneurs en protéines, une variation du pH<br />

final des filtrats de culture a été notée sensiblement aux mêmes concentrations<br />

salines. Le pH, proche de la neutralité en absence de sel, a varié dans le sens d’une<br />

légère alcalinité pour devenir assez acide en présence de 8g/l (Tableau 10).<br />

Les changements du pH indiquent une diversité de la production métabolique de<br />

<strong>Verticillium</strong> sous régime riche en NaCl. Cette suggestion a été confirmée par<br />

l’analyse électrophorétique des extraits protéiques des filtrats de culture à<br />

différentes concentrations de sel. L’effet du sel s’est manifesté sur les profils<br />

d’électrophorèse des protéines extracellulaires par des changements qui ont<br />

touché :


140<br />

- l’abondance des protéines majeures de l’isolat P80, de PM à 63 ; 73 et 76<br />

Kda, présentes sur tous les profils et qui se sont mieux exprimées aux<br />

concentrations élevées de l’expérimentation ;<br />

- l’apparition de novo de deux polypeptides de PM assez éloignés, l’un à<br />

40 Kda et l’autre à 116 Kda ;<br />

- la disparition de la protéine 45 Kda des profils correspondants aux<br />

concentrations de 4 ; 6 et 8g/l de NaCl.<br />

Les modifications touchant aussi bien la quantité que la qualité des protéines<br />

excrétées en cours de culture peuvent être rapprochées de nos observations<br />

relatives à l’augmentation de la production de toxines et d’enzymes cellulolytiques<br />

par <strong>Verticillium</strong> en présence de sel (Regragui et al., 2003). Il faut cependant être<br />

prudent avant d’établir ce rapprochement. Une étude détaillée des profils<br />

électrophorétiques des protéines toxiques purifiées s’avère nécessaire. De même,<br />

l’isolement de la carboxyméthylcellulase dont l’augmentation de l’activité a été<br />

rapportée précédemment, et la détermination de son PM est utile pour une<br />

meilleure interprétation de ces résultats.<br />

Les résultats de cette étude biochimique montrent que le facteur sel semble exercer<br />

une pression sur l’agent pathogène qui se manifeste par une action sur le<br />

métabolisme azoté du champignon, notamment la synthèse des protéines dont le<br />

profil est modifié avec la disparition d’une protéine et l’apparition de novo de deux<br />

autres.<br />

Le rôle joué par ces nouvelles molécules dans l’augmentation de la pathogénèse du<br />

champignon vis-à-vis de la tomate en conditions salines reste à déterminer. La<br />

purification des bandes nouvelles et l’étude de leur action sur la plante pourrait<br />

éclaircir ce point.<br />

Devant l’effet promoteur de la salinité sur les mécanismes d’action du champignon<br />

et ses conséquence sur le développement de la maladie, le choix d’une méthode de<br />

lutte adéquate aux conditions de l’environnement s’avère nécessaire.


141<br />

Chapitre 5 : Influence de la salinité sur l’antagonisme<br />

microbien vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum et sur la<br />

bioprotection des tomates contre la verticilliose<br />

Introduction<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum, forme à microsclérotes est le principal agent des<br />

flétrissements vasculaires de différentes cultures au Maroc, notamment les cultures<br />

d’intérêt économique comme la tomate, l’aubergine et l’olivier.<br />

La verticilliose cause chez la tomate de grandes pertes. Une fois les symptômes<br />

apparaissent sur la plante, il n’y a pas de traitement efficace pour contrôler l’agent<br />

pathogène.<br />

Plusieurs traitements préventifs sont préconisés pour lutter contre la maladie.<br />

La lutte chimique contre <strong>Verticillium</strong> a connu beaucoup de succès. Les fongicides à<br />

l’instar du benlate, du propiconazole et du paclobutrazol inhibent la croissance<br />

mycélienne du parasite et réduisent significativement la sévérité de la maladie en<br />

diminuant la population verticillienne à l’intérieur des tiges (Erwin, 1981 ; Al<br />

Figuigui, 1992). Néanmoins, les traitements chimiques ne constituent pas le remède<br />

idéal compte tenu des problèmes inhérents à l’environnement, à la toxicité des<br />

produits chimiques vis-à-vis de l’Homme et des animaux (Benyacoub, 1993) et, à la<br />

possibilité d’apparition de pathotypes résistants aux fongicides.<br />

La lutte génétique est l’une des méthodes les plus efficaces pour lutter contre la<br />

verticilliose. L’utilisation des variétés possédant le gène Ve de la résistance a pu<br />

réduire l’incidence de la maladie due à la race 1 de <strong>Verticillium</strong>. Cependant,<br />

l’apparition de la race 2 limite l’efficacité de cette méthode (Besri et al., 1984 ;<br />

Tjamos, 1984).<br />

Les rotations culturales avec des plantes non hôtes, essentiellement des céréales, ont<br />

été souvent utilisées. Leur rôle dans la diminution des propagules dans le sol a été<br />

rapporté par Pullman & Devay, (1981). Cependant, leur efficacité est très discutée en<br />

raison du mode de conservation du champignon dans le sol sous forme de<br />

microsclérotes. Ces derniers ont une longévité de plusieurs années et peuvent<br />

contaminer les plantes adventices non hôtes, ce qui contribue à l’augmentation de<br />

l’inoculum dans le sol.


142<br />

La solarization des sols est une méthode efficace dans la réduction de l’inoculum de<br />

<strong>Verticillium</strong>. Elle consiste à couvrir le sol avec des bâches en polyéthylène pendant la<br />

période la plus chaude de l’année, de juin à août au Maroc. Ainsi, les organes de<br />

conservation présents jusqu’à une profondeur de 30cm sont soumis à des<br />

températures pouvant atteindre 50°C. Les travaux de Tjamos & Mabrynaki (1990) sur<br />

la fusariose du melon et de Bourdos & Skoudridakis (1996) sur la verticilliose de la<br />

tomate démontrent l’efficacité de la méthode dans la lutte contre ces champignons<br />

vasculaires telluriques.<br />

La lutte biologique des plantes contre la verticilliose a retenu l’attention de plusieurs<br />

chercheurs durant les deux dernières décennies. Deux procédés de lutte ont été<br />

utilisés ; la prémunition et l’application d’organismes antagonistes à <strong>Verticillium</strong>. La<br />

prémunition correspond à l’état de protection que confère à la plante une souche<br />

hypovirulente dite souche prémunisante ou « inductrice » contre l’infection<br />

ultérieure par une seconde souche virulente dite souche « d’épreuve ». La résistance<br />

acquise par prémunition contre <strong>Verticillium</strong> a été obtenue sur plusieurs cultures<br />

susceptibles notamment le coton (Schnathorst & Mathre, 1966), la menthe (Mellouk<br />

& Horner, 1975), l’aubergine (Marois, 1982), la tomate, (Matta & Garibaldi, 1977 ;<br />

Regragui et al., 1989), le piment (Douira, 1989) et quelques plantes fourragères (El<br />

Aissami, 1999). Bien que dans le cas de la verticilliose, la prémunition a donné des<br />

résultats parfois spectaculaires, son utilisation dans la pratique agricole reste difficile.<br />

Le recours aux microorganismes antagonistes reste une voie plus prometteuse et qui<br />

connaît actuellement un grand développement.<br />

Plusieurs travaux ont été entrepris pour la sélection des antagonistes au <strong>Verticillium</strong><br />

parmi la flore microbienne du sol afin de les utiliser comme agents potentiels du<br />

contrôle biologique contre la verticilliose. Des résultats positifs ont été obtenus, sur<br />

plusieurs binômes d’expérimentation, avec les champignons du genre Talaromyces,<br />

Trichoderma, Penicillium, Fusarium, Gliocladium, et les bactéries du genre Bacillus,<br />

Sinorhizobium et Serratia. Ces microorganismes se sont révélés être les plus<br />

performants à supprimer <strong>Verticillium</strong> (Matta & Garibaldi, 1977 ; Hall & Scheiber,<br />

1984 ; Millar et al., 1984 ; Henni, 1987 ; Kim et al., 1988 ; Berg et al., 1999 ; El<br />

Aissami, 1999 ; D’Ercole et al., 2000 ; Larena et al., 2003).


143<br />

Les divers antagonistes semblent agir pour certains par hyperparasitisme et/ou par<br />

compétition pour l’occupation des sites d’infection et pour d’autres par leur capacité à<br />

produire des antibiotiques. Leur rôle dans l’induction de la résistance systémique a<br />

été également mis en évidence (Howell et al., 2000).<br />

La condition sine qua non pour que les organismes bénéfiques puissent exercer leur<br />

pouvoir antagoniste attendu est leur adaptation rapide dans l’environnement dans<br />

lequel ils sont incorporés. En effet, certains facteurs de l’environnement peuvent<br />

inhiber le développement des organismes antagonistes et favoriser par conséquent la<br />

prolifération des agents pathogènes (Cook, 1973 ; Lewis & Papavizas, 1987). Dans ce<br />

sens, il a été établi que la suppression de plusieurs maladies par l’introduction<br />

d’agents bénéfiques, auteurs du contrôle biologique, est influencée par de nombreux<br />

facteurs abiotiques comme la température, l’humidité du sol et la contribution en<br />

général de l’environnement dans l’expression de la maladie et des facteurs biotiques<br />

comme la dose de l’agent appliqué, la densité de l’inoculum du pathogène et la<br />

présence des nématodes (Harman et al., 1981 ; Bea & Knudsen, 2000 ; Blanca et al.,<br />

2001 ; Blanca et al., 2001 ; Larkin & Fravel, 2002).<br />

Il apparaît ainsi qu’il est essentiel de connaître comment le contrôle biologique peut<br />

être affecté par les changements des conditions de l’environnement avant qu’il ne soit<br />

appliqué dans la pratique agricole. En effet, aucun agent de la lutte biologique ne peut<br />

être performant sans que les conditions physiques et biologiques de l’environnement<br />

ne lui soient adéquates. Et dans la plupart des cas, ces conditions ne sont pas<br />

suffisamment définies.<br />

A la lumière de cet aperçu bibliographique et compte tenu de nos résultats<br />

précédents, nous nous sommes demandés si la salinité des sols aurait des<br />

conséquences sur l’antagonisme microbien à l’encontre de <strong>Verticillium</strong> d’autant plus<br />

que la salinité semble propice au développement de ce parasite et à l’expression de<br />

son pouvoir pathogène. Pour réponde à cette question, ce travail a eu pour<br />

objectifs d’étudier successivement, l’effet de la salinité sur :<br />

- L’antagonisme in vitro de quelques microorganismes bénéfiques vis-à-vis<br />

de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>


144<br />

- L’efficacité des modes d’action de Trichoderma harzianum choisi pour son<br />

fort pouvoir antagoniste<br />

- la bioprotection des tomates contre la verticilliose par l’utilisation de<br />

Trichoderma harzianum.<br />

I. Effet de la salinité sur l’antagonisme in vitro de quelques<br />

microorganismes bénéfiques du sol vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong><br />

albo-atrum<br />

Introduction<br />

Durant ces dernières années, et dans le but de mettre au point un procédé de lutte<br />

contre la verticilliose d’une manière économique et sans inconvénients pour<br />

l’environnement, les phytopathologistes ont isolé de la rhizosphère un grand<br />

nombre de champignons et de bactéries antagonistes au <strong>Verticillium</strong>.<br />

Talaromyces flavus est parmi les microorganismes bénéfiques les plus utilisés<br />

dans la bioprotection des plantes contre <strong>Verticillium</strong>. Cet antagoniste réduit<br />

l’incidence de la maladie chez l’aubergine en affectant la survie ou la vigueur des<br />

microsclérotes (Marois et al ; 1982). Il semble agir en secrétant une enzyme, la<br />

glucose oxydase, qui serait responsable de l’inhibition de la germination des<br />

microsclérotes (Fravel, 1996).<br />

Les espèces de Trichoderma ont été également utilisées en tant qu’ antagonistes<br />

contre plusieurs pathogènes telluriques parmi eux <strong>Verticillium</strong>. Leur action sur ce<br />

champignon s’exerce aussi bien in vitro qu’in vivo (Henni, 1987 ; D’Ercole et al.,<br />

2000).<br />

Les souches non pathogènes de Fusarium oxysporum ont été utilisées avec succès<br />

pour lutter contre les souches pathogènes du même champignon ou de<br />

<strong>Verticillium</strong> (Matta & Garibaldi, 1977 ; Wymore & Baker, 1982 ). Leur rôle dans<br />

l’induction de la résistance contre les souches pathogènes a été démontré par<br />

Fuchs et al., (1997).


145<br />

Parmi les bactéries isolées de la rhizosphère, les espèces du genre Bacillus et<br />

Rhizobium sp ont été sélectionnées pour leur pouvoir antagoniste envers<br />

<strong>Verticillium</strong>. L’évaluation in vitro de leur habilité à former des zones antagonistes<br />

autour des colonies du pathogène démontre que ces bactéries agissent par<br />

antibiose. Elles réussissent également à coloniser les tissus vasculaires de l’hôte en<br />

assurant sa protection (Hall et al., 1986 ; El Aissami, 1999).<br />

L’objectif de ce chapitre est d’examiner dans quelle mesure la salinité du milieu<br />

peut-elle influencer l’activité antagoniste de quelques microorganismes à<br />

l’encontre de <strong>Verticillium</strong>. Cette étude, menée in vitro, nous permettra de<br />

sélectionner l’organisme antagoniste le plus performant en condition saline.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Choix des microorganismes antagonistes<br />

Les antagonistes testés correspondent aux microorganismes bénéfiques cités<br />

préférentiellement dans la bibliographie comme auxilliaires de la lutte biologique<br />

contre <strong>Verticillium</strong>. Ils regroupent quatre champignons saprophytes et une<br />

rhizobactérie.<br />

1.1. Penicillium sp<br />

La souche de Penicillium sp est issue de la mycothèque du laboratoire de<br />

Botanique de Rabat. Elle a été isolée du raisin de table par Benkhemmar et al.,<br />

1993).<br />

1.2. Fusarium oxysporum<br />

La souche non pathogène de F. oxysporum utilisée nous a été fournie par le<br />

laboratoire de Biotechnologie et Pathologie de la Faculté des Sciences et<br />

Techniques de Tanger. Elle a été isolée d’un sol de la région de Marchouch. Testée<br />

dans notre laboratoire, cette souche ne montre aucun signe de pathogénie vis-à-vis<br />

de la tomate Marmande. En culture pure sur milieu PDA, la culture présente un<br />

mycélium ras avec des secteurs cotonneux, partiellement mauve.


146<br />

1.3. Talaromyces flavus<br />

Ce champignon antagoniste a été le plus utilisé dans le contrôle biologique contre<br />

<strong>Verticillium</strong>. La souche testée a été isolée des eaux brutes de la retenue du Barrage<br />

SMBA à Rabat dans le cadre du projet réalisé par l’équipe du laboratoire de<br />

Botanique sur les champignons aquatiques (Publication en cours).<br />

1.4. Trichoderma harzianum<br />

Trichoderma harzianum est un puissant antagoniste qui a été largement utilisé<br />

pour lutter contre plusieurs agents phytopathogènes. La souche testée nous a été<br />

fournie par le Laboratoire de Pathologie Végétale de l’Université Pierre et Marie<br />

Curie (Paris).<br />

1.5. Bacillus sp<br />

Au cours de nos expériences préliminaires sur la recherche d’antagonistes à<br />

<strong>Verticillium</strong>, plusieurs souches de rhizobactéries ont été testées. Nous avons<br />

retenu une seule souche qui a montré un développement favorable sur milieu PDA<br />

en présence de NaCl. Elle a été purifiée et identifiée comme appartenant au genre<br />

Bacillus sp.<br />

2. Protocole des cultures en confrontation<br />

Les essais de confrontation sont conduites en boîtes de Pétri sur milieu PDA<br />

enrichi en NaCl aux concentrations de 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ; et 10g/l. L’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> et chacun des microorganismes antagonistes sont ensemencés en<br />

même temps dans la même boîte. Les deux explants sont séparés de 4 cm.<br />

L’incubation est faite à 24°C et à l’obscurité.<br />

3. Estimation de l’effet antagoniste<br />

L’activité antagoniste exercée par les différents champignons antagonistes testés<br />

est évaluée, après 7 ou 12 jours de culture, par le pourcentage d’inhibition de la<br />

croissance diamètrale (PICD) du pathogène confronté à l’antagoniste par rapport


147<br />

aux témoins non confrontés soumis à la même concentration saline. Le<br />

pourcentage d’inhibition est calculé selon la formule suivante :<br />

PICD = Dt – Dc x 100<br />

Dt<br />

Dt: diamètre moyen des colonies témoins non confrontées<br />

Dc : diamètre des colonies confrontées à l’antagoniste<br />

Dans le cas des confrontations avec la bactérie, l’effet antagoniste est évalué par le<br />

pourcentage d’inhibition de la croissance radiale (PICR) des colonies inspiré de la<br />

méthode décrite Michael & Nelson (1972). Il est calculée comme suit :<br />

PICR = Re – Rr x 100<br />

Re<br />

Re: rayon de la colonie le plus loin de la bactérie<br />

Rr : rayon de la colonie le plus rapproché de la bactérie<br />

Les résultats, moyennes de six répétitions par organismes antagonistes et par<br />

concentration saline, sont comparés par l’analyse des variances selon le test de<br />

Newman-Keuls.<br />

B. Résultats<br />

1. Effets de la salinité sur la compétitivité in vitro de quelques<br />

microorganismes fongiques avec <strong>Verticillium</strong><br />

1.1. Confrontations Penicillium sp-<strong>Verticillium</strong><br />

Les résultats illustrés sur la figure 34A et la planche 10 montrent que la<br />

confrontation des deux microorganismes dans la même boîte de Pétri contenant<br />

du milieu PDA dépourvu de sel, a entraîné une réduction de la croissance<br />

diamétrale de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>. Le pourcentage d’inhibition est de<br />

l’ordre de 40.73% par rapport aux témoins non confrontés. Cette action


148<br />

Figure 34. Effet de la salinité sur l’activité antagoniste de Penicillium<br />

sp., de Fusarium oxysporum et de Talaromyces flavus sur la<br />

croissance mycélienne de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

inhibition de la croissance<br />

mycélienne de<br />

<strong>Verticillium</strong> en %<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

A, Penicillium sp<br />

0 2 4 6 8 10<br />

concentration du milieu en NaCl (g/l)<br />

inhibition de la croissance<br />

mycélienne de<br />

<strong>Verticillium</strong> en %<br />

45<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

B, Fusarium oxysporum<br />

0 2 4 6 8 10<br />

concentration du milieu de culture en NaCl (g/l)<br />

C, Talaromyces flavus<br />

Inhibition de la croissance<br />

radiale de <strong>Verticillium</strong> en %<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0 2 4 6 8 10<br />

concentration du milieu de culture en NaCl (g/l)


149<br />

antagoniste de Penicillium est également observée en présence de toutes les<br />

concentrations salines de l’expérimentation. Sous 2 et 4g/l de NaCl, l’effet<br />

inhibiteur de la croissance augmente et atteint respectivement 50.42% et 52.86%.<br />

De 6 à 10g/l, l’inhibition de la croissance se stabilise pour atteindre des valeurs de<br />

l’ordre de 60% .<br />

1.2. Confrontation Fusarium oxysporum-<strong>Verticillium</strong><br />

La culture en duel des deux champignons sur un même milieu nutritif enrichi en<br />

NaCl a entraîné après une semaine d’incubation une diminution de la croissance<br />

mycélienne des colonies de <strong>Verticillium</strong> par rapport aux colonies témoins non<br />

confrontées (figure 34B). L’inhibition de la croissance, relativement faible en absence<br />

de sel est de l’ordre de 26.34%. Elle augmente avec la salinité du milieu pour<br />

atteindre 36.22% et 41.75% respectivement en présence de 6 et 10g/l de NaCl. Sous<br />

cette dernière concentration saline, le thalle de <strong>Verticillium</strong> est presque entièrement<br />

envahi par le mycélium de Fusarium oxysporum (Planche 11).<br />

1.3. Confrontation Talaromyces flavus-<strong>Verticillium</strong><br />

Après 12 jours d’incubation, les résultats de la confrontation de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> avec la souche de Talaromyces flavus dans le même milieu de culture<br />

ont été reportés sur la figure 34C. Ils montrent qu’en absence de sel, l’effet<br />

antagoniste de Talaromyces a provoqué une inhibition de la croissance mycélienne<br />

de 20.95%. Dès que le milieu de culture est additionné de sel, l’effet antagoniste<br />

augmente. A 2g/l, le pourcentage d’inhibition représente le double de celui exercé en<br />

absence de sel. L’action antagoniste sur la croissance est optimale à 4g/l et atteint<br />

57.77% puis décline sous les concentrations salines élevées de l’expérience. Toutefois,<br />

la réduction de la croissance de <strong>Verticillium</strong> sous ces concentrations est nettement<br />

plus importante que celle des témoins confrontés à Talaromyces sur milieu dépourvu<br />

de sel (planche 12).<br />

1.4. Confrontation Trichoderma-<strong>Verticillium</strong><br />

La confrontation de la souche de Trichoderma avec <strong>Verticillium</strong> dans le même<br />

milieu nutritif a provoqué, après une semaine de culture, une importante


150<br />

Planche 10. Effet de la salinité sur les confrontations de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum et de Penicillium sp après 12 jours<br />

d’incubation<br />

Culture de <strong>Verticillium</strong> seul<br />

[0 ; 4 ; 8] : concentrations du milieu de culture en NaCl (g/l)<br />

Cultures de <strong>Verticillium</strong> confronté avec Penicillium sp<br />

sur milieux enrichis avec 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 et 10g/l de NaCl.


151<br />

Planche 11. Effet de la salinité du milieu sur les confrontations de<br />

l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum et d’une souche non pathogène<br />

de Fusarium oxysporum après 12 jours d’incubation<br />

- En haut : isolat de <strong>Verticillium</strong> cultivé seul en présence de 0 et 10g/l<br />

de NaCl<br />

- En bas : isolat de <strong>Verticillium</strong> confronté avec Fusarium oxysporum<br />

sur milieu enrichi avec 0 et 10g/l de NaCl


152<br />

Planche 12. Effet de la salinité sur les confrontations de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum et d’une souche de Talaromyces flavus apès<br />

12 jours d’incubation<br />

A. Absence de NaCl dans le milieu de culture<br />

B. Présence de 4g/l de NaCl<br />

A gauche : culture de <strong>Verticillium</strong> seul<br />

A droite, culture de <strong>Verticillium</strong> confronté avec Talaromyces flavus


153<br />

inhibition de la croissance diamétrale du pathogène aussi bien en absence de sel<br />

qu’en présence des concentrations de 2 et 4 g/l de NaCl (Figure 35). Le<br />

pourcentage d’inhibition étant de l’ordre de 65.57% pour les confrontations<br />

témoins sans sel. Lorsque la concentration saline du milieu augmente au delà de<br />

6g/l, on note une diminution significative de l’action compétitive exercée par la<br />

présence de Trichoderma ; le pourcentage d’inhibition de la croissance, quoique<br />

plus faible que celui provoqué par les autres concentrations de sel, est encore très<br />

appréciable et atteint 47.83% à 10g/l.<br />

2. Effet de la salinité sur l’antagonisme de Bacillus sp avec<br />

<strong>Verticillium</strong><br />

La souche de Bacillus a été repiquée 4 jours avant <strong>Verticillium</strong>. Après l’exposition du<br />

champignon à l’action de la bactérie, une inhibition de la croissance radiale du<br />

champignon a été constatée. Elle s’est manifestée par la réduction du rayon de la<br />

colonie se trouvant du coté de la bactérie par rapport au rayon éloigné. L’estimation<br />

de cette inhibition en fonction de la salinité est reportée sur la figure 36. En absence<br />

de NaCl dans le milieu de culture, l’inhibition de la croissance radiale est de 22.53%.<br />

En présence de 2g/l de sel, le pourcentage d’inhibition de la croissance ne diffère pas<br />

de celui des témoins sans sel. Cependant, à partir de 4g/l de NaCl, l’effet antagoniste<br />

de Bacillus sp augmente et provoque à titre d’exemple une inhibition de la croissance<br />

de 31.33% et 41.80% respectivement sous les concentrations salines de 6 et 10g/l<br />

(planche13).<br />

C. Discussion et conclusion<br />

A l’issue de cette étude in vitro, il ressort que les cinq microorganismes bénéfiques<br />

testés montrent tous une activité antagoniste vis-à-vis de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong>. La confrontation de chacun d’eux avec cet isolat a provoqué une<br />

inhibition de la croissance mycélienne de cet agent pathogène. La réduction de la<br />

croissance reste un caractère fiable pour estimer l’antagonisme microbien envers<br />

les organismes fongiques (Hall & Schreiber, 1984, El Abyad et al., 1996). Les<br />

résultats obtenus correspondent aux diverses observations d’autres auteurs qui ont


154<br />

Figure 35. Influence de la salinité sur l'activité antagoniste<br />

de Trichoderma harzianum en confrontation directe avec<br />

l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

Inhibition de la croissance mycélienne<br />

de <strong>Verticillium</strong> en %<br />

80<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

0 2 4 6 8 10<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl (g/l)<br />

Figure 36. Influence de la salinité sur l'activité antagoniste<br />

de Bacillus sp. sur la croissance radiale de l'isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong><br />

Inhibition de la croissance radiale de<br />

<strong>Verticillium</strong> en %<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

0 2 4 6 8 10<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl (g/l)


155<br />

Planche 13. Effet de la salinité sur les confrontations de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum et d’une souche de Bacillus sp après 12 jours<br />

d’incubation<br />

A. Cuture de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum seul sur milieu sans sel<br />

B. Culture de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum confronté avec Bacillus sp sur<br />

milieux enrichis avec 0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 et 10g/l de NaCl.


156<br />

mis en évidence l’effet antagoniste positif de ces microorganismes bénéfiques dans<br />

la suppression du <strong>Verticillium</strong>, principalement avec Talaromyces flavus (Kim et<br />

al., 1988 ; Fravel, 1996 ), Trichoderma harzianum (Henni, 1987 ; D’Ercole et al.,<br />

2000), Penicillium oxalicum (Larena et al., 2003) et Bacillus subtilis (Hall et al.,<br />

1986). L’addition de chlorure de sodium dans le milieu de culture a entraîné une<br />

modification dans l’expression de l’action inhibitrice des différentes souches<br />

antagonistes utilisées. Ainsi, pour les souches de Fusarium oxysporum,<br />

Penicillium sp et Bacillus sp, le sel semble favoriser leur pouvoir antagoniste à<br />

l’encontre de <strong>Verticillium</strong> puisque les pourcentages d’inhibition de la croissance du<br />

pathogène ont montré une hausse progressive en fonction de la salinité. En<br />

revanche, l’action antagoniste de la souche de Talaromyces flavus augmente avec<br />

la salinité jusqu'à la concentration 4g/l pour laquelle son effet inhibiteur est<br />

optimal puis elle décline. L’action inhibitrice de la souche de Trichoderma<br />

harzianum , déjà très importante en absence de sel, n’a pas été stimulée par le sel<br />

comme c’est le cas pour les autres microorganismes antagonistes. Néanmoins,<br />

l’effet compétitif obtenu en absence de sel reste stable jusqu’à la concentration de<br />

6g/l pour laquelle le pourcentage d’inhibition baisse significativement.<br />

Ces résultats obtenus in vitro laissent prévoir une influence positive de la salinité<br />

sur l’antagonisme microbien vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong> in vivo.<br />

D’autres facteurs abiotiques sont capables d’influencer l’efficacité des agents<br />

antagonistes protecteurs comme la température et l’humidité qui constituent<br />

plutôt des facteurs limitant l’expression de l’activité antagoniste. Blanca et al.,<br />

(2001) ont montré en effet, que la suppression de la fusariose du pois-chiche par<br />

Pseudomonas fluorescens est observée seulement à 20°C et 30°C mais pas à 25°C,<br />

température optimale du développement de la maladie. De même, Köhl &<br />

Molhoeck, (2001) ont montré que le succès du contrôle biologique de Botrytis<br />

cinera par l’antagoniste Ulocladium atrum est conditionné par le potentiel<br />

hydrique ; l’effet compétitif de cet antagoniste avec Botrytis est maximal à –7PMa<br />

et diminue avec l’augmentation du potentiel hydrique.<br />

L’intérêt de ce travail est de montrer que la présence de sel, dans le milieu aux<br />

concentrations rappelant le degré de salinité des sols marocains, n’affecte pas


157<br />

l’activité des souches antagonistes de <strong>Verticillium</strong>. Les concentrations de 2 et 4g/l<br />

semblent même la stimuler. Cette action favorable du sel serait liée à la bonne<br />

tolérance à la salinité des microorganismes bénéfiques testés. Cette suggestion est<br />

réconfortée par les travaux récemment conduits par Rangarajan et al. (2003). Ces<br />

auteurs ont montré que l’action antagoniste de trois souches de Pseudomonas sp<br />

vis-à-vis de deux pathogènes du riz, Xanthomonas oryzae et Rhizoctonia solani,<br />

est très efficace en présence de NaCl dans les rhizières .<br />

Dans notre contexte expérimental, l’action antagoniste la plus importante à<br />

l’encontre de <strong>Verticillium</strong> correspond à celle exercée par Trichoderma harzianum.<br />

Ce dernier s’est montré très compétitif vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong>. Il pourrait être<br />

utilisé comme agent de contrôle biologique capable de réduire la sévérité de la<br />

verticilliose aussi bien en absence qu’en présence des concentrations modérées de<br />

sel rappelant celles des sols salins marocains. Néanmoins, une bonne connaissance<br />

de l’influence de la salinité sur le développement de cet antagoniste et sur ses<br />

différents modes d’action est nécessaire pour définir une bonne stratégie de lutte.<br />

II. Influence de la salinité sur l’antagonisme in vitro de<br />

Trichoderma harzianum vis-à-vis de l’isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong><br />

Introduction<br />

Le champignon Trichoderma harzianum est un puissant antagoniste qui a été<br />

largement utilisé dans les programmes de lutte biologique contre les champignons<br />

phytopathogènes du sol. Effectivement, cet antagoniste s’est montré très efficace<br />

dans la lutte contre Rhizoctonia solani (Elad et al., 1981 et Camporota, 1985),<br />

Botrytis (Eden et al., 1996 ; Harman et al., 1996), Pythium (Lifshitz et al., 1986 ;<br />

Besnard & Davet, 1993 ; Howell, 2002), Fusarium (Datnoff et al., 1995 ; Haggag &<br />

Amin, 2001, Essalmani & Lahlou, 2002 ), Phytophthora nicotianae (Stefanova et<br />

al., 1999), et <strong>Verticillium</strong> (D’Ercole et al., 2000 ; Regragui & Lahlou, 2005) et<br />

autres.<br />

Les modes d’action antagoniste de Trichoderma harzianum sont bien connus;<br />

compétition, mycoparasitisme, production de métabolites antifongiques, (Denis &


158<br />

Webster 1971 a et b ; Claydon et al., 1987) et d’enzymes cellulolytiques et<br />

chinolytiques (Lorito et al., 1993). Par ailleurs, certaines souches de Trichoderma<br />

semblent exercer une action stimulatrice de la croissance des plantes en l’absence<br />

de tout agent pathogène (Windham et al., 1986 ; Ozbay & Newman, 2004).<br />

Cependant, Eastburn & Butler, (1991) ont montré que les capacités saprophytiques<br />

de Trichoderma harzianum peuvent être affectées par des facteurs de<br />

l’environnement comme la température, l’humidité et le pH du sol. A titre<br />

d’exemple, il a été établi que les températures froides (10°C) ou chaudes (37°C)<br />

suppriment l’efficacité de Trichoderma hamatum contre Pythium alors que le pH<br />

acide favorise l’activité antagoniste de Trichoderma sp dans la protection des<br />

semences contre R. solani (Harman et al., 1981).<br />

L’objectif de ce chapitre est d’examiner l’influence de la salinité du milieu sur les<br />

capacités antagonistes d’une souche de Trichoderma harzianum vis-à-vis de<br />

<strong>Verticillium</strong> de la tomate. Dans cette optique, nous proposons d’étudier in vitro la<br />

tolérance au sel de cet antagoniste et d’examiner l’impact de la salinité sur<br />

l’efficacité de ses différents modes d’action en vue de son utilisation in vivo dans le<br />

contrôle biologique de la verticilliose de la tomate dans des conditions salines de<br />

culture.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Le matériel fongique<br />

1.1. Le pathogène<br />

Il s’agit de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum, race 2, sélectionné pour son<br />

fort pouvoir pathogène vis-à-vis de la tomate var Marmande (Lahlou & Boisson,<br />

1981). Les cultures sont conduites sur milieu PDA (Difco) enrichi en NaCl à<br />

différentes concentrations allant de 0 à 8g/l ou de 0 à 16g/l selon l’expérience.<br />

1.2. L’antagoniste<br />

L’origine et les caractéristiques de la souche de Trichoderma harzianum testée ont<br />

été décrites au chapitre précédent. Les cultures en boîtes de Pétri sont conduites


159<br />

sur milieu PDA et les cultures liquides sur milieu Malt à 2%. Les deux milieux sont<br />

enrichis des mêmes concentrations en sel pré-citées.<br />

L’effet du sel sur le développement de T. harzianum est évalué par :<br />

- La croissance pondérale estimée par le poids sec du mycélium. Ce<br />

dernier est recueilli après filtration sur mousseline des cultures liquides<br />

âgées de deux semaines, puis lavé deux fois avant d’être mis à sécher à<br />

80°C pendant une nuit.<br />

- Le taux de sporulation déterminé après comptage des spores contenues<br />

dans les filtrats de cultures sur cellule de Malassez.<br />

Toutes les cultures sont incubées à l’obscurité et à 25 + 1°C.<br />

2. Mesure du phénomène d’antagonisme<br />

2.1. Capacité de colonisation<br />

Dans des boîtes de Pétri de 90 mm de diamètre contenant 25ml de milieu, on place<br />

deux explants séparés de 40 mm, provenant de cultures jeunes des deux<br />

champignons. La capacité de colonisation de Trichoderma est déterminée par le<br />

rapport C défini par Camporota (1985) comme suit :<br />

C = DT/DE x 100<br />

DT : distance en mm parcourue par le front de croissance de Trichoderma sur l’axe<br />

reliant les deux explants au bout de trois jours<br />

DE : distance séparant les deux explants.<br />

2.2. Antagonisme par antibiose<br />

2.2.1. Action des substances volatiles<br />

Des boîtes de Pétri contenant du milieu PDA additionné de sel à différentes<br />

concentrations sont ensemencées par une bouture de 3mm de diamètre provenant<br />

d’une culture jeune de Trichoderma harzianum. Après quatre jours d’incubation,<br />

le couvercle des boîtes est rapidement retiré et remplacé par un fond de boîte<br />

contenant du milieu PDA portant un explant d’une préculture de <strong>Verticillium</strong>. Les<br />

fonds sont rassemblés et entourés avec une bande de parafilm de manière à


160<br />

constituer une enceinte étanche. Le pathogène est ainsi exposé aux gaz émis par<br />

Trichoderma. Les cultures témoins ne sont pas confrontées à Trichoderma.<br />

L’action antagoniste des gaz est estimée par l’inhibition de la croissance diamétrale<br />

en % des thalles exposés par rapport aux témoins selon la formule suivante :<br />

I = Dt –Di x 100<br />

Dt<br />

où Dt est le diamètre moyen des cultures témoins non confrontés et Di le diamètre<br />

du thalle exposé aux gaz émis par Trichoderma.<br />

2.2.2. Action des substances non volatiles<br />

* Action sur la croissance mycélienne<br />

Des cultures de Trichoderma sont réalisées sur milieu enrichi en NaCl et recouvert<br />

24 heures au préalable d’une feuille de cellophane stérile. Après six jours de<br />

culture, le thalle de Trichoderma est récupéré en prélevant la cellophane sousjacente.<br />

Des explants d’une culture jeune de <strong>Verticillium</strong> sont alors déposés sur la<br />

surface des milieux ayant porté Trichoderma. L’effet antagoniste des substances<br />

non volatiles est estimé par l’inhibition de la croissance diamétrale des colonies du<br />

pathogène par rapport aux témoins non exposés.<br />

* Action sur la sclérogénèse<br />

L’abondance des microsclérotes est évaluée sur le revers des cultures par<br />

l’estimation du diamètre moyen de la zone pigmentée au bout de quatre semaines<br />

de culture.<br />

Les résultats de chaque test, moyennes de huit répétitions, sont comparés par<br />

l’analyse des variances au seuil de probabilité de 5% selon le test de Newman-<br />

Keuls.


161<br />

B. Résultats<br />

1. Influence de la salinité du milieu sur le développement de T.<br />

harzianum<br />

1.1. Morphologie des cultures<br />

Les cultures âgées de 7 jours conduites sur milieu sans sel montrent un thalle<br />

hyalin plus ou moins floconneux avec une zone sporogène de couleur verte,<br />

localisée vers la périphérie de la boîte de Pétri.<br />

Sur les milieux enrichis en sel, la zone verte sporogène devient moins dense en<br />

corrélation avec les concentrations croissantes de sel. A 8g/l, on note l’absence<br />

totale de la zone sporogène verte; les boîtes sont envahies par un mycélium<br />

blanchâtre (Planche 14).<br />

1.2. Poids sec du mycélium<br />

La croissance mycélienne des cultures de T. harzianum développées sur milieu<br />

enrichi en sel ne diffère pas de celle des témoins sans sel et ceci pour les<br />

concentrations comprises entre 2 et 6g/l (Figure 37). Une baisse légère mais<br />

significative du poids sec du mycélium est enregistrée à 8g/l.<br />

1.3. Taux de sporulation<br />

Les filtrats des cultures ayant servi pour l’estimation pondérale du mycélium de<br />

Trichoderma ont été utilisés pour calculer le taux de sporulation en fonction de la<br />

salinité du milieu. Les résultats (Figure 38) montrent que la densité en spores<br />

diminue progressivement avec l’augmentation de la salinité. La sporulation est très<br />

faible à 8g/l; elle est de l’ordre de 0.7 x10 6 spores ml. -1 soit une inhibition de 95 %<br />

par rapport aux cultures témoins sans sel.<br />

2. Influence de la salinité sur l’expression de l’activité antagoniste<br />

de T. harzianum vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong>.<br />

2.1. Antagonisme par compétition


162<br />

Planche 14. Effet de la salinité sur la morphologie des cultures de<br />

Trichoderma harzianum après sept jours d’incubation<br />

[0 ; 8 ;] : concentration saline du milieu de culture en g/l de NaCl


163<br />

Figure 37. Effet de la salinité sur la croissance pondérale de<br />

Trichoderma harzianum après 15 jours de culture<br />

250<br />

Poids sec du mycélium<br />

deT.harzianum ( mg)<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl (g/l)<br />

Figure 38. Effet de la salinité sur l'intensité de la sporulation<br />

de T. harzianum après 15 jours de culture<br />

Densité de spores x10 6 spores ml/ de<br />

T. harzianum<br />

18<br />

16<br />

14<br />

12<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

0<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl (g/l)


164<br />

La capacité de colonisation C, exprimée en %, est la résultante de la compétitivité<br />

entre Trichoderma et <strong>Verticillium</strong> pour l’occupation de l’espace.<br />

Après trois jours de culture, Trichoderma montre un fort pouvoir de colonisation<br />

de l’espace aussi bien en absence qu’ en présence de sel (Figure 39). Notons<br />

néanmoins une baisse significative du pourcentage de colonisation à partir de 6g/l<br />

de NaCl, mais les valeurs de C demeurent élevées, de l’ordre de 80%, témoignant<br />

d’une importante capacité de l’antagoniste à coloniser les thalles de <strong>Verticillium</strong> en<br />

présence des concentrations élevées de sel utilisées dans cet essai.<br />

Les confrontations ont été ensuite examinées pour une description morphologique<br />

des cultures alors âgées de 10 jours. En absence de sel, le thalle de <strong>Verticillium</strong> est<br />

entièrement envahi par le mycélium de Trichoderma. Les spores de couleur verte<br />

recouvrent la presque totalité de la boite de Pétri. En présence de sel, la coloration<br />

verte n’est visible que sur la moitié de la boite portant la bouture de Trichoderma.<br />

Ce recul de la zone sporogène, loin de la colonie du pathogène, est d’autant plus<br />

marqué que la concentration en sel augmente. Rappelons que, pour toutes les<br />

concentrations salines de l’expérience, la colonie de <strong>Verticillium</strong> est entièrement<br />

recouverte par le mycélium de l’antagoniste (planche 15).<br />

2.2. Antagonisme par antibiose<br />

Les modes d’action biochimique agissant par antibiose concernent l’aptitude de T.<br />

harzianum à produire des substances volatiles et des substances non volatiles<br />

diffusant dans le milieu de culture. La nature de ces substances a été déterminée<br />

par Denis & Webster, (1971 a et b).<br />

2.2.1. Action des substances volatiles<br />

La croissance de <strong>Verticillium</strong> soumis aux gaz libérés par T. harzianum est estimée<br />

après cinq jours de culture. Cette contrainte de temps est due à l’envahissement<br />

rapide du couvercle portant l’explant de <strong>Verticillium</strong> par le mycélium de<br />

l’antagoniste.<br />

En absence de sel, l’effet des substances volatiles se manifeste par une inhibition<br />

de la croissance du pathogène de 40 % par rapport aux témoins non exposés<br />

(Figure 40). Cette inhibition est maintenue en présence de faibles concentrations


165<br />

Figure 39. Influence de la salinité sur la capacité de<br />

colonisation de Trichoderma harzianum confronté à<br />

<strong>Verticillium</strong> au bout de trois jours.<br />

100<br />

Capacité de colonisation de T.<br />

harzianum C (%)<br />

95<br />

90<br />

85<br />

80<br />

75<br />

70<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl (g/l)<br />

Figure 40. Influence de la salinité sur l'action antagoniste des<br />

substances volatiles de Trichoderma harzianum sur la<br />

croissance diamétrale de <strong>Verticillium</strong><br />

60<br />

Inhibition de la croissance de<br />

<strong>Verticillium</strong> (%)<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0 2 4 6 8<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl ( g/l)


166<br />

Planche 15. Morphologie des confrontations de <strong>Verticillium</strong> avec<br />

Trichoderma harzianum en fonction de la salinité du milieu de culture<br />

après 10 jours d’incubation.<br />

N.B. Dans chaque boite, l’explant de gauche correspond à Trichoderma et l’explant<br />

de droite à celui de <strong>Verticillium</strong>. Les deux explants étant séparés par 4cm.<br />

[0 ; 2 ; 4 ; 6 ; 8 ] : concentrations salines du milieu de culture en g/l de NaCl


167<br />

de NaCl allant de 0 à 6g/l. Au delà, l’effet inhibiteur des substances volatiles<br />

diminue de manière significative. Il est de 24,4% à 8g/l.<br />

2.2.2. Action des substances non volatiles<br />

- Action sur la croissance mycélienne de <strong>Verticillium</strong><br />

Les cultures du pathogène conduites sur milieu enrichi en sel, et ayant porté<br />

auparavant une culture de Trichoderma, montrent une réduction importante de<br />

leur croissance par rapport à leurs témoins respectifs, de même salinité,<br />

développés sur milieu sans Trichoderma, et ceci pour toutes les concentrations en<br />

sel de l’expérience (figure 41). En absence de sel, l’inhibition de la croissance du<br />

pathogène est de l’ordre de 62%. La présence de sel entraîne une baisse<br />

progressive de l’activité inhibitrice exercée par les métabolites de Trichoderma.<br />

Cependant, l’action antagoniste sur la croissance du pathogène, très significative,<br />

est de 37 % à 8g/l et elle persiste pour les concentrations élevées de NaCl allant<br />

jusqu’à 16g/l (planche 16).<br />

- Action sur la sclérogénèse<br />

Les microsclérotes apparaissent sur les cultures témoins dès la deuxième semaine<br />

de culture pour toutes les concentrations de l’expérience. Par contre, on remarque<br />

l’absence des organes de conservation sur les thalles développés en présence des<br />

métabolites de Trichoderma.<br />

Après quatre semaines, la sclérogénèse s’accentue sur les cultures témoins à toutes<br />

les concentrations de sel et apparaît tardivement sur les cultures soumises aux<br />

métabolites de Trichoderma avec une moindre importance. Ainsi, en absence de<br />

sel, l’action antagoniste des substances non volatiles de Trichoderma entraîne un<br />

retard dans l’apparition des microsclérotes et une réduction de leur abondance<br />

(figure 42). En présence de sel, l’action inhibitrice des métabolites libérées par<br />

Trichoderma sur la sclérogénèse du pathogène diminue avec l’augmentation de la<br />

salinité et disparaît complètement pour les concentrations supérieures à 8g/l. On<br />

remarque même, pour ces concentrations, une augmentation significative de<br />

l’abondance des microsclérotes par rapport aux témoins de même salinité<br />

développés en absence des substances antagonistes de Trichoderma.


168<br />

Figure 41. Effet de la salinité sur l'action antagoniste des<br />

substances non volatiles de Trichoderma harzianum sur<br />

la croissance diamétrale de <strong>Verticillium</strong><br />

80<br />

Inhibition de la croissance de<br />

<strong>Verticillium</strong> (%)<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

0 2 4 6 8 12 16<br />

Concentrations du milieu de culture en NaCl ( g/l)<br />

Figure 42. Influence de la salinité sur l'action antagoniste<br />

des substances non volatiles de Trichoderma harzianum<br />

sur l'abondance des microsclérotes de <strong>Verticillium</strong><br />

Diametètre de la zone pigmentée des<br />

colonies de <strong>Verticillium</strong> ( mm)<br />

70<br />

60<br />

50<br />

40<br />

30<br />

20<br />

10<br />

0<br />

Absence de Trichoderma<br />

Presence de Trichoderma<br />

0 4 8 12 16<br />

Concentrations en NaCl (g/l)


169<br />

Planche 16. Effet antifongique des substances non volatiles de<br />

Trichoderma harzianum excrétées dans le milieu de culture sur la<br />

croissance diamètrale de <strong>Verticillium</strong> albo-atrum après 20 jours<br />

d’incubation (Technique de la cellophane).<br />

1. En absence de sel<br />

A gauche : culture de <strong>Verticillium</strong> témoin<br />

A droite : culture de <strong>Verticillium</strong> sur milieu contenant les substances non<br />

volatiles de Trichoderma harzianum<br />

2. En présence de sel<br />

Cultures de <strong>Verticillium</strong> sur milieux contenant les substances non volatiles de<br />

Trichoderma harzianum<br />

[0 ; 4 ; 8 ; 12 ; 16] : concentrations salines du milieu de culture en g/l de NaCl


170<br />

C. Discussion et conclusion<br />

Les résultats présentés dans cette étude montrent que l’apport de sel dans le milieu<br />

de culture modifie l’aspect cultural de T. harzianum et affecte légèrement ses<br />

capacités antagonistes vis-à-vis d’un isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d’origine tomate.<br />

En absence de sel, l’antagonisme de T. harzianum s’est traduit par une inhibition<br />

de la croissance mycélienne de <strong>Verticillium</strong> et une réduction de l’intensité de la<br />

sclérogénèse via la production de métabolites antifongiques volatiles et non<br />

volatiles produits par la souche de Trichoderma harzianum testée. Nos résultats<br />

sont de même nature que d’autres travaux qui ont mis en évidence l’antagonisme<br />

de Trichoderma spp vis-à-vis des champignons vasculaires, notamment Fusarium<br />

sp (Datnoff et al., 1995 ; Essalmani & Lahlou, 2002) et <strong>Verticillium</strong> (Henni, 1987 ;<br />

D’Ercole et al., 2000).<br />

En effet, cet antagoniste potentiel est capable de produire des substances volatiles<br />

ayant un effet soit fongistatique tel que l’acétaldéhyde (Denis & Webster, 1971b)<br />

soit fongicide comme les alkyles pyrones (Claydon et al., 1987 ; Graeme-Cook et<br />

al., 1991). De même, ce champignon produit des antibiotiques tels que la<br />

dermadine, la penicilline, la trichothicine et les trichorzianines (Vial, 1989) et des<br />

enzymes, cellulases et chinases, qui dégradent les parois cellulaires des agents<br />

pathogènes (Lorito et al., 1993).<br />

La salinité du milieu a eu des impacts différents sur les modes d’action de T.<br />

harzianum. Ainsi, la compétition pour l’espace est peu affectée par l’apport de sel ;<br />

l’antagoniste envahit en moins de 4 jours la colonie de <strong>Verticillium</strong> par rapport à<br />

celle observée sur les confrontations témoins sans sel. L’altération de la<br />

sporulation du coté de l’adversaire serait due d’une part à l’effet de la salinité sur le<br />

champignon antagoniste et d’autre part, à l’opposition que manifeste <strong>Verticillium</strong><br />

à la colonisation par Trichoderma.<br />

L’influence de la salinité sur l’action antagoniste des substances volatiles de T.<br />

harzianum ne se fait sentir que pour les concentrations en sel supérieures à 6g/l<br />

pour lesquelles l’effet antagoniste sur la croissance du pathogène diminue. On peut<br />

penser qu’un seuil de salinité est nécessaire pour perturber les mécanismes de la


171<br />

libération des substances volatiles par Trichoderma et/ou diminuer leur efficacité<br />

sur <strong>Verticillium</strong>.<br />

Quant aux métabolites antifongiques non volatiles émis par T. harzianum, l’apport<br />

de sel entraîne une diminution progressive de leur action inhibitrice sur la<br />

croissance du pathogène. Toutefois, leur niveau antagoniste est tout de même non<br />

négligeable aux fortes concentrations de NaCl.<br />

En revanche, l’action inhibitrice des substances non volatiles sur la sclérogénèse<br />

diminue avec la salinité et tend à disparaître pour les concentrations dépassant<br />

8g/l. Ce résultat laisse supposer que le sel ralentit le métabolisme de la libération<br />

des substances antifongiques, toutefois les quantités produites s’avèreraient<br />

suffisantes pour assurer une inhibition appréciable de la croissance du pathogène.<br />

L’inhibition de la sclérogénèse semble exiger des quantités plus importantes en ces<br />

substances antifongiques pour réduire la formation des microsclérotes, ce qui<br />

expliquerait l’absence de l’action inhibitrice de Trichoderma sur la sclérogénèse<br />

pour les concentrations en sel supérieures à 8g/l.<br />

La salinité peut ainsi constituer un facteur environnemental qui risque de modérer<br />

certaines capacités antagonistes de T. harzianum. Il faudrait en tenir compte dans<br />

les programmes de lutte biologique contre les champignons phytopathogènes.<br />

Les résultats de l’antagonisme in vitro de T. harzianum obtenus aux<br />

concentrations modérées de sel à l’encontre de <strong>Verticillium</strong> constituent une<br />

première étape d’un programme de lutte biologique qui vise à long terme de lutter<br />

contre la verticilliose de la tomate par l’intermédiaire de Trichoderma. On notera<br />

de plus que les concentrations de sel favorables à l’expression maximale du<br />

phénomène antagoniste se rapprochent des taux de salinité des sols du littoral<br />

atlantique marocain (0,2 à 5g/l) où sévit la verticilliose (Besri, 1981). La recherche<br />

de nouvelles souches de Trichoderma plus tolérantes au sel, permettra de<br />

sélectionner des souches plus performantes pouvant être utilisées comme agent de<br />

contrôle biologique dans les régions où la salinité des sols constitue un facteur<br />

aggravant les maladies fongiques telles que les trachéomycoses. Une étude de<br />

l’adaptation des ces souches antagonistes aux sols salins et de leur interaction avec


172<br />

les autres microorganismes du sol est nécessaire avant leur introduction dans<br />

notre environnement.<br />

III. Influence de la salinité sur l’expression de l’antagonisme<br />

in vivo de Trichoderma harzianum vis-à-vis de <strong>Verticillium</strong><br />

albo-atrum de la tomate<br />

Introduction<br />

L’utilisation des microorganismes bénéfiques sous formes de « biopesticides » non<br />

polluants pour l’environnement constitue une bonne alternative à l’utilisation des<br />

pesticides chimiques pour résoudre les problèmes phytosanitaires.<br />

Le microorganisme bénéfique clé des programmes de lutte biologique contre les<br />

agents phytopathogènes est Trichoderma harzianum. Son utilisation avec succès<br />

sur plusieurs pathotypes certifie qu’il possède un pouvoir antagoniste à large<br />

spectre d’action. Ce champignon saprophyte du sol semble agir directement sur la<br />

population pathogène de la rhizosphère en libérant des antibiotiques qui affectent<br />

sa croissance et des enzymes extracellulaires capables de détériorer la paroi du<br />

pathogène, ce qui diminue les chances d’infection.<br />

Outre ses activités antifongiques, Trichoderma harzianum est capable d’induire,<br />

même à distance du pathogène, la résistance des plantes aux maladies. En effet,<br />

des études récentes ont montré que l’application de Trichoderma harzianum sur<br />

les racines ou dans le sol peut induire la résistance des plantes aux agents<br />

pathogènes qui leur sont spécifiques (De Meyer et al, 1998 ; Howell et al., 2000;<br />

Essalmani, 2004).<br />

Il apparaît ainsi que Trichoderma harzianum possède des potentialités très<br />

importantes pour lutter contre les maladies des plantes en diminuant le taux des<br />

pathogènes dans le sol et en renforçant les stratégies de défense propres à la<br />

plante.<br />

Une des plus importantes caractéristiques nécessaires à l’efficacité des agents du<br />

contrôle biologique est leur capacité à survivre dans des environnements autres


173<br />

que ceux d’origine et à coloniser les racines des plantes pendant une certaine<br />

période pour contrôler les agents pathogènes. Si les recherches abordant<br />

l’influence de quelques facteurs de l’environnement sur l’aptitude de Trichoderma<br />

harzianum à supprimer les agents phytopathogènes sont nombreuses, peu de<br />

travaux ont abordé le problème de la salinité des sols comme une contrainte<br />

possible à l’application des agents du contrôle biologique. Cette lacune est<br />

amplifiée par le fait que la salinité constitue un facteur qui aggrave certaines<br />

maladies d’origine fongique comme les pourritures dues à Phytophthora sp et les<br />

trachéomycoses dues à Fusarium oxysporum et <strong>Verticillium</strong> albo-atrum.<br />

Dans une étude précédente, nous avons montré in vitro que Trichoderma<br />

harzianum possède une activité antagoniste élevée vis-à-vis du <strong>Verticillium</strong> de la<br />

tomate. Celle ci étant très faiblement diminuée par NaCl aux doses usuelles des<br />

sols salins marocains (Regragui & Lahlou, 2005). Or, le succès du phénomène<br />

d’antagonisme bien manifesté in vitro peut ou non être obtenu in vivo. En fonction<br />

de toutes ces données et dans l’objectif d’établir une stratégie de lutte biologique<br />

contre la verticilliose de la tomate en présence de NaCl, on s’est proposé de tester,<br />

dans un premier temps, l’antagonisme in vivo de Trichoderma à l’encontre de<br />

<strong>Verticillium</strong> en présence de la plante hôte et dans un deuxième temps, de vérifier si<br />

la salinité des eaux d’arrosage pourrait affecter les capacités de l’antagoniste à<br />

induire la résistance des tomates stressées.<br />

A. Matériel et méthodes<br />

1. Protocole de bioprotection des plantes<br />

1.1. Préinoculation avec Trichoderma<br />

Les plantes de tomate (Marmande Claudia) ayant atteint le stade premières vraies<br />

feuilles sont arrachées de la pépinière. Les racines légèrement blessées sont<br />

trempées pendant trente minutes dans une suspension de spores de l’antagoniste.<br />

Celle ci est obtenue après grattage de la surface des cultures mycéliennes d’une<br />

souche de Trichoderma développée sur milieu PDA et âgées de 15 jours. Le<br />

mycélium recueilli est mélangé avec de l’eau stérile. Après agitation le mélange est


174<br />

filtrée sur papier Watman n°1. La densité de la suspension est ajustée à 2.10 6<br />

spores/ml après estimation de la densité initiale sur cellule de Malassez puis<br />

dilution. Les plantes sont ensuite repiquées en pots de 450ml et arrosées chacune<br />

au niveau du collet avec 3ml de la même suspension. Des lots témoins subissent le<br />

même traitement, mais de l’eau stérile remplace la suspension de spores.<br />

1.2. Inoculation avec la souche pathogène<br />

Après un temps variable, les plantes pré-inoculées sont délicatement déterrées de<br />

leur pot et trempées pendant 15 minutes dans l’inoculum pathogène préparé à<br />

partir de la souche P80 de <strong>Verticillium</strong> (Cf chapitre 2). Des plantes pré-inoculées<br />

témoins reçoivent de l’eau stérile. Des plantes témoins non traitées par<br />

l’antagoniste sont trempées dans l’inoculum pathogène. Les plantes sont repiquées<br />

dans leur pot et arrosées selon le traitement avec 3ml de l’inoculum agressive ou<br />

d’eau stérile. Toutes les plantes sont arrosées tous les deux jours avec la solution<br />

nutritive complète. Les conditions de cultures et le nombre de répétitions ont été<br />

décrites précédemment.<br />

2. Evaluation des manifestations de la maladie<br />

La verticilliose se traduit par des manifestations diverses qui touchent la<br />

croissance des plantes et les altérations foliaires.<br />

2.1. Croissance des plantes<br />

Elle est appréciée par la mesure de la longueur de l’épicotyle après six semaines<br />

d’observation.<br />

2.2. Altérations foliaires<br />

La verticilliose se manifeste par d’importants dégâts foliaires. L’indice d’altération<br />

foliaires exprime leur intensité (Beye & Lafay, 1985). Il est calculé comme suit :<br />

Au moment du relevé, une note est attribuée à chaque feuille ;<br />

0 : feuille saine<br />

1 : feuille flétrie sans chlorose<br />

2 : plages légèrement chlorotiques sur un ou plusieurs folioles


175<br />

3 : plages chlorotiques sur toute la surface d’un ou plusieurs folioles ou plages<br />

chlorotiques à centre nécrosé.<br />

4 : nécrose totale ou feuille morte.<br />

Un indice est établi pour chaque plante<br />

IAF = somme des notes x 100<br />

Maximum possible<br />

Le maximum est égal à 4 fois le nombre total des feuilles bien développées portées<br />

par la plante.<br />

2.3. Ré-isolement du champignon<br />

Le champignon pathogène est recherché dans l’hypocotyle et dans l’apex de la tige<br />

1 ; 2 ; 4 ; 7 et 14 jours après inoculation. Il n’est pas recherché dans la racine en<br />

raison du traitement préalable de celles ci par Trichoderma et dont les spores<br />

adhérentes aux parois corticales peuvent germer au cours de l’opération de réisolement.<br />

La technique de ré-isolement a été déjà décrite.<br />

B. Résultats<br />

1. Recherches des conditions optimales pour l’expression de<br />

l’antagonisme in vivo de Trichoderma harzianum vis-à-vis de<br />

<strong>Verticillium</strong> albo-atrum.<br />

1.1. Effet de l’inoculation simultanée par le mélange de<br />

spores des deux champignons<br />

Les plantules de tomate âgées de trois semaines sont inoculées avec le mélange<br />

constitué de 50ml d’une suspension de spores à 2.10 6 spores/ml préparée à partir<br />

de la souche de Trichoderma harzianum et de 50ml d’une suspension de spores à<br />

10 6 spores/ml issue de l’isolat pathogène de <strong>Verticillium</strong>. Des plantules de contrôle<br />

sont inoculées pour certains avec l’inoculum bénéfique et pour d’autres avec<br />

l’inoculum agressif. Des plantules témoins reçoivent uniquement de l’eau stérile.


176<br />

1.1.1. Effet sur la croissance des plantes<br />

La croissance des axes aériens a été estimée six semaines après inoculation. Les<br />

résultats sont reportés sur la figure 43 A.<br />

Les plantes inoculées avec les spores de Trichoderma montrent une croissance<br />

semblable à celles des témoins blancs. L’inoculation des plantes avec l’isolat<br />

agressif a provoqué une réduction de la taille par rapport aux témoins sains<br />

d’environ 60.86%. Les plantes inoculées avec le mélange des spores des deux<br />

champignons antagoniste et challenger dans les proportions 1/1 ont manifesté un<br />

déficit de la croissance aussi important que celui des plantes malades de contrôle<br />

inoculées avec l’isolat agressif seul.<br />

1.1.2. Effet sur les symptômes foliaires<br />

En fin de la période d’observation, les altérations foliaires ont été également<br />

appréciées. Leur variation en fonction des différents traitements va dans le même<br />

sens que la réduction de la taille (figure 43B). En effet, l’inoculation des plantes par<br />

le mélange des spores des deux champignons a fait apparaître des altérations<br />

foliaires de même importance que celles induites par l’inoculation avec l’isolat<br />

pathogène seul.<br />

1.1.3. Discussion et conclusion<br />

Il apparaît ainsi que l’inoculation des plantes de tomate par le mélange<br />

Trichoderma-<strong>Verticillium</strong>, dans la proportion 1/1, ne leur confère aucune<br />

protection. Bien que renfermant la même densité en spores des deux<br />

microorganismes, le mélange a provoqué les mêmes symptômes caractéristiques<br />

de la verticilliose que ceux induits par les spores du champignon pathogène seul.<br />

L’échec de l’antagoniste à protéger la plante contre l’invasion par <strong>Verticillium</strong> peut<br />

être dû à une sélection exercée par l’hôte pour favoriser l’installation rapide du<br />

pathogène. En effet, au contact des racines de la plante favorable, les spores de<br />

<strong>Verticillium</strong> germent en moins de 24heures et traversent les tissus corticaux, puis<br />

atteignent l’endoderme pour se localiser dans les vaisseaux du xylème (Lahlou,<br />

1983). Une fois à l’intérieur de la plante, les microconidies de <strong>Verticillium</strong> formées<br />

à partir des filaments mycéliens sont transportées par la sève ascendante assurant


177<br />

Figure 43 A. Effet de l'inoculation des tomates par le<br />

mélange de spores de T. harzianum (Th) et de V. alboatrum<br />

(P80) sur la croissance des plantes<br />

30<br />

Longueur des épicotyles en cm<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Te Th Th+P80 P80<br />

Traitements des plantes<br />

Figure 43 B. Effet de l'inoculation des tomates par le<br />

mélange de spores de T. harzianum (Th) et de V. alboatrum<br />

(P80) sur l'intensité des altérations foliaires<br />

7<br />

6<br />

Indice d'altération foliaire<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Te Th Th+P80 P80<br />

Traitements des plantes


178<br />

une colonisation totale de la plante et induisant l’apparition des symptômes de<br />

flétrissement.<br />

Bien que la vitesse de germination des spores de Trichoderma soit également très<br />

rapide, ce champignon arrive à coloniser les racines sans jamais atteindre les tissus<br />

conducteurs. L’observation en microscopie électronique des coupes de racines<br />

traitées avec Trichoderma harzianum a mis en évidence la pénétration de cet<br />

antagoniste dans la racine tout en restant confiné dans l’épiderme et le cortex<br />

(Yédida et al., 1999).<br />

La confrontation simultanée des deux microorganismes « in vitro » s’est traduite<br />

par une inhibition de la croissance du pathogène grâce à la grande capacité de<br />

colonisation de l’espace de l’antagoniste et au phénomène d’antibiose (Regragui &<br />

Lahlou, 2005). Ce résultat in vitro ne s’est pas concrétisé in vivo en présence de la<br />

plante hôte dans nos conditions expérimentales. Trichoderma semble avoir<br />

d’autres exigences pour exercer son antagonisme notamment une période<br />

suffisante pour induire la résistance des plantes à l’attaque par le pathogène d’où la<br />

nécessité de décaler la pré-inoculation par l’agent bénéfique et l’infection agressive<br />

pour viser une meilleure bioprotection.<br />

1.2. Effet du délai de pré-inoculation par Trichoderma sur<br />

l’expression de la bioprotection<br />

Nous avons fait varier la durée de la période séparant la pré-inoculation avec les<br />

spores de Trichoderma et l’inoculation du pathogène. Ces délais sont de 0 ; 1 ; 2 et<br />

4 jours. Les manifestations de la maladie ont été estimées 7 semaines après<br />

inoculation.<br />

1.1.1. Effet sur la croissance des plantes<br />

Les résultats des différents traitements sont reportés sur le graphique 44.<br />

L’analyse des résultas permet de distinguer trois groupes de plantes :<br />

• Le premier est constitué par les plantes inoculées avec la souche<br />

pathogène immédiatement après le contact des racines avec les spores<br />

de l’antagoniste. Ces plantes ont montré une réduction de la croissance


179<br />

de leur axe aérien aussi marquée que celle des plantes malades de<br />

contrôle.<br />

• Le second groupe correspond aux plantes prétraitées avec Trichoderma<br />

1 jour et 4 jours avant l’inoculation agressive. Ces plantes ont manifesté<br />

une réduction de la taille de moindre importance par rapport aux<br />

plantes du premier groupe.<br />

• Le troisième groupe étant constitué par les plantes pré-inoculées 2 jours<br />

avant l’infection par <strong>Verticillium</strong>. Ces plantes ont montré une croissance<br />

semblable à celle des témoins sains ou des plantes traitées avec<br />

Trichoderma seul.<br />

1.1.2. Effet sur les symptômes foliaires<br />

La pré-inoculation avec les spores de Trichoderma deux jours avant la surinfection<br />

agressive a protégé les plantes des symptômes foliaires caractéristiques de<br />

l’infection avec <strong>Verticillium</strong> (figure 45). Les plantes de ce traitement ont montré<br />

l’indice d’altération foliaire le plus faible par rapport aux plantes des autres<br />

traitements. Les plantes pré-inoculées 1 et 4 jours avant l’inoculation par le<br />

pathogène affichent des indices d’altération foliaire significativement plus élevés<br />

que ceux des plantes du délai de 2 jours et plus faibles que ceux des plantes<br />

malades témoins.<br />

1.1.3. Effet sur la colonisation des tiges par le<br />

pathogène<br />

Nous avons réservé des plantes pré-inoculées avec Trichoderma pour tester l’effet<br />

des primo-infections sur le pouvoir parasitaire de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> vis-àvis<br />

des tomates différemment traitées. Des plantes n’ayant reçu que l’isolat<br />

pathogène seul servent de témoins en guise de comparaison. Les résultats des réisolements<br />

du parasite de la tige des plantes sont reportés sur le tableau 12.<br />

L’isolat P80 inoculé seul atteint l’hypocotyle deux jours après l’inoculation et<br />

colonise la totalité des jeunes plantules en moins de 7 jours. Par contre il n’atteint<br />

l’hypocotyle des plantes prétraitées avec Trichoderma 0 ; 1 et 4 jours avant<br />

l’infection agressive qu’une semaine plus loin. Cependant une différence existe<br />

entre les plantes de ces trois délais de pré-inoculation, c’est le ré-isolement du


180<br />

Figure 44. Influence du délai de pré-inoculation avec<br />

Trichoderma harzianum sur la croissance des plantes de<br />

tomate inoculées après avec l'isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

30<br />

Longueur de l'épicotyle en cm<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

0<br />

Trichoderma<br />

0<br />

1<br />

2<br />

4<br />

Délai de préinoculation en jours<br />

P80<br />

Figure 45. Influence du délai de pré-inoculation avec<br />

Trichoderma harzianum s ur les symptômes foliaires des<br />

plantes de tomate inoculées après avec l'isolat P80 de<br />

<strong>Verticillium</strong><br />

Indice d'altération foliaire<br />

10<br />

9<br />

8<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

Trichoderma<br />

0<br />

1<br />

2<br />

4<br />

Délai de préinoculation en jours<br />

P80


181<br />

parasite de l’épicotyle 14 jours après l’inoculation et qui est positif chez les plantes<br />

des délais de 0 et 1 jour et négatif pour le délai de 4 jours.<br />

Chez les plantes pré-inoculées 2jours avant l’inoculation d’attaque, le parasite n’a<br />

été ré-isolé que de l’hypocotyle de quelques plantes (1/5) sans jamais atteindre<br />

l’épicotyle à la même période d’observation.<br />

Tableau 12. Effet du délai de pré-inoculation sur la colonisation des<br />

tiges par l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> des plantes de tomates<br />

différemment traitées<br />

Ré-isolement de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong><br />

Délai de pré-inoculation<br />

Temps après<br />

inoculation en P80 seul 0 jour 1 jour 2 jours 4 jours<br />

jours<br />

1 - - - - -<br />

2 RH - - - -<br />

4 RH - - - -<br />

7 RHE RH RH - RH<br />

14 RHE RHE RHE RH RH<br />

- : ré-isolement négatif<br />

RH : ré-isolement positif au niveau de l’hypocotyle<br />

RHE : ré-isolement positif au niveau de l’hypocotyle et de l’épicotyle<br />

1.3. Discussion et conclusion<br />

La protection des tomates contre l’action agressive de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> a<br />

été obtenue à la suite du traitement préalable des racines par une suspension de<br />

spores de l’antagoniste Trichoderma harzianum. Le succès d’une telle protection<br />

dépend du moment de l’application de l’organisme bénéfique. Ainsi, un délai est<br />

nécessaire entre le traitement protecteur et la survenue de l’infection ultérieure. La<br />

durée de cet intervalle de temps dépend de la nature du couple <strong>Verticillium</strong>-plante


182<br />

hôte et du type d’agent protecteur. Ce délai peut être très court pour la protection<br />

de la luzerne par Gliocladium roseum et du coton par Talaromyces flavus (Millar<br />

et al ; 1984 ; Murray et al., 1997). Par contre la protection de l’érable par Bacillus<br />

subtilis exige un délai de trois jours ( Hall et al., 1986) alors que l’application de<br />

Trichoderma doit avoir lieu sept jours avant l’infection agressive des aubergines<br />

(Henni, 1987).<br />

Dans nos conditions expérimentales, le délai de 2 jours a conféré aux plantes une<br />

protection positive et durable. Des délais plus courts ou plus long n’occasionnent<br />

qu’une protection partielle. Ce résultat concorde avec nos travaux sur la protection<br />

des tomates contre <strong>Verticillium</strong> par prémunition grâce à des primo-infections avec<br />

des souches avirulentes du même champignon 2jours avant la surinfection<br />

agressive (Regragui et al., 1989). Des résultats similaires ont été obtenus par<br />

Wymore & Baker, (1983) dans des tentatives de lutte biologique contre la fusariose<br />

de la tomate et par El Aissami, (1999) pour la bioprotection des luzernes contre la<br />

verticilliose avec une rhizobactérie.<br />

La recherche du parasite dans les plantes pré-inoculées avec Trichoderma a<br />

montré clairement que le champignon pathogène réussit à coloniser la totalité de<br />

la plante s’il est inoculé seul ou après un délai de 0 et 1 jour de la primo-infection.<br />

En revanche, il reste localisé dans l’hypocotyle des plantes pré-inoculées 2 et 4<br />

jours avant l’arrivée de l’inoculum pathogène sans atteindre le sommet de<br />

l’épicotyle comme c’est le cas des autres traitements.<br />

L’application de Trichoderma sur les racines des tomates n’empêche pas la<br />

pénétration du parasite mais semble contribuer à retarder sa prolifération à<br />

l’intérieur des tissus par des mécanismes autres que l’action directe avec le<br />

pathogène.<br />

La protection très positive induite par la présence de Trichoderma sur les racines<br />

de tomate pendant 48 heures semble être due à une stimulation des mécanismes<br />

de défense de la plante hôte. Leur efficacité exigerait un délai entre leur mise en<br />

route et l’arrivée de l’agent pathogène. Dans une étude récente, Howell et al.,<br />

(2000) ont montré que le traitement des semences de coton avec Trichoderma<br />

virens 2 jours avant l’infection avec Rhizoctonia solani réduit la gravité de la


183<br />

maladie. Ces auteurs ont souligné que l’induction de la résistance du coton<br />

observée n’est pas due seulement au mycoparasitisme et au phénomène<br />

d’antibiose exercés normalement par le champignon antagoniste, mais plutôt à une<br />

stimulation des réactions de défense des plantes comme la synthèse de<br />

terpénoïdes. Ces phytoalexines ont été extraites des racines de coton traitées par T.<br />

virens et ont montré une action toxique envers Rhizoctonia solani. Les mêmes<br />

auteurs ont montré que le traitement avec T. virens stimule également l’activité<br />

des peroxydases, enzymes impliquées dans les processus de défenses des plantes.<br />

Martinez et al. (1999) ont rapporté à leur tour que les cellulases produites par T.<br />

harzianum déclenche chez les plantes de melon une résistance systémique ayant<br />

pour conséquence une augmentation des activités des peroxydases et des<br />

chitinases. Essalmani (2004) suggère que la bioprotection de la lentille contre la<br />

fusariose par le moyen de T. harzianum est basée aussi bien sur l’antibiose que sur<br />

l’induction de la résistance.<br />

L’induction de la résistance des plantes par Trichoderma harzianum représente<br />

une nouvelle voie très prometteuse pour lutter efficacement contre les maladies<br />

des plantes cultivées et qui permettra de réduire considérablement les doses<br />

massives de pesticides couramment utilisées et qui polluent notre environnement.<br />

Peu de travaux traitent de l’induction de la résistance des tomates contre la<br />

verticilliose par le moyen de Trichoderma d’où l’intérêt de ce travail.<br />

Cette étude, conduite en chambre de culture, n’est qu’une étape préliminaire pour<br />

la mise en évidence de la possibilité de l’induction de la résistance au <strong>Verticillium</strong><br />

chez la tomate par une souche de T. harzianum. Elle doit être développée pour une<br />

éventuelle application au champ avec l’incorporation de souches de Trichoderma<br />

capables de coloniser le sol naturellement infesté mais aussi les racines des plantes<br />

susceptibles. Néanmoins, une bonne connaissance de l’organisme antagoniste et<br />

de ses interactions avec la microflore autochtone est nécessaire avant<br />

l’introduction de ce champignon dans notre environnement.<br />

Il faut rappeler que la verticilliose de la tomate est très fréquente le long du littoral<br />

atlantique marocain où les sols sont soumis à l’action des embruns et où les eaux<br />

d’irrigation, chargées de chlorure de sodium, ont un taux de salinité important


184<br />

(Besri, 1981). Aussi, avant d’envisager une stratégie de lutte biologique contre cette<br />

maladie, il faudrait s’assurer de la capacité de l’agent bioprotecteur à supprimer la<br />

maladie dans les conditions salines des sols marocains. Pour ce faire, la suite du<br />

travail vise à tester, en chambre de culture, les capacités de Trichoderma<br />

harzianum à induire la résistance des tomates soumises au stress salin.<br />

2. Impact de la salinité sur le succès de la bioprotection des tomates<br />

contre la verticilliose par Trichoderma harzianum<br />

2.1. Réponses des plantes prétraitées avec Trichoderma à la<br />

surinfection par <strong>Verticillium</strong> en fonction de la salinité du<br />

milieu<br />

Les plantes observées ont été pré-inoculées par trempage de leurs racines dans une<br />

suspension de spores de Trichoderma 48 heures avant l’infection par <strong>Verticillium</strong>.<br />

Ces conditions ont permis d’avoir une protection positive des tomates contre<br />

l’action agressive de l’agent pathogène. Les plantes ainsi traitées et les témoins non<br />

pré-inoculées ou les témoins pré-inoculés et non infectés sont répartis en quatre<br />

lots et sont arrosés régulièrement durant six semaines avec la solution nutritive<br />

complète enrichie en NaCl aux concentrations de 0 ; 30 ; 60 et 90mM. Chaque lot<br />

constitué de 4 séries de 15 plantes reçoit un des traitement salin prévus. L’effet de<br />

la salinité sur l’expression de la bioprotection assurée par Trichoderma est évalué<br />

par la croissance des plantes et le pouvoir parasitaire de l’agent pathogène. Nous<br />

n’avons pas estimé la maladie dans cet essai par les altérations foliaires en raison<br />

du jaunissement induit par la présence de sel.<br />

Des résultats reportés sur le graphique 46, il ressort que l’effet de sel se manifeste<br />

par une réduction de la croissance aussi bien des plantes saines que des plantes<br />

protégées ou les plantes malades de contrôle par rapport aux plantes non soumises<br />

au régime salin.<br />

L’effet bénéfique de la pré-inoculation avec Trichoderma s’est bien exprimé chez les<br />

plantes arrosées avec la solution nutritive normale sans NaCl. En effet, la taille des<br />

plantes protégées est significativement similaire à celle des plantes témoins saines


185<br />

Figure 46. Influence de la salinité sur l'expression de la<br />

bioprotection des tomates contre la verticilliose par<br />

Trichoderma harzianum estimée par la taille des plantes<br />

Longueur de l'épicotyle en cm<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

Témoins sains<br />

Trichoderma<br />

Trichoderma + P80<br />

P80 seul<br />

0<br />

0 30 60 90<br />

Concentration des solutions d'arrosage en NaCl en mM


186<br />

ou inoculées avec Trichoderma seul et s’écarte nettement de celle des plantes<br />

infectées avec l’agent pathogène.<br />

En présence de sel, trois constations sont à signaler :<br />

- En présence des faibles concentrations de sel dans la solution<br />

d’arrosage, soit 30mM de NaCl, la taille des plantes est certes plus faible<br />

que celle des plantes développées sans sel, cependant, la protection<br />

conférée par le traitement avec Trichoderma est bien exprimée<br />

puisqu’on ne remarque pas de différence significative entre la hauteur<br />

des tiges des plantes saines et des plantes protégées.<br />

- En présence des concentrations modérées de sel (60mM de NaCl), on<br />

remarque chez les plantes pré-traitées avec Trichoderma avant<br />

l’infection agressive, une réduction de la taille par rapport à celle des<br />

plantes témoins saines ou inoculées par Trichoderma seul. Toutefois, il<br />

faut noter que ces plantes montrent tout de même, une protection<br />

partielle puisque leur taille est toujours significativement plus élevée<br />

que celle des plantes malades de contrôle.<br />

- En présence des fortes concentrations de sel, (90mM), toutes les plantes<br />

répondent à ce régime salin par un rabougrissement très prononcé par<br />

rapport aux autres régimes moins concentrés. L’évolution de la taille des<br />

plantes différemment pré-inoculées suit le même schéma que celui<br />

observé à 60mM. La pré-inoculation avec l’agent protecteur a assuré aux<br />

plantes ainsi traitées une légère protection contre <strong>Verticillium</strong>. En effet,<br />

la taille de ces plantes est intermédiaire entre celle des plantes saines et<br />

des plantes malades témoins.<br />

2.2. Discussion et conclusion<br />

Les résultats obtenus montrent que la pré-inoculation des plantes avec les spores<br />

de Trichoderma harzianum a conféré aux plantes une protection positive contre<br />

l’isolat pathogène de <strong>Verticillium</strong> aussi bien en absence de sel qu’en présence de<br />

faibles concentrations de NaCl de la solution d’arrosage. Sous les concentrations<br />

modérées ou élevées de nos conditions expérimentales, la protection conférée aux


187<br />

plantes, quoique significative, n’est que partielle par rapport à la protection totale<br />

assurée en conditions normales de culture.<br />

Il est connu que l’efficacité de Trichoderma à protéger les plantes contre les maladies<br />

est sous la dépendance des facteurs de l’environnement (Harman et al., 1981 ; Bea &<br />

Knudsen, 2000 ; Blanca et al., 2001 ; Larkin & Fravel, 2002).<br />

Les facteurs qui ont le plus retenus l’attention des chercheurs sont surtout la<br />

température, l’humidité du sol, le pH et les nématodes. L’originalité de ce travail<br />

est de montrer que la salinité des eaux d’arrosage aux concentrations de 60 et<br />

90mM de NaCl affecte partiellement les capacités de Trichoderma à supprimer la<br />

verticilliose chez la tomate.<br />

Deux hypothèses peuvent être avancées pour expliquer la protection partielle des<br />

tomates conférée par Trichoderma en présence de sel:<br />

- La première hypothèse concerne l’action antagoniste directe de<br />

Trichoderma à l’encontre de <strong>Verticillium</strong>. Nos essais in vitro ont bien<br />

démontré que l’efficacité des différents modes d’action de Trichoderma<br />

n’est diminuée que par les concentrations salines supérieures à 6g/l,<br />

concentrations dépassant les doses de salinité des solutions d’arrosage<br />

utilisées. La faible action de Trichoderma in vivo semble ainsi être liée à<br />

l’intervention de facteurs autres que l’interaction directe des deux<br />

microorganismes.<br />

- La seconde hypothèse se rapporte au rôle joué par la plante hôte dans<br />

l’expression de la bioprotection. Il a été établi que Trichoderma est<br />

capable d’induire la résistance des plantes en activant ses réponses de<br />

défense. En plus des barrières physiques que l’hôte développe pour<br />

s’opposer à l’invasion par le pathogène, la plante synthétise des<br />

substances ayant pour rôle d’inhiber ou même éliminer l’agent<br />

pathogène. Ces réactions de défense dépendant de l’état physiologique<br />

de la plante ne seraient pas optimales en présence d’un certain degré de<br />

salinité dans le milieu.<br />

Nous avons montré précédemment que la salinité entraîne des perturbations<br />

physiologiques et métaboliques chez la tomate et que certains paramètres


188<br />

physiologiques liés à la salinité peuvent être modifiés par l’addition de l’infection<br />

avec <strong>Verticillium</strong>. Ces modifications touchent entre autres l’activité de certaines<br />

enzymes comme la nitrate réductase impliquée dans la synthèse des protéines et<br />

les peroxydases qui interviennent dans les processus de résistance des plantes aux<br />

stress abiotiques et biotiques. En fait, nos résultats ont démontré que la<br />

combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong> entraîne une importante chute de l’activité de<br />

ces deux enzymes. Ces données laissent supposer que la diminution de l’effet<br />

protecteur de Trichoderma chez les tomates infectées par <strong>Verticillium</strong>, en<br />

présence de sel, serait liée à une synthèse insuffisante des protéines PR<br />

(pathogenesis-Related) dont la peroxydase. Ne possédant pas le pool suffisant de<br />

protéines nécessaires à la défense contre les outils pathogéniques de <strong>Verticillium</strong>,<br />

les plantes n’ont exprimé qu’une protection partielle.<br />

Il apparaît ainsi que l’arrosage des plantes avec des solutions salines assez<br />

concentrées affaiblit les mécanismes de défenses des plantes et qui pourraient se<br />

traduire par une synthèse insuffisante des protéines PR et des substances<br />

antifongiques comme les phytoalexines (Howell et al., 2000). Les travaux de<br />

Sulistyowati & Keane, (1992) ayant mis en évidence une diminution de la synthèse<br />

de phytoalexines dans les rhizomes du Citrus soumis à la salinité viennent appuyer<br />

cette hypothèse.<br />

Il ressort de cette étude que la bioprotection des tomates contre la verticilliose par<br />

Trichoderma peut être appliquée efficacement si les eaux d’arrosage renferment<br />

des taux de salinité de l’ordre de 30mM de NaCl soit une salinité de 1.74g/l. Cette<br />

concentration se rapproche des concentrations salines des eaux utilisées pour<br />

l’irrigation dans les régions du littoral atlantique marocain et qui appartiennent<br />

aux classes C3 (0.48g/l – 1.44g/l) et C4 (1.4g/l – 3.2) définies par Richard (1969).<br />

Ce résultat, obtenu en serre de culture, ouvre une voie encourageante pour<br />

l’établissement d’une stratégie de lutte biologique contre la verticilliose dans les<br />

conditions salines des sols du littoral atlantique où la verticilliose est fréquente.


189<br />

Conclusion générale<br />

La salinité des sols constitue un problème majeur dans les zones où les cultures<br />

irriguées sont pratiquées. Elle est souvent associée à l’augmentation de la sévérité<br />

des maladies causées par les champignons phytopathogènes du sol. Les études<br />

menées pour expliquer les mécanismes par lesquels intervient la salinité dans<br />

l’augmentation de la sensibilité des plantes aux maladies ont surtout mis l’accent<br />

sur une plus grande prédisposition des plantes à l’infection fongique et une<br />

meilleure tolérance au sel de l’agent pathogène. La physiologie de l’interaction<br />

salinité-infection a été peu étudiée dans le cadre de la verticilliose de la tomate.<br />

C’est pour contribuer à développer cet aspect que nous avons mené cette étude.<br />

Elle a débuté par l’évaluation du niveau de tolérance au sel de la plante hôte et de<br />

l’agent pathogène et s’est poursuivie par l’étude de l’interaction salinité-<br />

<strong>Verticillium</strong> sur la relation hôte-parasite, jusqu’à l’étude des modifications<br />

physiologiques et biochimiques induites par cette interaction chez les plantes<br />

doublement stressées et l’évaluation de l’impact de la salinité sur les composantes<br />

biochimiques de l’agressivité du champignon.<br />

Dans un premier temps, nous avons montré que le chlorure de sodium, aux<br />

concentrations voisines de celles des sols du littoral atlantique, affecte la<br />

germination des graines des variétés de tomate Marmande Claudia et VR. et<br />

réprime le développement végétatif des plantules d’environ 50%. Ces deux variétés<br />

présentent une même et moyenne tolérance à la salinité et constituent ainsi un<br />

matériel de choix pour l’étude des effets de l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong><br />

d’autant plus qu’elles présentent une forte sensibilité à la verticilliose.<br />

Le comportement de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong> d’origine tomate, vis-à-vis de la<br />

salinité, a été étudié in vitro. Plusieurs paramètres de la biologie du champignon<br />

ont été examinés. Nous avons mis en évidence un effet stimulateur du sel sur la<br />

croissance mycélienne et la reproduction de cet isolat, notamment son aptitude à


190<br />

la sporulation et le pouvoir germinatif de ses conidies. Par ailleurs, ce champignon<br />

tolère pour sa croissance des concentrations fort élevées de NaCl de l’ordre de<br />

60g/l.<br />

La capacité du champignon à former les organes de conservation n’est pas stimulée<br />

par la salinité. L’abondance des microsclérotes est optimale pour les<br />

concentrations salines inférieures à 5g/l puis décline. Néanmoins, cette fonction<br />

reste encore appréciable aux très fortes concentrations de NaCl sur les cultures<br />

âgées.<br />

En associant la température comme autre facteur de l’environnement à la salinité,<br />

il s’est avéré que la présence de sel permet au champignon de mieux résister à une<br />

température de 36°C, température sous laquelle la croissance mycélienne est<br />

fortement inhibée dans un milieu dépourvu de sel. La salinité pourrait favoriser<br />

l’adaptation du parasite à des climats chauds et arides.<br />

Pour tenter d’expliquer l’effet du sel sur le développement in vivo du parasite, les<br />

plantes de tomate ont été exposées à la salinité des eaux d’arrosage et à l’infection<br />

par <strong>Verticillium</strong>. L’effet de cette combinaison s’est manifesté par une action<br />

dépressive de la croissance des plantes. Le rabougrissement exagéré de celles- ci<br />

est le reflet de l’effet additif des deux stress, abiotique et biotique, sur le<br />

développement de l’axe aérien des tomates hôtes sans qu’un effet synergique ne<br />

soit apparent. En revanche, l’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> a perturbé le<br />

développement de l’appareil foliaire en retardant le déploiement des feuilles par<br />

les tomates sachant que l’émission des feuilles n’est pas altérée par l’infection seule<br />

ou par la salinité seule. Cette perturbation du développement pourrait être<br />

expliquée par une plus grande sensibilité des plantes à la maladie.<br />

L’étude du pouvoir parasitaire du <strong>Verticillium</strong> en présence de sel a apporté une<br />

confirmation expérimentale à cette hypothèse. En effet, une plus grande<br />

colonisation des tomates par le pathogène a été mise en évidence en conditions<br />

salines de culture.<br />

L’effet stimulateur de la salinité sur la reproduction de <strong>Verticillium</strong> obtenu in vitro<br />

s’est donc concrétisé in vivo. La composition chimique de la sève qui est le reflet de


191<br />

celle du milieu nutritif pourrait constituer un milieu favorable à la sporulation du<br />

champignon installé dans les racines et permettrait un meilleur envahissement des<br />

tissus par le parasite. La stimulation de la colonisation qui en découlerait serait en<br />

rapport avec une plus grande sensibilité de la plante à l’agent pathogène et une<br />

meilleure expression du pouvoir pathogène du parasite.<br />

Le rapport entre la sensibilité des plantes au <strong>Verticillium</strong> et l’importance de la<br />

colonisation a été établi par Brand et al. (1984) sur la menthe et par Garas et al.<br />

(1986) sur le coton.<br />

Le pouvoir pathogène de <strong>Verticillium</strong> est sujet à une grande variabilité qui peut<br />

être expliquée par les variations des composantes de l’agressivité. Ces variations<br />

peuvent être spontanées ou être amorcées par des facteurs de l’environnement du<br />

pathogène. La salinité aurait-elle un effet sur l’expression du pouvoir pathogène du<br />

parasite ?<br />

La réponse à cette question a été recherchée à travers les résultats d’essais<br />

expérimentaux distincts associant le facteur sel à des facteurs susceptibles de<br />

provoquer des variations du pouvoir pathogène, parmi eux la densité de l’inoculum<br />

et le contact avec un hôte inhabituel.<br />

L’analyse des résultats a permis de montrer que l’augmentation des concentrations<br />

salines du milieu nutritif prédispose les plantes de tomate à l’attaque par un<br />

inoculum de faible densité de spores alors qu’un taux d’inoculum suffisant est<br />

nécessaire à la manifestation de la maladie. Ce constat peut être expliqué par nos<br />

résultats sur l’effet stimulateur du sel sur le pouvoir germinatif des conidies de<br />

<strong>Verticillium</strong>. Cette action du sel peut s’exercer au contact de la plante hôte et<br />

multiplier les points d’attaque permettant ainsi le succès de l’infection et<br />

l’apparition de la maladie.<br />

Des tests de pathogénécité d’un isolat de <strong>Verticillium</strong> peu virulent sur tomate,<br />

conduits en présence de sel, ont montré que la salinité favorise l’attaque des<br />

plantes par cet isolat initialement non pathogène. Cette cassure de la résistance<br />

des tomates à cet isolat peut être expliquée par une action directe des ions Na + sur<br />

la saturation en ions Ca ++ des constituants des parois cellulaires racinaires suite à<br />

un antagonisme avec les ions Ca ++ (Standaert, 1975). Celles ci seraient plus


192<br />

facilement dégradables par les enzymes fongiques. D’autre part, le facteur sel<br />

pourrait agir en inhibant les mécanismes de défense élaborés par la plante pour<br />

faire échouer l’attaque par le parasite.<br />

L’impact de la salinité s’est également manifesté sur la spécificité parasitaire de<br />

<strong>Verticillium</strong>. Cette notion est en effet sujette à des variations. Ce travail a montré<br />

qu’un isolat d’origine tomate, non pathogène sur luzerne, peut acquérir de<br />

nouvelles capacités pathogènes vis-à-vis de ce nouvel hôte dès le premier contact si<br />

le milieu nutritif est enrichi en sel. Une telle variation du pouvoir pathogène n’est<br />

possible, dans les conditions normales de culture qu’après un contact prolongé de<br />

l’isolat initial avec l’hôte inhabituel (El Aissami & Lahlou, 1999). La résistance des<br />

luzernes semble ainsi être brisée par la salinité. Celle ci constitue donc un danger<br />

dans les sols où la maladie de certains cultivars n’est pas connue et qui hébergent<br />

des génotypes de <strong>Verticillium</strong>, vu le risque de l’adaptation rapide de ces derniers à<br />

des plantes non spécifiques.<br />

Les causes du changement de la sensibilité des plantes au <strong>Verticillium</strong> sous stress<br />

salin ont été recherchées d’une part au niveau de la physiologie nouvelle de la<br />

plante hôte doublement stressée et d’autre part, au niveau des mécanismes<br />

d’action du pathogène.<br />

Les réactions physiologiques et biochimiques de la tomate face au stress salin<br />

touchent plusieurs composantes notamment la balance minérale, les taux des<br />

composés osmorégulateurs ; les sucres solubles totaux et la proline, et certaines<br />

activités enzymatiques comme l’activité nitrate réductase et l’activité<br />

peroxydasique. L’analyse de ces composantes permet de comprendre le<br />

comportement du végétal dans les conditions salines et définir les critères<br />

physiologiques de la tolérance au sel.<br />

L’addition de l’infection au facteur salinité perturbe les caractéristiques<br />

physiologiques et biochimiques liées au stress salin. Ces perturbations se<br />

manifestent par :


193<br />

1. Une altération de la nutrition minérale.<br />

Les plantes de tomate réagissent à la salinité par un déficit en ions K + compensé<br />

par une accumulation en ions Na + dans les feuilles. Une réaction analogue est<br />

constatée à la suite de l’infection par <strong>Verticillium</strong>. La modification des teneurs en<br />

ces ions monovalents est fort accentuée par le cumul des deux stress<br />

particulièrement aux concentrations modérées de sel. L’excès de l’accumulation<br />

des ions Na + dans les feuilles peut créer un état de toxicité qui nuirait à la<br />

croissance de la plante. Néanmoins, aux fortes concentrations de NaCl, l’effet<br />

additif des deux contraintes sur l’accumulation de ces ions n’est pas observé.<br />

D’autres facteurs doivent intervenir pour ralentir le transport des ions sodium vers<br />

les feuilles.<br />

- 2. Une chute des teneurs en sucres solubles totaux.<br />

La salinité induit une baisse des teneurs en sucres solubles foliaires<br />

particulièrement aux fortes concentrations de sel. Associée à la salinité, l’infection<br />

semble accentuer l’effet néfaste du sel sur ces composés organiques ; les teneurs en<br />

sucres solubles baissent au delà des valeurs normales enregistrées chez les plantes<br />

saines soumises au stress salin. Ce résultat traduit une moindre tolérance des<br />

tomates infectées à la salinité. En effet, les teneurs en sucres solubles totaux sont<br />

de bons indicateurs de tolérance à la salinité chez plusieurs espèces (Rathert,<br />

1984 ; Misra & Dwivedi, 1995).<br />

- 3. Une augmentation des teneurs en proline.<br />

Les teneurs en proline foliaires augmentent avec l’augmentation de la salinité du<br />

milieu nutritif mais aussi avec l’infection verticillienne. Cette augmentation serait<br />

le reflet du degré du déficit hydrique conséquent à l’augmentation du potentiel<br />

osmotique du milieu nutritif et à l’obstruction des vaisseaux du xylème par la<br />

présence du champignon. L’accumulation de cet acide aminé est en effet<br />

considérée comme un indicateur quantitatif des stress qui affectent le statut<br />

hydrique des plantes (Grote & Claussen, 2001). Le déficit hydrique peut à lui seul<br />

expliquer la gravité des symptômes de rabougrissement des plantes doublement<br />

stressées.


194<br />

- 4. Une dépression de l’activité nitrate réductase<br />

Cette enzyme limitante du processus de l’assimilation de l’azote, est légèrement<br />

affectée, dans nos conditions expérimentales par l’infection ou par les<br />

concentrations modérées de NaCl. Seules les fortes concentrations inhibent<br />

l’activité de l’enzyme. L’inhibition de l’enzyme par la combinaison des deux stress<br />

ne peut être écartée comme une cause possible de l’altération sévère de la<br />

croissance des plantes vue l’importance de cette enzyme dans la synthèse des<br />

acides aminés et des protéines.<br />

- 5. Une baisse de l’activité peroxydasique .<br />

L’activité de la peroxydase des racines est stimulée par la salinité ou par l’infection<br />

avec <strong>Verticillium</strong>. Les niveaux d’activité étant plus élevés dans le cas de l’infection.<br />

L’interaction salinité-<strong>Verticillium</strong> se manifeste par un effet tout à fait inverse Les<br />

niveaux d’activité de la peroxydase sont souvent corrélés à la résistance des plantes<br />

aux infections (Pegg, 1981 ; Hammerschmidt et al., 1982). La baisse de l’activité<br />

peroxydasique à la suite de l’interaction salinité-infection suppose une action sur<br />

les mécanismes de défense des plantes qui pourrait se traduire par une baisse des<br />

teneurs en produits phénoliques ; facteurs importants dans la résistance des<br />

plantes contre les champignons vasculaires (Pegg, 1981 ; Candela et al., 1995).<br />

Une grande analogie existe donc entre les effets physiologiques de la salinité et<br />

ceux de l’infection avec <strong>Verticillium</strong> chez la tomate. Certains paramètres<br />

physiologiques modifiés sont corrélés avec la notion de résistance/sensibilité à la<br />

salinité. Ces modifications, accentuées ou déprimées par l’interaction salinité-<br />

<strong>Verticillium</strong> seraient à l’origine des changements dans l’expression des symptômes<br />

communs aux deux stress tel le déficit de la croissance. Ces changements peuvent<br />

correspondre à une moindre tolérance de la plante à la salinité et/ou à la<br />

verticilliose.<br />

Les symptômes de la maladie sont en fait le reflet de l’action des métabolites<br />

toxiques libérés par le parasite dans les tissus infectés. En effet, les mécanismes<br />

physiologiques qui déterminent l’agressivité du <strong>Verticillium</strong> intéressent la


195<br />

production de toxines (Meyer et al., 1994 ; Nachmiais et al., 1982-1985) et<br />

d’enzymes (Russel,1975 ; Balandina et al., 1976 ; El Aissami & Lahlou, 1998).<br />

Aussi, une influence du sel sur les mécanismes d’action du <strong>Verticillium</strong> est une<br />

éventualité qui ne peut être écartée. Cette suggestion a été vérifiée par des tests in<br />

vitro visant à montrer l’influence du sel sur les composantes du pouvoir pathogène<br />

de l’isolat de <strong>Verticillium</strong>.<br />

L’évaluation de l’effet du sel sur le pouvoir toxinogène du <strong>Verticillium</strong>, à l’aide de<br />

biotests, a montré une augmentation de la phytotoxicité des filtrats de culture avec<br />

l’élévation des concentrations en sel du milieu de culture. Cette modification de la<br />

phytotoxicité in vitro laissent supposer une action positive de la salinité de la sève<br />

des plantes soumises au stress salin sur les capacités toxinogènes de <strong>Verticillium</strong><br />

in vivo en touchant entre autres la qualité et/ou la quantité de toxines produites à<br />

l’intérieur des vaisseaux de la plante hôte favorisant ainsi l’apparition des<br />

symptômes (Keen et al., 1972 ; Chaib, 1987).<br />

Nos résultats ont également montré une stimulation de l’activité<br />

carboxyméthylcellulase en fonction de la salinité croissante du milieu CMC<br />

approprié à la production de l’enzyme (Regragui et al., 2003). La production des<br />

polysaccharidases par <strong>Verticillium</strong> peut varier avec la nature de la source de<br />

carbone (Gupta & Heale, 1971 ; Bakhali, 1995). Cette étude a mis en évidence, pour<br />

la première fois, l’effet du chlorure de sodium sur l’activité cellulolytique de<br />

<strong>Verticillium</strong> rejoingnant les travaux de El Abyad et al. (1992) sur l’impact de la<br />

salinité du milieu sur les activités enzymatiques de Sclerotium. rolfsii et de<br />

Rhizoctonia. Solani.<br />

En revanche, le sel semble avoir un effet négatif sur l’activité des phénoloxydases,<br />

produites par le champignon, principalement les laccases. En effet, l’activité de ces<br />

enzymes diminue dès que le milieu s’enrichit en NaCl. Ces enzymes ne sont pas<br />

liées directement à la pathogénèse du champignon mais peuventt intervenir dans<br />

sa phase saprophytique en dehors de la plante hôte ; le champignon vit, en effet,<br />

sur les débris végétaux qu’il dégrade en tant que saprophyte (Lahlou, 1983).<br />

La modification des activités enzymatiques serait associée à une action plus<br />

profonde du sel sur la synthèse des protéines extracellulaires par <strong>Verticillium</strong>.


196<br />

L’analyse biochimique des filtrats de culture a révélé une augmentation de la<br />

quantité de protéines excrétées dans les milieux de culture lorsque ces derniers<br />

sont amendés avec NaCl (2-6g/l). Cette hausse des taux de protéines a été<br />

accompagnée d’une variation du pH final des filtrats qui est passé de la neutralité à<br />

une légère alcalinité aux concentrations inductrices. Les variations du pH<br />

traduisent une diversité dans la production métabolique du parasite soumis au<br />

régime salin.<br />

L’analyse électrophorétique des protéines, excrétées dans les filtrats de culture, a<br />

permis de rendre compte de cette diversité. Elle a mis en évidence d’une part, une<br />

action positive du sel sur l’expression des protéines majeures de PM 63 ; 73 et 76<br />

Kda et d’autre part, l’absence de la protéine 45 Kda à partir de 4g/l et la synthèse<br />

de novo de deux nouvelles protéines.<br />

Les changements dans la quantité et la qualité des protéines secrétées seraient<br />

corrélés à une plus grande virulence de l’agent pathogène en présence de sel. Cette<br />

suggestion va dans le sens des observations d’autres travaux ayant mis en rapport<br />

la quantité de protéines excrétées et la pathogénécité des isolats de <strong>Verticillium</strong><br />

(Chaib, 1987 ; Saksirirat & Hoppe, 1991 ; Nachmias et al., 1992).<br />

Dans l’objectif de lutter efficacement contre la verticilliose par un moyen non<br />

polluant et sans inconvénients pour l’environnement, la bioprotection des tomates<br />

contre la verticilliose a été tentée en conditions salines de culture.<br />

Une étude préliminaire conduite in vitro a mis en évidence que l’antagonisme<br />

microbien de plusieurs microorganismes bénéfiques du sol (Penicillium sp,<br />

Talaromyces flavus, Trichoderma harzianum, Fusarium oxysporum non<br />

pathogène et Bacillus sp) vis-à-vis du <strong>Verticillium</strong> est stimulé par la salinité du<br />

milieu de culture. L’action favorable du sel serait due à la bonne tolérance à la<br />

salinité de ces différents antagonistes. Parmi ces derniers, Trichoderma<br />

harzianum a été retenu pour des essais in vivo en raison de son action antagoniste<br />

très performante à l’égard de l’isolat P80 de <strong>Verticillium</strong>.


197<br />

L’analyse des effets du sel sur l’efficacité des différents modes d’action de T.<br />

harzianum in vitro a montré que l’action antagoniste, exercée par compétition et<br />

par antibiose, n’est affaiblit que par des concentrations de NaCl élevées dépassant<br />

celles des sols salins marocains.<br />

L’antagonisme de T. harzianum, bien exprimé in vitro, a été testé in vivo au<br />

contact de la plante hôte. Dans les conditions normales de culture, le traitement<br />

préalable des racines de tomate par les spores de l’antagoniste a conféré aux<br />

plantes une protection positive qui s’est exprimée par la réduction de l’action<br />

dépressive du parasite sur la croissance des plantes.<br />

Le succès de cette protection dépend du délai séparant la pré-inoculation de<br />

l’inoculation agressive. Un délai de 48heures a assuré une protection positive des<br />

tomates contre la verticilliose. Cet intervalle de temps semble nécessaire pour le<br />

déclenchement des réponses de défense de la plante à la suite de la primoinfection.<br />

Les mécanismes de défense des plantes sont complexes et font appel à des<br />

mécanismes cellulaires, biochimiques et moléculaires. Plusieurs travaux ont mis<br />

en évidence la synthèse des protéines PR (Pathogenesis related) et des<br />

phytoalexines. Howell et al. (2000) ont pu isolé des terpénoides des racines de<br />

coton inoculées avec Trichoderma virens. Ces molécules possèdent des propriétés<br />

antifongiques contre R. solani. D’autres phytoalexines extraites des feuilles de<br />

luzerne à la suite d’inoculation incompatible inhibent la germination des spores de<br />

V. albo-atrum et freine la progression du champignon dans la totalité de la plante<br />

(Flood & Milton, 1982). Ce dernier point vient réconforter notre résultat<br />

concernant le retard de la colonisation des tiges par l’agent pathogène chez les<br />

plantes de tomate protégées par T. harzianum.<br />

En fait, la présence de l’antagoniste sur les racines de tomate 48 heures avant<br />

l’infection par le pathogène ne s’oppose pas à l’invasion de la racine par le parasite,<br />

mais semble retarder l’avancée mycélienne dans la totalité des tissus du xylème<br />

grâce à des mécanismes qui reste à élucider.


198<br />

Dans la nature, l’efficacité de cet antagoniste dépend des facteurs de<br />

l’environnement. Aussi, sa capacité à induire la résistance des tomates à<br />

<strong>Verticillium</strong> a été examinée en conditions salines de culture. Les résultats de cette<br />

étude a dévoilé que la bioprotection des tomates arrosées avec des solutions salines<br />

à 30mM de NaCl est aussi satisfaisante que celle conférée en absence de sel. Des<br />

concentrations salines plus élevées ne permettent qu’une protection partielle alors<br />

qu’elles ne semblent pas réduire l’action antagoniste de T. harzianum in vitro.<br />

Cette constatation souligne le rôle joué par la plante dans l’expression de la<br />

bioprotection. Le degré de protection acquise dépendrait donc de l’efficacité des<br />

mécanismes de défense mis en jeu avant le processus de la pathogénèse. La<br />

performance de ces derniers serait affaiblie en présence d’un certain degré de<br />

salinité.<br />

Il faut toutefois signaler que les concentrations salines favorables à l’expression de<br />

l’antagonisme in vivo de T. harzianum s’alignent avec les taux de salinité des eaux<br />

d’irrigation utilisées dans les régions du littoral atlantique.<br />

Grâce aux résultats obtenus, le contrôle biologique de <strong>Verticillium</strong> par T.<br />

harzianum peut être suggéré pour éliminer la maladie dans les sols salins comme<br />

alternative à l’utilisation des traitements chimiques actuellement fort contestés.<br />

Certes, la protection conférée aux plantes a été obtenue dans des conditions<br />

contrôlées de culture et d’inoculation. L’agent inducteur de la résistance a été<br />

effectivement appliqué directement sur les racines pour assurer une colonisation<br />

efficace de celles-ci par le microorganisme bénéfique. Pour compléter cette étude,<br />

des essais au champ sont nécessaires pour tester la capacité de Trichoderma<br />

harzianum à coloniser les sols salins et à empêcher la réussite de l’infection avec<br />

<strong>Verticillium</strong> en agissant par antagonisme ou par induction de la résistance.<br />

L’étude préalable de son interaction avec les autres microorganismes du sol est<br />

primordiale avant son incorporation dans notre environnement.<br />

En perspective, les résultats de cette étude ouvrent des voies de recherche<br />

intéressantes.


199<br />

Nos tests se sont limités à l’analyse des paramètres physiologiques liés à la<br />

combinaison salinité-<strong>Verticillium</strong>. D’autres études doivent se pencher sur la<br />

caractérisation biochimique des protéines extracellulaires synthétisées de novo par<br />

le champignon sous régime salin et leur effet sur la plante.<br />

Les recherches sur la bioprotection des tomates pourront se poursuivre par l’étude<br />

de l’impact de la salinité sur les mécanismes de défense, physiques et<br />

biochimiques, impliqués dans l’induction de la résistance au <strong>Verticillium</strong> par T.<br />

harzianum.<br />

Elles porteront d’une part, sur les modifications structurales des cellules<br />

provoquées par le traitement avec les spores de T. harzianum et d’autre part, sur la<br />

caractérisation biochimique des molécules défensives et l’évaluation de leur<br />

pouvoir antifongique.<br />

Il se trouve par ailleurs que certaines souches de Trichoderma sp semblent exercer<br />

une action stimulatrice de la croissance des plantes. La recherche de souches de<br />

Trichoderma sp à la fois tolérantes au sel, stimulatrices de la croissance et<br />

antagonistes à <strong>Verticillium</strong> pourrait ouvrir de nouveaux horizons visant<br />

l’amélioration et la protection des plantes dans les zones où le problème de la<br />

salinité est posé.


200<br />

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216<br />

ANNEXES<br />

ANNEXE 1 : Milieux de culture et solution d’arrosage<br />

- Milieu PDA :<br />

*PDA (Difco)<br />

40g<br />

*Gélose<br />

5g<br />

*Eau distillée<br />

1L<br />

Autoclaver à 110°c pendant 30 minutes<br />

- Milieu Malt<br />

*Extrait de malt 20g<br />

*Gélose<br />

20g<br />

*Eau distillée<br />

1L<br />

Autoclaver à 110°c pendant 30 minutes<br />

- Milieu Czapeck liquide<br />

*NaNO3<br />

2g<br />

*KH2 PO4<br />

1g<br />

*MgSO4 7H2O 0.5g<br />

*KCL 0.5g<br />

*FeSO4 7H2O 0.01g<br />

*Saccharose<br />

30g<br />

*Eau distillée<br />

1L<br />

Autoclaver à 120°C pendant 30 minutes<br />

-Solution nutritive d’arrosage<br />

*Ca(NO3)2 4H2O 0.935g<br />

*Mg SO4 7H2O 0.544g<br />

*KH2PO4 0.181g<br />

*K2H PO4 0.058g<br />

*KNO3 0.353g<br />

*NH4 NO 0.023g<br />

*(NH4)2 SO4 0.086g<br />

*Oligo-élément (a)<br />

0.05ml<br />

*Complexe ferrique(b) 0.5ml<br />

*Eau distillée<br />

1000ml<br />

(a) ZnSO4 7H2o : 100mg - MmnCl2 4H2O:100mg - H3BO3 :100mg<br />

FeCl3 6H2O :50mg – CuSO4 5H2O64mg – KI:10mg<br />

NH4 MoO4 :10mg – Eau distillée qsp :1000ml<br />

(b) Dissoudre 21g de complexon II (EDTA) dans 286ml de KOH N et<br />

ajouter 24.9mg FeSO4 7H2O. Ajuster à environ 950ml avec de l’eau distillée<br />

puis agiter le tout à l’air pendant une nuit.Ajuster le pH à 5.5 avec de la<br />

potasse. Compléter à 1000ml.


217<br />

ANNEXE 2 : Electrophorèse SDS-PAGE<br />

A. Solutions stocks<br />

Utiliser de l’eau bidistillée fraiche. Toutes les solutions doivent être filtrées sur<br />

papier Wattman n°1 après dissolution. Les pH des solutions doivent être vérifiés<br />

avant chaque utilisation<br />

1. Solution d’acrylamide-bis : protogel<br />

*Acrylamide<br />

30g<br />

*Bis-acrylamide 0.8g<br />

*H2O<br />

1000ml<br />

Conserver à l’obscurité à 4°C (1 à 2 mois)<br />

2. Tampon pour gel de séparation (resolving gel buffer)<br />

*Tris-Cl (1.5M) 36.3g<br />

*H2O qsp<br />

200ml<br />

Ajuster le pH à 8.8 avec HCl. A conserver deux mois à 4°C<br />

3. Tampon pour gel de concentration (Staking gel buffer)<br />

*Tris-Cl 1M<br />

6g<br />

*H2O qsp<br />

50ml<br />

Ajuster le pH à 6.8 avec HCl<br />

4. Solution de SDS à 10% (Sodium dodecyl sulfate)<br />

*SDS<br />

10g<br />

*H2O<br />

100ml<br />

Conserver à la température ambiante plusieurs semaines.<br />

5. tampon de migration x 5<br />

*Tris-base 15.1g<br />

*Glycine<br />

94g<br />

*SDS<br />

50ml de la solution SDS à 10%. A ajouter<br />

au dernier moment.<br />

6. Solution de persulfate d’ammonium à 10%<br />

A préparer au dernier moment<br />

*Persulfate<br />

100mg<br />

*H2O<br />

1ml


218<br />

B. Préparation des gels<br />

1. Gel de séparation à 10% d’acrylamide<br />

Mélanger dans une fiole à vide de 500ml :<br />

Protogel<br />

16.7ml<br />

Tris-Cl 1.5M<br />

12.5ml<br />

SDS<br />

0.5ml<br />

H2O<br />

19.5ml<br />

Ajouter goutte à goutte<br />

Persulfate d’ammonium 500µl<br />

TEMMED 20µl<br />

Dégazer sous vide jusqu’à disparition complète des bulles. Couler immédiatement<br />

le gel avec une pipette de 5ml. Mettre un mince filet d’eau à la surface du gel pour<br />

éviter toute évaporation<br />

2. Gel de concentration (Staking) à 5%<br />

Mélanger dans une fiole à vide de 250ml<br />

Protogel<br />

1.7ml<br />

Tris-HCl 1M 1.25ml<br />

SDS<br />

0.1ml<br />

H2O<br />

6.8ml<br />

Mélanger et dégazer sous vide comme précédemment. Pendant ce temps, éliminer<br />

l’eau à la surface du gel de séparation. Rincer trois fois avec le tampon Tris-HCl 1M<br />

dilué au ¼. Eliminer le maximum de tampon avec du papier Joseph.<br />

Après dégazage, ajouter<br />

Persulfate d’ammonium 100µl<br />

TEMED 10µl<br />

Couler sur le gel précédent avec une pipette de 1ml. S’assurer de la polymérisation<br />

du gel dans le liquide qui reste dans la fiole.<br />

Placer le peigne entre les deux plaques de verre pour former les puits. Après<br />

polymération du gel, le peigne est enlevé et les puits sont rincés.<br />

C. Préparation des extraits avant dépôt<br />

1. Solution de traitement des échantillons<br />

*Tampon TrisHCl 0.5M 1.25ml


219<br />

*SDS à 10%<br />

2ml<br />

*Glycérol<br />

1ml<br />

*mercaptoéthanol<br />

0.5ml<br />

*Bleu de bromophénol à 1% 0.20ml<br />

2. traitement des échantillons<br />

Mélanger l’échantillon à analyser volume à volume (ex 50µl + 50) dans la solution<br />

de traitement.<br />

Chauffer 5 minutes à 100°C en faisant un trou dans l’eppendorf. Les échantillons<br />

peuvent être conservés à –20°C et réchauffés avant utilisation.<br />

D. Courbe étalon des protéines standards<br />

Log PM<br />

2,4<br />

2,3<br />

2,2<br />

2,1<br />

2<br />

1,9<br />

1,8<br />

1,7<br />

1,6<br />

1,5<br />

1,4<br />

0,02 0,14 0,28 0,35 0,79<br />

mobilité relative<br />

Les zymogrammes sont établis après chaque révélation. Le rapport frontal est<br />

calculé par la suite comme suit :<br />

RF= distance parcourue par la bande<br />

Distance parcourue par le front de migration<br />

Les PM des différentes bandes sont déterminés par extrapolation de la courbe<br />

étalon des protéines standards.

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