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Dossier grand public Chalarose du frêne © Arnaud Dowkiw

Chalarose du frêne : recherches et dispositif Inra

Parcelle de plants de fresne suivi dans le cadre des recherches sur la chalarose, maladie provoquée par un champignon parasite. Unité Expérimentale Génétique et Biomasse Forestières (GBFor) du centre Inra Val de France à Orléans.. © Bertrand NICOLAS - Inra, NICOLAS Bertrand

Le dispositif expérimental de l’Inra, une aubaine pour étudier la résistance des frênes à la chalarose

Pour étudier la résistance du Frêne commun (Fraxinus excelsior) à la chalarose, l’Inra a la chance de disposer d’un réseau de 15 parcelles expérimentales. Partez en reportage sur le site de Moulins-sur-Yèvre (Cher) avec les scientifiques et techniciens d’Orléans qui suivent de près l’état de santé de plus de 3 000 frênes communs de différentes origines géographiques (du Sud de l’Italie à la Lituanie). Découvrez avec l’interview d’Arnaud Dowkiw, généticien forestier à l’unité Biofora, les résultats obtenus sur le site de Devecey (Doubs), ainsi que les enjeux de la sélection variétale pour élaborer une stratégie de lutte durable contre la chalarose.

Par Patricia Léveillé - Arnaud Dowkiw - Vidéo : Pierre de Parscau
Mis à jour le 23/08/2018
Publié le 21/08/2018

Quels ont été vos premiers résultats ?
Arnaud Dowkiw : Le dispositif expérimental de Devecey a été le premier de nos dispositifs de terrain à avoir été touché par la chalarose (ce site est situé à quelques km de la première détection de la chalarose en France en 2008). Cette parcelle contenait à l'origine 788 frênes communs issus de 3 provenances de l'Est de la France. Nous avons suivi l’évolution de l'état sanitaire des arbres au houppier entre 2010 et 2015 : le taux d'individus sans symptômes au houppier a chuté très rapidement à partir de 2010 pour atteindre 3% seulement en 2015. Sur la même période, la mortalité, en revanche, a évolué très lentement atteignant 12% des arbres. En fait, ces évolutions caractérisent bien l’épidémie de chalarose : une mortalité qui augmente significativement après 5 ans d'exposition à la maladie et un très faible taux d'individus sains, de l'ordre de 1 à 2%.

Quelles conclusions tirer de ces premières observations ?
A.D. : Si seule une infime proportion d'individus est en mesure de résister au champignon, les peuplements de frêne vont nécessairement subir une très forte perte de diversité génétique qui les rendra encore plus vulnérables dans le futur. Ils risquent également de ne pouvoir se régénérer du fait de l'éloignement des arbres encore vivants. En conséquence, nous n’avons pas d’autre choix que d’étudier des milliers d’arbres pour concilier sélection et préservation de la diversité de l’espèce.

L’origine géographique a-t-elle une incidence sur le niveau de résistance des frênes ?
A.D. : Nous n’avons relevé aucune différence significative entre les trois provenances du dispositif de Devecey pour le niveau de sensibilité à la chalarose. Pour l’instant, hormis une étude lituanienne où des gelées tardives ont compliqué l’étude de la réponse à la chalarose, aucun résultat ne permet de dire que certaines origines sont plus résistantes que d’autres. C’est plutôt une bonne nouvelle car cela autorise à penser qu'il sera possible de sélectionner des frênes qui soient à la fois résistants à la chalarose et adaptés à différentes conditions climatiques.

La variabilité se transmet-elle aux générations suivantes ?
A.D. : C’est en effet une question essentielle pour les sélectionneurs, et donc la première à laquelle j’ai cherché à répondre. Très concrètement, il s’agit de savoir si les graines qui seraient produites par des frênes sélectionnés pour leur résistance à la maladie et que l’on planterait dans ce que l’on appelle un « verger à graines » présenteraient elles aussi une supériorité en terme de résistance. Le paramètre qui permet de quantifier cela se nomme l’héritabilité. Il varie entre 0 et 1 et pour la résistance à la chalarose nous l’avons estimé à 0.42, tant au houppier qu’au collet.  C’est une valeur encourageante mais modeste qui indique que la génération suivante sera quand même très variable et qu’il faudra encore faire du tri.

La résistance est-elle stable dans le temps ?
A.D. : C'est LA grande question. Pour avoir beaucoup travaillé sur les phénomènes de contournement de résistance par les champignons sur un autre arbre, le peuplier, je sais que ce que l’on mesure est valable à l’instant T, dans un environnement donné et pour les souches du champignon que l’on a étudiées. Il faut avoir conscience que la chalarose telle qu’on la connait en France n’est qu’un minuscule échantillon de la diversité qui existe dans son aire d’origine qui est l’Asie au sens large. Il faut donc espérer qu’il n’y aura pas de nouvelles introductions. Dans l'immédiat, la solution la plus pragmatique consiste à limiter les risques en diversifiant les sources de résistance, c'est-à-dire ne pas faire reposer l'avenir du frêne uniquement sur quelques arbres résistants.

Quels besoins de recherche identifiez-vous pour demain ?
Pollinisation croisée sur un frêne. Les fleurs isolées dans des sacs sont pollinisées à l'aide d'un pollen récolté sur un autre arbre (pas forcément à la même saison). Unité Expérimentale Génétique et Biomasse Forestières (GBFor) du centre Inra Val de Loire à Orléans.. © Bertrand NICOLAS - Inra, NICOLAS Bertrand
Pollinisation croisée sur un frêne. Les fleurs isolées dans des sacs sont pollinisées à l'aide d'un pollen récolté sur un autre arbre (pas forcément à la même saison). Unité Expérimentale Génétique et Biomasse Forestières (GBFor) du centre Inra Val de Loire à Orléans. © Bertrand NICOLAS - Inra, NICOLAS Bertrand
A.D.
: Nous avons besoin d’acquérir et développer les connaissances et les outils nécessaires à l'hybridation et à la multiplication végétative du frêne. Nous étudions le système de reproduction du frêne commun avec l’université de Lille et nous avons récemment fait des découvertes majeures à ce sujet*. Nous travaillons en partenariat avec les pépiniéristes sur la multiplication végétative du frêne par greffage et (plus difficile) par bouturage.
Nous ne devons pas non plus occulter les autres menaces auxquelles le Frêne pourrait être confronté. Ainsi, l’agrile du frêne, coléoptère lui-aussi originaire d’Asie et qui fait des dégâts considérables en Amérique du Nord mais aussi à Moscou, pourrait bien nous arriver un jour. Si la sélection naturelle exercée par la chalarose conduit à une baisse drastique de la variabilité génétique du frêne, il risque de se trouver fort dépourvu. J’aimerais souligner, enfin, qu’il serait utile d’étendre la réflexion au frêne oxyphylle lui aussi menacé par la chalarose.

La chalarose emporte avec elle des arbres dont le patrimoine génétique est irrémédiablement perdu. Où en êtes-vous dans la conservation des ressources génétiques du frêne ?
A.D. : Actuellement, plus de mille lots de graines de frêne (essentiellement frêne commun) issus de toute l'Europe sont conservés à l'Inra à une température de -7°C. Il ne s’agit pas d’une collection à proprement parler mais des reliquats du matériel végétal qui a été planté en dispositifs et ce mode de conservation ne garantit pas une durée de stockage suffisante. Il s'agit cependant de la seule banque de graines de frêne disponible en France ...
La conservation des ressources génétiques du frêne est un chantier qu'il nous semble urgent d'ouvrir et pour lequel nous sommes en quête de moyens d'action et de collaborations.

Vous développez actuellement une application pour smartphone dans le but de faire participer les citoyens à la sélection de frênes résistants à la chalarose. D’où vous est venue cette idée et qu’en attendez-vous ?
A.D. : L’idée m’est venue des nombreuses sollicitations que je reçois par le biais de mon site web ou au cours des conférences que je donne sur le sujet. Des citoyens informés de la progression de la chalarose, mais aussi des gestionnaires d’espaces naturels me signalent des arbres qui leur semblent intéressants. J’ai donc voulu créer un réceptacle pour leurs observations. Ce faisant, j’ai pour objectif de mieux faire connaître la chalarose en dehors du seul secteur forestier car les frênes sont tout autant présents en ville qu'à la campagne. Cela permettra de démultiplier nos moyens d’action car les 30 000 arbres que nous étudions dans nos dispositifs ne couvrent pas toute la diversité du frêne présente sur le territoire national. Cette application portera d’ailleurs sur le frêne oxyphylle en plus du frêne commun. Elle est en cours de développement avec l’Inra de Bordeaux (unité Santé et agroécologie du vignoble, Save) sur la base de la plateforme Ephytia.

* Pour aller plus loin

Contact(s)
Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Écologie des forêts, prairies et milieux aquatiques
Centre(s) associé(s) :
Val de Loire

Un réseau, une opportunité, une chance !

Frêne. Carte du dispositif expérimental Inra. © Inra, Arnaud Dowkiw
© Inra, Arnaud Dowkiw

Au milieu des années 1990, donc avant que la chalarose ne soit décrite, l’UMR Biologie intégrée pour la valorisation de la diversité des arbres et de la forêt (BioForA) de l'Inra Val de Loire (site d’Orléans) a reçu pour mission de travailler à la création de variétés de Frêne commun. Cette époque a vu la conjonction de multiples opportunités de collaborations à l'échelle européenne, au travers de réseaux et de projets.
Des graines ont été échangées entre instituts de recherche et Jean Dufour, Ingénieur de Recherche, a progressivement constitué un réseau de dispositifs de terrain pour la comparaison de provenances de Frêne commun. Dix-sept dispositifs ont été installés entre 1988 et 2009 sur des terrains publics (communaux) ou privés. Quinze de ces dispositifs sont toujours actifs.

Les dispositifs sont répartis sur toute la France et regroupent différentes provenances (115 au total). Dans certains d'entre eux, les arbres issus de graines récoltées sur le même arbre-mère sont identifiés par un même code "famille" (on parle de familles de demi-frères).
Aujourd'hui, ce réseau de dispositifs de plus de 30 000 arbres constitue une véritable richesse pour la compréhension de l'interaction entre le Frêne commun et Hymenoscyphus fraxineus.