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Une collection nationale de bactéries du phloème

(21/02/2005)

© Inra, symptômes de jaunisse

Les bactéries qui infectent les vaisseaux des végétaux sont à l’origine de maladies incurables sur de nombreuses espèces. Une collection in planta permet de les recenser, de les conserver et de les étudier.

Au terme d’un travail de quatre années, l’Unité Inra-Université Bordeaux 2 "Génomique, développement et pouvoir pathogène" a constitué une collection de phytoplasmes d’intérêt international.

Les phytoplasmes sont des bactéries qui se multiplient dans les tubes criblés du phloème des plantes et sont responsables de plus de 300 maladies pour lesquelles aucune lutte curative n’est possible. Ils sont transmis d’une plante à l’autre par des insectes piqueurs-suceurs qui se nourrissent de sève élaborée. En France, les maladies les plus préoccupantes sont la flavescence dorée de la vigne, l’enroulement chlorotique de l’abricotier et le stolbur affectant de nombreuses plantes maraîchères et la vigne (bois noir).

© Inra Les phytoplasmes se multiplient dans les tubes criblés du phloème et circulent par les cribles.

Une biodiversité d’intérêt scientifique

Pour pouvoir prévenir ou lutter contre ces maladies, l’unité :

• développe des connaissances sur les bactéries en cause avec l’étude du génome des phytoplasmes de la flavescence dorée et du stolbur ;
• élucide les mécanismes impliqués dans leur transmission par les insectes ;
• étudie l’origine des symptômes chez la plante à partir de trois modèles : la tomate et la pervenche de Madagascar infectées par le phytoplasme du stolbur et la pervenche infectée par Spiroplasma citri ;
• suit les épidémies et l’émergence ou la résurgence de maladies.

C’est pour mener ces recherches qu’une collection de phytoplasmes a été constituée. Elle a pour vocation de collecter et rassembler la diversité des isolats de phytoplasmes, de les entretenir et de les mettre à disposition des chercheurs. Les Services de la Protection des Végétaux et les instituts techniques ont aussi recours à cette collection dans leurs activités de conseil et d’expertise.

Constituer la collection : plusieurs difficultés à résoudre

Ces bactéries ne peuvent pas actuellement être cultivées en milieux de culture, on ne peut donc les conserver et les multiplier que dans un hôte végétal. La pervenche de Madagascar est utilisée pour le maintien en collection des phytoplasmes car elle est l’hôte expérimental d’une grande majorité d’entre eux. Elle permet leur multiplication et exprime facilement des symptômes caractéristiques de ce type de maladies. De plus elle est considérée comme un "cul-de-sac épidémiologique". Les pervenches infectées présentant une dégénérescence quelquefois rapide il faut régulièrement greffer des rameaux contaminés sur des pervenches saines pour assurer le maintien de la collection.

© Inra Fleurs de pervenche saine	et manifestant un symptôme de phyllodie dû au phytoplasme du stolbur

En outre, les erreurs de greffages entre plantes abritant des isolats différents ainsi que les échanges entre la serre et l’extérieur doivent être soigneusement évités. Pour cela, la collection est maintenue en serre insect-proof  et les transferts de plante infectée à plante saine se font en conditions d’isolement.

Cette gestion de la collection demande traçabilité et fiabilité et s’intègre dans une démarche qualité.

La diversité et la caractérisation des isolats font la valeur de la collection

À l’origine, les différents laboratoires travaillant sur les phytoplasmes dans le monde avaient chacun constitué une collection. En 2000, l’unité s’est engagée dans la constitution d’une collection représentative de la diversité de ces bactéries en demandant des isolats aux laboratoires européens et américains pour constituer une collection la plus complète possible. Aujourd’hui, cette collection vit à travers les échanges d’isolats.

Un travail de taxonomie, c’est-à-dire d’identification et de classification des isolats, a permis de caractériser la diversité de la collection. Pour cela plusieurs méthodes sont employées:

• l’identification morpho-physiologique permet de caractériser certains groupes d’isolats par les symptômes manifestés par les plantes infectées (balais de sorcière, anomalies florales par exemple) ;
• les méthodes sérologiques, basées sur une reconnaissance antigène/anticorps, offrent une caractérisation spécifique de chaque isolat, elles peuvent être employées lorsque des anticorps sont disponibles ;
• les contrôles moléculaires, permettant l’établissement de profils ADN caractéristiques, sont les méthodes les plus fines. L’identité des souches maintenues dans la collection a été confirmée par le séquençage du fragment ADNr16S et un arbre phylogénétique a été établi. Ce travail se poursuit avec le séquençage d’autres fragments permettant une classification plus fine à l’intérieur de certains groupes.

Actuellement 97 isolats sont disponibles. Ils sont classés en 9 groupes de 4 à 24 isolats, les groupes les plus riches étant ceux de la jaunisse de l’aster (groupe I), de la jaunisse de l’Orme auquel appartient la flavescence dorée (groupe V) et du stolbur (groupe XII). Cette collection est unique en Europe.