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Les stimulateurs de défense
    des plantes: quelles
 applications pratiques en
         attendre?
Plan de la présentation

• Introduction sur les stimulateurs de
  défense
  – Définition
  – Diversité
  – Mode d’action
• Quelques exemples pratiques
  – Résultats en conditions contrôlées
  – Homologations actuelles
• Perspectives pour ce type de produits
  – Avantages
  – Freins à leur développement
Définition


Un stimulateur de défense des plantes est
une molécule ou un microorganisme non-
pathogène capable d’induire chez une plante
des modifications physiologiques, locales ou
systémiques, conduisant à la mise en place
de mécanismes de défense.
Grande diversité des éliciteurs


Diversité des molécules:
ions, aa, protéines, glucides, lipides,
métabolites secondaires,
microorganismes,…


 Diversité de la source d’obtention:
 sol, microorganismes, plantes, algues,
 animaux,…
Exemples d’éliciteurs homologués:

  Nom de la                                                                                Problème
                   Matière active             Risque           Culture concernée
  spécialité                                                                             phytosanitaire
                                                                     Agrumes             Gommose parasitaire

                                                                      Ananas
                                                                 Arbre + arbustes           Phytophthora

 Aliette EV   ®   Phoséthyl-aluminum           Irritant            d’ornement
                                                                      Fraisier                 Mildiou

                                                                      Gazon                    Pithium

                                                                 Poirier/pommier            Feu bactérien
                                          Irritant/dangereux            Blé                  Septoriose
   BION   ®       Acibenzolar-S-methyl   pour les organismes
                                               aquatiques             Tomate                 Bactériose

                                                                                             Piétin verse
                                                                        Blé                    Oïdium

                                                                                             Septoriose

  Iodus 2    ®        Laminarine          Sans classement                                      Oïdium
                                                                       Orge
                                                                                          Helminthosporiose

                                                                      Fraisier                 Oïdium

                                                                 Poirier/cognassier         Feu bactérien

  Stifénia    ®        Fenu grec          Sans classement              Vigne                   Oïdium


                                                                                      Source e-phy
Activation du métabolisme de la plante par
     application de stimulateurs de défense
     Cellule végétale Sensible




  Noyau
                             Récepteurs
  Gènes
   de
 défense

                            Ca2+
       +++
       ++
   Voies                     burst oxydatif
métaboliques
Activation du métabolisme de la plante par
     application de stimulateurs de défense
    Cellule végétale Résistante


                 Protéines-PR           Barrières physiques :
                                        « Renforcement des parois »
  Noyau
                     Phytoalexines      Barrières chimiques :
  Gènes                                 « Molécules anti-microbiennes »
   de
                          lignine
 défense


       +++
       ++               SA
   Voies                                Résistance systémique
métaboliques           MeJA

                                                  Agent
                                     ATTAQUE
                      …                         pathogène
Cas des potentialisateurs


potentialisateur   pathogène




           mécanismes     mécanismes
           de défense     de défense
           non induits      induits
Processus expérimental d’évaluation
   des stimulateurs de défense
                       J0           J5              J12-22-32-42




   Réception et    Traitement   Inoculation          Notations des
  repiquage des     préventif    artificielle   symptômes et traitements
      plants                                          successifs



Crédit Photo BBV




                   Exemple de l’oïdium du fraisier
Efficacité sur le mildiou du
              Chou-fleur




                                                        Efficacité sur mildou du chou-fleur


                                       100
                                                                                                    87
                                       90
                                                                                   75
Efficacité par rapport au témoin eau




                                       80

                                       70

                                       60

                                       50                           42
                                       40
                                                   28
                                       30

                                       20

                                       10

                                        0
                                             Stifénia         Chitosan          TTF5          ASM
Efficacité sur le
                                  mildiou de la laitue




                                          Efficacité sur mildiou de la laitue


                            100                                                          96
                                                                89
                             90
efficacité par rapport au




                             80
                             70      65
       témoins eau




                             60
                             50
                             40
                             30
                             20
                             10
                              0
                                  Baba                      PK2                 extrait d'algue
Efficacité sur la pourriture grise de la
                 tomate




                                             Efficacité sur botrytis de la tomate

                                                                                        80
                                80
                                70
    efficacité par rapport au




                                60
                                                                  41
           témoin eau




                                50
                                40
                                30
                                               15
                                20
                                10
                                0
                                     Extrait d'algue        Chitosan      Rovral (référence phyto)
Efficacité sur l’oïdium du
          Fraisier




                                                    Efficacité sur oïdium du fraisier


                                       100                                                       94
                                       90
                                                                                   86
                                                           77          79
Efficacité par rapport au témoin eau




                                       80      75

                                       70

                                       60

                                       50

                                       40

                                       30

                                       20

                                       10

                                        0
                                             ASM      Stifénia    Chitosan      TTF5        Topaze
                                                                                          (Référence
                                                                                        conventionnelle)
Rémanence de l’effet sur rouille
               blanche du chrysanthème
      E au       BABA          O rtiva   B IO N      P re vB 2   P h o s ph ite 1 (D 1 5 )   P h o s p h ite 2 (T1 4 )

100
                                                                                  Baba
 80                                                                                Bion

 60
                                                                                 Phosphites
 40



 20


  0
                   8 jrs                   1 5 jrs                    2 0 jrs                       3 0 jrs
       N o m bre d e jo urs e n tre
             tra ite m e n t e t
              in o c ulatio n
Mise en évidence de l’induction
 des mécanismes de défense
                                                                                           Induction de l'activité glucanase



 Analyses biochimiques                                           120                                                         116,46      J0




                              Activité enzymatique (nanogramme
                                                                                                                                         J3




                                 d'équivalent glucose/g de PF)
                                                                 100                                                                     J7



     Protéines PR                                                 80


                                                                  60

     Polyphénols                                                  40
                                                                                                                       49,63




     …                                                            20
                                                                          6,44                                                          5,45
                                                                                                                                            11,52
                                                                                                     1,75 0,00
                                                                  0
                                                                       Témoin non traité           EAU                BION            P04A10




                                                                                 PR2a                    Pal             PR1a


Analyses moléculaires
 Protéines PR
 Enzymes des voies de biosynthèse
 …
Avantages des stimulateurs de
     défense des plantes


   A priori moins toxiques de par leur
   mode d’action

   Risque de contournement de
   résistance limité

   Spectre d’action potentiellement
   large, surtout en combinant
   différents éliciteurs
Freins au développement des
           stimulateurs de défense
Désavantages actuels (surtout au champ): manque d’efficacité,
instabilité de l’efficacité,…

•Impact de la physiologie de la plante sur sa réceptivité à l’élicitation b1
 – Impact possible du fond génétique de la plante (espèce vég, variété) et de son stade
   de développement.
 – Interférences possibles des stress biotiques et abiotiques ou de tout traitement
   agissant sur le métabolisme de la plante (y compris la fertilisation).

•Limites liées aux caractéristiques du type de produits
 – Traitement préventif.
 – Variabilité des mécanismes de défense mis en jeu et de leur cinétique d’apparition.
 – Durée d’efficacité assez limitée.
 – Adaptabilité de la plante : possible perte de réceptivité de la plante suite à des
   traitements successifs avec un éliciteur…
 – formulation du produit absent ou souvent peu adaptée (pb de pénétration limitée
   dans la plante et de faible stabilité des molécules).

Globalement, manque de connaissance actuelle sur le mode d’action d’une
part, et sur les facteurs affectant la réceptivité de la plante d’autre part.
Diapositive 17

b1          bbv; 05/11/2009

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Les stimulateurs de défenses des plantes : quelles applications pratiques en attendre ?

  • 1. Les stimulateurs de défense des plantes: quelles applications pratiques en attendre?
  • 2. Plan de la présentation • Introduction sur les stimulateurs de défense – Définition – Diversité – Mode d’action • Quelques exemples pratiques – Résultats en conditions contrôlées – Homologations actuelles • Perspectives pour ce type de produits – Avantages – Freins à leur développement
  • 3. Définition Un stimulateur de défense des plantes est une molécule ou un microorganisme non- pathogène capable d’induire chez une plante des modifications physiologiques, locales ou systémiques, conduisant à la mise en place de mécanismes de défense.
  • 4. Grande diversité des éliciteurs Diversité des molécules: ions, aa, protéines, glucides, lipides, métabolites secondaires, microorganismes,… Diversité de la source d’obtention: sol, microorganismes, plantes, algues, animaux,…
  • 5. Exemples d’éliciteurs homologués: Nom de la Problème Matière active Risque Culture concernée spécialité phytosanitaire Agrumes Gommose parasitaire Ananas Arbre + arbustes Phytophthora Aliette EV ® Phoséthyl-aluminum Irritant d’ornement Fraisier Mildiou Gazon Pithium Poirier/pommier Feu bactérien Irritant/dangereux Blé Septoriose BION ® Acibenzolar-S-methyl pour les organismes aquatiques Tomate Bactériose Piétin verse Blé Oïdium Septoriose Iodus 2 ® Laminarine Sans classement Oïdium Orge Helminthosporiose Fraisier Oïdium Poirier/cognassier Feu bactérien Stifénia ® Fenu grec Sans classement Vigne Oïdium Source e-phy
  • 6. Activation du métabolisme de la plante par application de stimulateurs de défense Cellule végétale Sensible Noyau Récepteurs Gènes de défense Ca2+ +++ ++ Voies burst oxydatif métaboliques
  • 7. Activation du métabolisme de la plante par application de stimulateurs de défense Cellule végétale Résistante Protéines-PR Barrières physiques : « Renforcement des parois » Noyau Phytoalexines Barrières chimiques : Gènes « Molécules anti-microbiennes » de lignine défense +++ ++ SA Voies Résistance systémique métaboliques MeJA Agent ATTAQUE … pathogène
  • 8. Cas des potentialisateurs potentialisateur pathogène mécanismes mécanismes de défense de défense non induits induits
  • 9. Processus expérimental d’évaluation des stimulateurs de défense J0 J5 J12-22-32-42 Réception et Traitement Inoculation Notations des repiquage des préventif artificielle symptômes et traitements plants successifs Crédit Photo BBV Exemple de l’oïdium du fraisier
  • 10. Efficacité sur le mildiou du Chou-fleur Efficacité sur mildou du chou-fleur 100 87 90 75 Efficacité par rapport au témoin eau 80 70 60 50 42 40 28 30 20 10 0 Stifénia Chitosan TTF5 ASM
  • 11. Efficacité sur le mildiou de la laitue Efficacité sur mildiou de la laitue 100 96 89 90 efficacité par rapport au 80 70 65 témoins eau 60 50 40 30 20 10 0 Baba PK2 extrait d'algue
  • 12. Efficacité sur la pourriture grise de la tomate Efficacité sur botrytis de la tomate 80 80 70 efficacité par rapport au 60 41 témoin eau 50 40 30 15 20 10 0 Extrait d'algue Chitosan Rovral (référence phyto)
  • 13. Efficacité sur l’oïdium du Fraisier Efficacité sur oïdium du fraisier 100 94 90 86 77 79 Efficacité par rapport au témoin eau 80 75 70 60 50 40 30 20 10 0 ASM Stifénia Chitosan TTF5 Topaze (Référence conventionnelle)
  • 14. Rémanence de l’effet sur rouille blanche du chrysanthème E au BABA O rtiva B IO N P re vB 2 P h o s ph ite 1 (D 1 5 ) P h o s p h ite 2 (T1 4 ) 100 Baba 80 Bion 60 Phosphites 40 20 0 8 jrs 1 5 jrs 2 0 jrs 3 0 jrs N o m bre d e jo urs e n tre tra ite m e n t e t in o c ulatio n
  • 15. Mise en évidence de l’induction des mécanismes de défense Induction de l'activité glucanase Analyses biochimiques 120 116,46 J0 Activité enzymatique (nanogramme J3 d'équivalent glucose/g de PF) 100 J7 Protéines PR 80 60 Polyphénols 40 49,63 … 20 6,44 5,45 11,52 1,75 0,00 0 Témoin non traité EAU BION P04A10 PR2a Pal PR1a Analyses moléculaires Protéines PR Enzymes des voies de biosynthèse …
  • 16. Avantages des stimulateurs de défense des plantes A priori moins toxiques de par leur mode d’action Risque de contournement de résistance limité Spectre d’action potentiellement large, surtout en combinant différents éliciteurs
  • 17. Freins au développement des stimulateurs de défense Désavantages actuels (surtout au champ): manque d’efficacité, instabilité de l’efficacité,… •Impact de la physiologie de la plante sur sa réceptivité à l’élicitation b1 – Impact possible du fond génétique de la plante (espèce vég, variété) et de son stade de développement. – Interférences possibles des stress biotiques et abiotiques ou de tout traitement agissant sur le métabolisme de la plante (y compris la fertilisation). •Limites liées aux caractéristiques du type de produits – Traitement préventif. – Variabilité des mécanismes de défense mis en jeu et de leur cinétique d’apparition. – Durée d’efficacité assez limitée. – Adaptabilité de la plante : possible perte de réceptivité de la plante suite à des traitements successifs avec un éliciteur… – formulation du produit absent ou souvent peu adaptée (pb de pénétration limitée dans la plante et de faible stabilité des molécules). Globalement, manque de connaissance actuelle sur le mode d’action d’une part, et sur les facteurs affectant la réceptivité de la plante d’autre part.
  • 18. Diapositive 17 b1 bbv; 05/11/2009