corrélations entre l'aptitude de différentes souches de fusarium à limiter la fusariose...
TRANSCRIPT
CorrClations entre l'aptitude de diffbrentes souches de Fusarium a limiter la fusariose vasculaire du lin, leur activitC respiratoire et leur dCveloppement saprophytique dans un sol dCsinfect6
HAMID AMIR Unite' de recherches sur les zones arides, Universite' d'Alger, B. P. 119, Alger-Gare, Alger, Alge'rie
R e p le 14 juin 1990 Accept6 le 15 fCvrier 199 1
AMIR, H. 1991. CorrClations entre I'aptitude de diffkrentes souches de Fusarium a limiter la fusariose vasculaire du lin, leur activitC respiratoire et leur dCveloppement saprophytique dans un sol dtsinfectk. Can. J. Microbiol. 37 : 889-896.
Ce travail, rCalisC sur un seul sol, concerne 1'Ctude des corrClations entre l'aptitude de 13 souches de Fusarium h protkger une culture de lin vis-a-vis de la fusariose vasculaire et deux caractkres Ccophysiologiques de ces souches : le dCveloppement saprophytique en terre dCsinfectCe et 1'activitC respiratoire dans ce mEme milieu. Les aptitudes des souches de Fusarium 21 diminuer la gravitk de la maladie (efficacitk) sont trhs diffkrentes. La meilleure fait baisser de 80% I'indice de mortalitC; les moins performantes n'ont pratiquement aucun effet. Le classement ainsi obtenu est diffkrent selon que 1'efficacitC est mesurCe en sol dCsinfectC ou non trait6 21 la chaleur. Les souches de F. oxysporum sont plus performantes que celles de F. solani pour l'aptitude ii coloniser la terre dCsinfectCe, estimCe par numCration sur milieu gClosC, mais cette supCrioritC serait due uniquement 21 une plus intense production de conidies donnant un nombre ClevC de colonies sans que la biomasse formCe soit plus importante. En effet, les activitCs respiratoires des souches de F. oxysporum sont a peine moyennes ou faibles. Une corrklation positive trks nette est mise en Cvidence entre cette dernikre activitC et 1'efficacitC des souches en sol non trait6 h la chaleur, alors qu'elle n'est pas significative pour le sol dCsinfectC. Dans ce dernier cas, I'efficacitC est par contre corrClCe au dCveloppement saprophytique des souches.
AMIR, H. 1991. CorrClations entre l'aptitude de diffkrentes souches de Fusarium 21 limiter la fusariose vasculaire du lin, leur activitC respiratoire et leur dCveloppement saprophytique dans un sol dCsinfectC. Can. J. Microbiol. 37: 889-896.
Correlations between two ecophysiological traits of 13 Fusarium strains (viz., ability to develop saprophytically in a disinfected soil and respiratory activity) and their capacity to protect a flax crop from vascular fusariosis were established for one soil type. The ability of Fusarium strains to reduce the severity of the disease (efficiency) differed greatly. The most competent ones lowered the death rate by 80%, while the least competent had virtually no effect. Classification based on strain efficiency differed depending on whether it was performed on disinfected soil or on soil not heat treated. When the abilities of strains to colonize disinfected soil were estimated by enumeration on agar plates, Fusarium oxysporum strains proved superior to Fusarium solani due to their production of more numerous conidia, and therefore greater numbers of colonies, without significantly increasing biomass. Respiratory activity ranged from moderate to low. A clear, positive correlation was found between the respiratory activity and the efficiency of the strains grown in untreated soil, while the correlation was not significant in the disinfected soil. In the latter case, however, efficiency was correlated with the saprophytic development of the strains.
[Journal translation]
Introduction Mat6riel et m6thodes L'utilisation de souches non pathogenes de Fusarium pour
la lutte biologique contre les fusarioses vasculaires a fait l'objet de quelques travaux (Rouxel et al. 1979; Schneider 1984; Alabouvette et al. 1987; Paulitz et al. 1987). Dans une telle optique, la recherche de criteres de selection des souches antagonistes est un probkme central dans l'application de cette methode de lutte (Alabouvette et al. 1987). 11 importe donc de connaitre les mCcanismes d'action de telles souches. On admet en gCnCra1, pour les Fusarium, qu'il s'agit essentiellement de competition pour le carbone (Alabouvette 1986) et pour la colonisation des sites de pCnCtration dans la racine (Schneider 1984). Dans cette meme optique, il faut Cgalement tenter d'expliquer pourquoi telle souche est efficace alors que telle autre ne l'est pas. Tres peu de travaux sur les Fusarium ont CtC consacrCs h cet aspect (Nagao et al. 1990; Tamietti et Pra- motton 1990). Dans un article prCcCdent (Amir et Amir 1988)' nous avons attirC 'l'attention sur la difficult6 de mesurer la competitivitC des souches, cette capacitC Ctant vraisemblable- ment la rksultante de nombreuses aptitudes diffkrentes.
Dans la prksente Ctude, nous recherchons la relation entre la capacitC de 13 souches h protkger une culture de lin vis-h-vis de la fusariose vasculaire et deux caracteres Ccophysiologiques de ces souches : l'aptitude h la colonisation saprophytique d'un sol disinfect6 et I'activitC respiratoire dans ce meme milieu.
Le sol Le sol utilisC provient d'une oasis du sud-ouest algkrien : BCni-
Abbks. 11 s'agit d'un sol sableux, pauvre en matikre organique et relativement rkceptif 21 la fusariose vasculaire (H. Amir, travaux non publiCs). Ses caractkres physico-chimiques sont prCsentCs au tab- leau 1. Les Cchantillons, prClevCs dans une parcelle en friche, sont tamisCs et conservks secs jusqu'a utilisation. Pour les essais de protection de plantes en terre dCsinfectCe, celle-ci est prkalablement traitCe 21 la vapeur (100°C) pendant 0,5 h. Les autres expkriences en sol dCsinfectC sont rCalisCes avec des Cchantillons ayant subit trois autoclavages 21 1 atm (1 atm = 101,325 kPa) pendant 1 h et 21 24 h d'intervalle.
Les souches antagonistes Nous avons utilisC 13 souches de Fusarium saprophytes. Nous
dCsignons ici, par le terme saprophyte, des souches isolCes 21 partir du sol sans ~Crification prCalable de leur non-pathogCnicitC sur d'autres cultures que le lin. Parmi les souches utilisCes, 12 sont issues de la collection de 1'UnitC de recherches sur les zones arides (Alger). Ce sont des souches monospores isolCes des sols de deux oasis algC- riennes (BCni Abbks et Adrar) et conservkes 21 une tempkrature de 4°C sur milieu PDA. Elles ont CtC I'objet d'une prCsClection basCe sur la mesure de la croissance mycClienne et de la sporulation sur milieu de culture, 21 partir d'un lot de 96 souches. Cette prCsClection a CtC rCalisCe de f a~on a obtenir des souches les plus diverses possibles (performantes, moyennes et faibles), ce qui est important pour une Ctude de corrClations. Deux d'entre elles appartiennent A I'espkce
Printed in Canada
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
CAN. J . MICROBIOL. VOL. 37, 1991
TABLEAU 1. Caractkres physico-chimiques et micro- biologiques gCnCraux du sol utilisC (BCni Abbks)
GranulomCtrie (%) Argiles Limon fin Limon grossier Sable fin Sable grossier
Carbone organique (Anne, %) Azote total (Kjeldahl, %) C/N pH eau (sol : eau, 1 : 2,5) Calcaire total ($6) Acide phosphorique (Joret Hebert, %) CapacitC d'Cchange cationique
(Metson, mCquiv. / 100 g) Cations Cchangeables (mCquiv. / 100 g)
ca t +
M~~ +
K+ Na +
ConductivitC Clectrique (suspension sol : eau, 1 : 5; mrnho*/cm)
*I mho = IS.
F. oxysporum (RB et 34) et 10 P l'espkce F. solani (H, W , F3, 9Ba5, 33, 26, 28, 8Ad2, BaFS2 et 3).
La souche Fo47 (F. oxysporum) provient de la Station de recher- c h e ~ sur la flore pathogkne dans le sol (Institut national de la recherche agronomique (INRA), Dijon) et a dCja CtC testke par plusieurs auteurs. Elle nous sert de rCfCrence.
Le mod2le lin - F. oxysporum Jsp. lini Le lin est une plante frkquemment utilisCe pour 1'Ctude des
fusarioses vasculaires car elle occupe peu de place et posskde un cycle vCgCtatif court. Le travail est rCalisC avec la variCtC sensible Hera.
La souche monospore Foln3-5 de F. oxysporum f.sp. lini appartient a la collection de la Station de recherches sur la flore pathogkne dans le sol (INRA, Dijon). I1 s'agit d'un mutant rCsistant au Benomyl obtenu par traitement aux ultraviolets.
Aptitude des souches antagonistes a prote'ger le lin vis-a-vis de la fusariose vasculaire
Toutes les souches sont produites en culture liquide agitCe puis incorporkes dans du talc selon la technique dkcrite par Tello-Marquina et Alabouvette (1984). L'introduction dans le sol se fait par mklange, avec ce dernier, d'une quantitC prkcise de talc, de faqon a obtenir une densitC de lo4 cfdg de sol pour la souche pathogkne et 5 X 104 cfdg de sol pour toutes les souches antagonistes. Les souches saprophytes sont inoculkes 15 jours avant le semis. Le sol est humidifik puis incubC dans des rCcipients fermCs. Aprks ce temps destinC a favoriser l'installation des Fusarium antagonistes, la souche pathogkne est incorporke. Le sol, soigneusement homogCnCisC, est rCparti dans des pots de 500 mL a raison de six par essai; 10 graines de lin sont alors semCes dans chaque pot.
Les essais sont placks dans une serre climatiske rkglCe 2 une tempCrature de 25°C le jour et 15°C la nuit et un Cclairage minimal de 10 000 lx. Le suivi des infections est effectuk a partir de la 4" jusqu'a la 12" semaine au maximum.
La gravitk de la maladie est exprimke par la pente de la droite de rCgression entre le taux de mortalit6 et le temps a partir de la sixikme semaine. Cette expression a l'avantage de mieux rendre compte de 1'Cvolution de la maladie que le taux d'infection cumulC en fin d'expdrience. Toutefois, elle suppose que les courbes d'kvolution de la mortalit6 soient linkaires. Le modkle mathkmatique utilisC par Paulitz et al. (1987), Y = In [1/(1 - X)], pour un travail similaire au nbtre, n'a pas permis de linkariser nos courbes. Celles-ci sont
caractCrisCes par une phase de progression lente de la maladie entre la quatrikme et la sixikme semaine; mais aprks cette pCriode, cette Cvolution est P peu prks rCgulikre. Nous avons donc effectuC des tests de linCaritC des courbes (Schwartz 1983), lesquelles se sont rCvClCes assimilables P des droites entre la 6' et la 12' semaine. Le traitement statistique pour comparer les droites de rkgression est rCalisC grice P un programme informatique bask sur le test d'CgalitC de plusieurs coefficients de rCgression (Dagnelie 1975).
Pour plus de commoditC, en particulier pour 1'Ctude des corrCla- tions, nous exprimons l'aptitude des souches P limiter la gravitC de la maladie par la baisse de mortalit6 like a l'antagoniste et rapportke en pourcentage du tCmoin selon la formule :
oh a, est la pente obtenue pour le tCmoin sans antagoniste, et a,,, la pente obtenue pour l'essai avec la souche antagoniste.
Aptitude des souches a produire des microconidies sur milieu ge'lose' Cette aptitude est mesurCe sur un milieu P base d'extrait de terre
afin de se rapprocher le plus possible de ce qui se passerait dans le sol. L'extrait de terre est prCparC en mClangeant, P volume Cgal, du sol avec de l'eau. Aprks un passage P l'autoclave pendant 1 h P 1 atm, la suspension est filtrCe de faqon P obtenir un liquide limpide, puis 20 g-L-' de gClose y sont ajoutCs. Aprks stkrilisation, le milieu est coulC dans des boites de Petri. Les souches sont repiquCes par ensemencement central. Aprks 10 jours d'incubation, des secteurs de milieu de 4 cm2 de surface sont dCcoupCs et introduits dans 10 mL d'eau distillCe stCrile, puis soumis a une forte agitation. La densit6 en spores de la suspension est mesurie sur cellule de Thoma. Les valeurs sont rapportCes au millimbre cam6 de surface.
Aptitude des souches a coloniser un sol de'sinfecte' Le sol est rCparti dans des flacons mCtalliques a raison de 50 g par
flacon puis dCsinfectC comme dCcrit prCcCdemment. Une quantitC prkcise de talc contenant chaque souche est mClangCe au sol de manikre a avoir 1000 cfdg de sol. L'humiditC est ajustCe a 80% de I'humiditC Cquivalente puis les flacons sont incubCs a 25°C.
Le dCveloppement des souches est estimC aprks 5 et 22 jours grPce a des numCrations par suspension4ilutions et ensemencement sur milieu malt gClosC (malt, 15 g; gClose, 20 g; eau permutCe en quantitC suffisante pour 1 L). Pour chaque souche, trois rdpktitions de 10 boites sont rCalisCes.
Activite' respiratoire des souches dans un sol de'sinfecte' Aprks rCpartition du sol a raison de 100 g par flacon-sCrum de
580 mL, le sol est autoclavC comme dCcrit prCcCdernrnent. Des suspensions de spores des souches dans de l'eau stCrile sont rCalisCes a partir de tubes de PDA contenant des cultures PgCes d'une dizaine de jours. La dktermination de la densit6 des spores est effectuke au microscope sur cellule de Malassez. Les sols sont inoculCs par addition d'une quantitC prCcise de suspension permettant d'obtenir une densit6 initiale de 1000 cfdg de sol. L'humiditC est ajustCe a 80% de I'humiditC Cquivalente puis les flacons, bouchCs dans un premier temps avec du coton stCrile, sont mis a incuber a 25°C. La mesure de 1'activitC respiratoire est effectuCe au cinquikme jour, les souches de Fusarium Ctant alors en phase de croissance maximale (Couteaudier et al. 1987). Pour cette mesure, les flacons sont fermCs hermktique- ment avec des bouchons en caoutchouc stCrilisCs et surmontCs de bagues a vis. Aprks 6 h a 25"C, un Cchantillon de l'atmosphkre interne du flacon est prClevC puis inject6 dans des tubes bouchCs sous vide (tubes de type Venoject utilisCs pour les prklkvements de sang). Durant toute la manipulation, des prCcautions sont prises pour Cviter des pollutions externes. Le CO, produit est alors dosC par catharom6 trie au chromatographe en phase gazeuse Girdel 3000, conditionnk comme suit : gaz vecteur, helium; colonne de 4,5 m remplie de Poropak Q, 100-120 mailles de rCseau; tempCrature du four, 40°C; tempkrature de l'injecteur, 1 10°C; tempkrature du dktecteur, 1 10°C.
Toutes les expkriences dCcrites ont Ctk rkp6tCes deux fois.
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
AMIR
Temps (semaines) Temps (semaines)
FIG. 1. ~volution du taux de mortalite des plants dans les sols traites avec des Fusarium antagonistes (souches H, BaFS2 et Fo47). Les courbes accompagnees d'une meme lettre ne sont pas significativement differentes h P = 0,05 (test d'egalite de plusieurs coefficients de regression).
RCsultats TABLEAU 2. Traitement statistique des differences d'effet protecteur
~volution du t a u de mortalite' du lin en pre'sence et en vis-h-vis de la fusariose vasculaire entre les souches antagonistes
absence de souches antagonistes Sur les 13 souches testees, trois ont ete choisies pour
montrer 17evolution de la mortalite des plantes en fonction du temps (fig. 1). Celle-ci evolue progressivement a partir de la quatrikme semaine pour atteindre, en absence d7antagoniste (temoin), un maximum de 5 1% en sol non traite a la chaleur et 100% en sol desinfecte. Les souches de Fusarium saprophytes ont pour effet de diminuer la frequence de la mortalite, ce ralentissement de la progression des infections etant particulikrement important les premikres semaines.
Variabilite' de l'efSet protecteur exerce' par les antagonistes vis- 2-vis de la maladie
Les aptitudes des 13 souches de Fusarium antagonistes a limiter la gravite de la maladie sont trks differentes (tableau 2). La comparaison des droites de regression, revkle quatre groupes distincts pour le sol non traite a la chaleur et sept pour le sol desinfecte. Les meilleures souches font baisser de 80%, par rapport au temoin, 17indice de mortalite (fig. 2); les moins performantes n70nt pratiquement aucun effet. Le classement des souches n7est cependant pas le mCme selon que le sol est desinfecte ou non. Le calcul statistique ne revkle pas de
GravitC de la maladie* Traitement
(souche antagoniste) Sol non desinfecte Sol dksinfecte
TCmoin (sans antagoniste) 6,lOa 14,50a 28 4,766 3,62f 8Ad2 3,87b,c 13,84a W 3,62c 9,22c,d 3 3,61 c 13,74a 34 3,18c 5,33e Fo47 2.59c.d 8.34d
*Exprirnee par la pente de la droite de regression entre la 6e et la 12e sernaine. Le test de linearite rnontre qu'on peut considerer les courbes cornrne des droites. Le traiternent statistique est effectue grlce a un programme informatique base sur le test d'egalite de plusieurs coefficients de regression. Pour chaque serie, les valeurs accornpagnees d'au rnoins une lettre commune ne sont pas significativernent differentes pour P = 0.05.
correlation significative entre les deux classements (tableau 3).
Variabilite' de l'aptitude des diprentes souches 2 coloniser un milieu i base d7extrait de terre. L7espkce F. oxysporum est en sol de'sinfecte' effet superieure au F. solani pour ce test egalement, la souche
La figure 3 indique une forte variabilite de 17aptitude des 8Ad2 etant la moins performante. Le tableau 3 montre que le differentes souches coloniser un sol desinfecte, particulikre- ment aprks 22 jours d7incubation oh les densites des Fusarium sont plus elevees. Ce sont les souches de F. oxysporum (RB, Fo47 et 34) qui se montrent les plus performantes pour ce test. Leur densit6 au 22" jour se situe au-dessus de 200 X 10) cfu/g de sol tandis que la souche la moins apte (8Ad2) donne environ 10 X lo3 cfu/g de sol.
I1 existe une liaison entre le developpement saprophytique des souches et leur aptitude a produire des microconidies sur
coefficient de corr6laGon entre ces deux caractkres est de 0,948 lorsqu70n considkre le developpement saprophytique au 5" jour (valeur trks hautement significative) et 0,574 au 22" jour, (valeur significative au seuil de 5%). Par ailleurs, le developpe- ment saprophytique des souches est correle positivement ( r = 0,712) h leur efficacite en sol desinfeste lorsqu70n considkre 17es@ce F. solani seule. Le rapport developpement saprophytique - production de microconidies apparait, lui, correle a 17efficacite en sol non traite a la chaleur ( r = 0,789).
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
CAN. J . MICROBIOL. VOL. 37, 1991
SOL NON TRAIT* A LA CHALEUR
5 F. solani F. oxysporum
H 9BA5 33 BAFS2 F3 RB 26 F047 34 3 W 8AD2 28
Souche
33 28 H 9BA5 34 F047 W BAFS2 RB F3 26 3 8AD2
Souche
FIG. 2. Effet protecteur, vis-h-vis de la fusariose vasculaire, exercC par 13 souches de Fusarium en sol dCsinfectC ou non trait6 h la chaleur. EfficacitC : baisse de mortalit6 like h l'antagoniste et exprimCe en pourcentage du taux de maladie du tCmoin selon la formule efficacitC = [ (a , - a,,,)la,] X 100, ob a est la pente de la droite de rkgression entre le taux de mortalit6 et le temps en semaines, a, la pente obtenue pour le tCmoin sans antagoniste et a,,, la pente obtenue pour l'essai avec la souche antagoniste considCrCe. La signification des diffkrences entre les souches est donnCe au tableau 2.
Variabilite' de la capacite' respiratoire des souches inocule'es dans un sol de'sinfecte'
Comme l'indique la figure 4, la quantitk de CO, produite par gramme de sol aprks 5 jours d'incubation en terre dksinfectke varie entre 29 et 242 .nmol/h selon les souches. Le classement obtenu dans ce cas est trks similaire 2 celui not6 pour l'effet protecteur contre la fusariose vasculaire en sol non trait6 ii la chaleur. Les quatre souches les plus actives (H, BaFS2, 9Ba5 et F3) ont une forte efficacitk. Les souches 3, 28 et 8Ad2 se trouvant parmi les moins aptes pour la production de CO, ont kgalement trks peu d'effet contre la maladie. Le test de corrklation (tableau 3) donne un coefficient r = 0,821 signifi- catif avec un risque infkrieur ii 1%. La figure 5 montre la droite de rkgression entre ces deux caractkres. Par contre, on ne note pas de corrklation significative entre la respiration et l'efficacitk des souches en sol dksinfectk. En outre, lorsqu'on considkre l'espkce F. solani seule, l'activitk respiratoire globale appardit corrklke significativement au dkveloppement saprophy- tique ( r = 0,635). L'activitk spkcifique (CO, dkgagk ii l'heure par cfu), elle, n'est corrklke ni ii cette dernikre aptitude ni ii l'efficacitk.
Discussion Dans ce travail, nous avons dklibkrkment choisi de rendre
compte des diffkrentes relations entre les aptitudes mesurkes, au risque de noyer les rksultats principaux dans un ensemble
de considkrations complexes. Ceci nous semble justifik par le fait qu'une ktude sur des interactions microbiennes dans le sol necessite la prise en compte non de paramktres isolks, mais de leurs interactions complexes en essayant de les dkcomposer.
La majoritk des souches de Fusarium antagonistes testkes rkduisent la gravitk de la fusariose vasculaire du lin. Ces rksultats, comme le suggkrent d'autres travaux (Tamietti et Alabouvette 1986)' laissent penser qu'un antagonisme intragk- nkrique bask sur une propriktk globale telle que la compktitivitk et non sur une aptitude particulikre propre ii certaines souches, peut limiter l'expression de la maladie.
Cependant l'efficacitk des souches est trks variable. Cer- taines n'ont qu'une incidence lkgkre sur la mortalitk des plants, d'autres au contraire font baisser fortement le taux d'infection. Cette variabilitk particulikrement accentuke pour l'espkce F. solani confirme l'importance de la sklection et I'intQgt de trouver des critkres simples permettant un tri sur des lots d'isolats aussi grands que possible. Tamietti et Pramotton (1990) ont test6 plus de 100 souches de trois espkces de Fusarium. 11s ont kgalement observk une grande diversitk des aptitudes, notamment pour le F. solani.
Sur les 13 souches ktudikes ici, les plus efficaces appartien- nent ii l'espkce F. solani, tandis que les trois souches de F. oxysporum se situent dans la moyenne. Tamietti et Alabou- vette (1986) travaillant sur un sol plus riche en matikre organique et en argile que celui que nous avons utilisk, notent
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
AMIR
au contraire une dominance du F. oxysporum parmi les souches efficaces. Selon Tamietti et Pramotton (1990), 66% des F. oxysporum sont trhs efficaces, contre 44% pour le F. solani et 0% pour le F. roseum, mais les performances des souches varient selon les sols. I1 faut signaler que nos travaux prkck- dents ont rkvklk une meilleure adaptation de l'esphce F. solani aux sols des oasis (Amir et al. 1985; Amir et Amir 1988).
En moyenne, les risultats que nous avons obtenus pour l'effet protecteur des souches vis-a-vis de la fusariose vascu- laire sont comparables a ceux rapportks par d'autres auteurs. Sur sol dksinfectk et en culture hors-sol, Alabouvette et al. (1987) notent que le traitement avec une souche de F. oxyspo- rum non pathoghne permet de diviser par quatre le taux d'infection. En sol non traitk a la chaleur, Paulitz et al. (1987) obtiennent par le m2me prockdk, sur culture de concombre, une mortalitk 2 fois plus faible que celle du tkmoin sans antago- niste. Schneider (1984) fait baisser de 50 a 75% la skvkritk de la fusariose vasculaire du cklee et note que certaines souches de Fusarium n'ont pas d'effet protecteur. La souche H du F. solani, la plus efficace dans notre experimentation, permet de diviser par cinq le taux de mortalitk, aussi bien en sol traitk que non traitk a la chaleur. Cependant, le taux de mortalitk obtenu en prksence de l'antagoniste, en sol dksinfectk, est plus klevk que dans le sol non traitk a la vapeur. Nous avons obtenu des rksultats similaires pour d'autres sols (H. Amir, travaux non publiks). On peut donc penser que l'inoculation du sol avec une souche de Fusarium antagoniste dans un but prkventif ne nkcessiterait pas obligatoirement une dksinfection prkalable du sol. L'obtention de meilleurs rksultats en presence de la microflore autochtone s'expljquerait par le fait que le mode d'antagonisme prkpondkrant serait la compktition nutritive. Or le niveau de compktition globale dans un sol dksinfectk, m2me si celui-ci est progressivement repeuplk par d'autres germes, est plus bas que dans un sol non traitk la chaleur. L'ktude de certains cas de rksistance naturelle des sols aux fusarioses (Cook et Baker 1983; Alabouvette 1986; A. Amir et H. Amir, travaux non publiks) rkvhle l'intervention de deux niveaux de compktition : l'antagonisme global dQ a l'ensemble de la microflore et l'antagonisme spkcifique entre les Fusarium, lequel s'exercerait plus efficacement si le premier phknomhne est present. Les deux mkcanismes sont nkcessaires au rktablis- sement de la rksistance initiale aprhs une dksinfection du sol puisque l'inoculation de germes divers de la microflore en m2me temps que les Fusarium amkliore notablement le niveau de rksistance par rapport celui obtenu avec l'inoculation des Fusarium seulement (Alabouvette 1986; A. Amir et H. Amir, travaux non publiks).
On constate, par ailleurs, qu'il n'y a pas de corrklation significative entre le classement des souches obtenu en sol non traitk la chaleur et celui obtenu en sol dksinfectk. Ceci signifierait que les aptitudes dont rksulte l'effet protecteur dans les deux situations sont diffkrentes. Dans le sol dksinfectk, le niveau de compktition nutritive est trhs faible, tout au moins pendant les premihres semaines, de sorte que les souches antagonistes agiraieht par un autre mkcanisme. Or l'efficacitk des souches, dans ce cas, n'est corrklke significativement qu'avec l'aptitude a coloniser un sol traitk a la chaleur (pour l'esphce F. solani seule, r = 0'7 12). En absence de compkti- tion dans le sol, les souches performantes pour cette aptitude coloniseraient peut 2tre plus rapidement que le parasite les sites racinaires et feraient barrihre au passage de ce dernier. Schneider (1984) explique kgalement par une compktition au niveau des sites de pknktration dans la racine, l'action protec-
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
CAN. J. MICROBIOL. VOL. 37, 1991
COLONISATION SAPROPHYTIQUE DU SOL D~SINFECT~
ffl 22 jours I Ei jours I
RB F047 34 33 W BAFS2 H 9BA5 28 26 F3 3 8AD2
Souche
PRODUCTION DE MICROCONIDIES
F . oxysporum
Souche
FIG. 3. Aptitude de 13 souches de Fusarium ii la colonisation saprophytique d'un sol dksinfectk. Rapport avec la production de microconidies sur milieu gklosk ii base d'extrait de terre. Les histogrammes surmontks d'au moins une lettre commune ne sont pas significativement diffkrents ii p = 0'05 (test de Newman-Keuls).
F . oxysporum
Souche
FIG. 4. Activitk respiratoire, en sol dksinfectk, de 13 souches de Fusarium. Un tkmoin (sol dksinfectk non inoculk en Fusarium) a kt6 rkalisC afin d'apprkcier l'influence de la recolonisatipn du sol par d'autres germes sur l'activitk mesurke; la valeur de CO, dkgagk par gramme de sol alors de 12,5 nmolh. Les histogrammes surmontks d'au moins une lettre commune ne sont pas significativement diffkrents ii p = 0,05 (test est de Newman-Keuls).
trice vis-a-vis de la fusariose due a des souches de Fusarium F. solani pour cette aptitude a Cgalement CtC constatCe par saprophytes. Nagao et al. (1990). Toutefois, il est difficile d'interprkter cette
D'une f a ~ o n gCnCrale, les valeurs atteintes au plateau (22' diffkrence. En effet, la mCthode de numeration sur milieu jour), pour le test de dkveloppement saprophytique en sol gtlosC utilisee pour estimer le dkveloppement saprophytique ne dCsinfectC, sont comparables ?i celles rapportCes par Couteau- met en evidence que le nombre de propagules produites. Nous dier et al. (1987). I1 y a cependant des diffirences importantes savons, comme le montre la figure 3, que les souches de entre les souches. La supCriorit6 du F. oxysporum sur le F. oxysporum produisent plus de microconidies que celles de
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
AMIR 895
FIG. 5. Droite de regression entre l'effet protecteur des souches vis- a-vis de la fusariose vasculaire (efficacite) en sol non trait6 a la chaleur et leur activitk respiratoire.
F. solani. I1 se pourrait donc que la supkrioritk des premikres soit like uniquement a une plus forte sporulation, sans que la quantitk de biomasse produite soit plus importante. L'existence d'une corrklation positive hautement significative entre l'aptitude a produire des microconidies sur milieu extrait de terre et le dkveloppement dans le sol dksinfectk conforte cette idke. En outre, une telle supkrioritk des souches de F. oxys- porum en densitk, alors que leur activitk respiratoire est a peine moyenne ou faible, laisse kgalement penser a une forte sporulation a partir d'une biomasse relativement peu impor- tante.
La technique de mesure de l'activitk respiratoire des souches fongiques dans le sol n'a pas ktk, a notre connaissance, utiliske par d'autres auteurs. Nous remarquons qu'elle rkvkle de grandes differences entre les souches. Le sol dksinfectk non inoculk (tkmoin) donne une activitk faible par rapport a celles des souches, ce qui permet de considkrer ces differences comme rkellement dues a un dkveloppement des Fusarium. D'aprks Rafin et al. (1988)' un sol dksinfectk par trois autocla- vages successifs et rkinoculk en Fusarium ne montre pas de dkveloppernent bactkrien avant 5 jours. Les souches les plus performantes pour ce test appartiennent a l'espkce F. solani, celles du F. oxysporum se situant dans la moyenne. La respiration globale se trouve corrklke positivement au dkve- loppement saprophytique des souches pour l'espkce F. solani prise seule (r = 0,635). La forte corrklation ( r = 0,821) entre l'activitk respiratoire et l'efficacitk des souches en sol non
utiliser rapidement les substrats disponibles pour se dkvelopper, c 'est-&-dire, d'une certaine manikre, la compktitivitk et suggkre que celle-ci conditionne l'efficacitk. Les souches a forte activitk, plus compktitives que les autres, produirait un stress nutritif plus important du pathogkne dans le sol, stress qui peut se traduire par une lyse (Amir et Amir 1988). Cette fragilisa- tion des propagules du parasite rendrait celles-ci incapables de se dkvelopper suffisamment pour franchir la barrikre micro- bienne rhizosphkrique. I1 est probable qu'a ce phknomkne, s'ajoute kgalement la compktition pour la colonisation des sites de penetration dans la racine dont nous avons parlk prkckdem- ment et qui peut aussi dkpendre, de la meme fa~on , de l'activitk globale.
On peut se demander pourquoi la respiration spkcifique (activitk respiratoire par propagule fusarienne) n'est pas corrklke a l'efficacitk. Cela signifierait que cette dernikre aptitude n'est pas like a une forte activitk par propagule mais a l'importante biomasse produisant une forte activitk. C'est ce que tend ii montrer aussi la corrklation ( r = 0,735 pour le F. solani) entre l'efficacitk en sol non traitk a la chaleur et le rapport dkveloppement saprophytique - production de micro- conidies, lequel donnerait kgalement une idke de la biomasse relative des souches. En presence de la microflore autochtone, la quantitk de biomasse active de l'antagoniste serait donc un facteur determinant de son efficacitk, tout au moins dans le sol ktudik. En terre dksinfectke, par contre, ce facteur serait moins important comme en atteste l'absence de corrklation entre respiration et efficacitk en sol dksinfectk. En effet, une activitk globale klevke, qui jouerait un r61e essentiel dans l'anta- gonisme entre les Fusarium lorsque la compktition nutritive est forte, aurait une importance moindre lorsque celle-ci est faible (terre traitke a la chaleur). D'autres experiences doivent toutefois titre rkaliskes pour prkciser ces rksultats, avec, Cventuellement, un lot plus important de souches, car la non- obtention d'une corrklation entre activitk et efficacitk en sol dksinfectk ne prouve pas qu'il n'y a pas de liaison, le poids d'une ou deux souches particulikres jouant dans un sens contraire a la corrklation pouvant suffire pour empecher la mise en evidence de celle-ci.
L'utilisation d'un lot de souches de Fusarium saprophytes prksklectionnkes de f a ~ o n a avoir des capacitks trks diffkrentes nous a permis de mettre en evidence des rapports entre l'aptitude a protkger une culture de lin contre la fusariose vasculaire et certains de leurs caractkres kcophysiologiques susceptibles de servir de critkres de selection. I1 importera de verifier si l'existence de ces rapports est un phknomkne gknkral quels que soient les sols et la qualitk des isolats de Fusarium. Persuades que l'efficacitk des souches antagonistes est directe- ment like a leur compktitivitk globale et que ce dernier caractkre est la rksultante d'un ensemble d'aptitudes, il nous semble prkmaturk et peut etre illusoire de proposer un critkre unique de selection. Beaucoup de travaux restent a faire pour prkciser ce que recouvre exactement cette notion de compktiti- vitk.
traitk a la chaleur est particulikrement intkressante a relever. La capacitk de certaines souches a limiter considkrablement la ALABOUVETTE, C. 1986. Fusarium wilt suppressive soils from the
Chlteaurenard region: review of a 10 years study. Agronomie, 6 : gravitk de la maladie dans le sol utilisk serait donc like, au 273-284. moins en partie, leur intense activitk globale. L'activitk ALABOUVETTE, C,, DE LA BROISE, D., LEMANCEAu, P., cOUTEAU- res~iratoire d'un geme en phase ex~onentielle de croissance DIER, Y., et LOUVET, J. 1987. Utilisation de souches non patho- dans un sol traduit directement la production de biomasse gknes de Fusarium pour lutter centre les fusarioses : situation (Andersen et Domsch 1978). d'ou sa corrklation avec le actuelle dans la pratique. Bull. OEPP, 17 : 665-674. dkveloppement saprophytique. Elle reflkterait l'aptitude a AMIR, H., et AMIR, A. 1988. Le palmier dattier et la fusariose. XIV.
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.
896 CAN. J. MICROBIOL. VOL. 37, 1991
Antagonisme dans le sol de souches de Fusar(um solani vis-a-vis de Fusarium oxysporum f. sp. albedinis. Rev. Ecol. Biol. Sol, 25 : 161-174.
AMIR, H., BENNACEUR, M., LAOUFI, Z., AMIR, A., et BOUNAGA, N. 1985. Le palmier dattier et la fusariose. XIII. Contribution a 1'Ctude de 1'Ccologie microbienne, du sol de 2 palmeraies sahariennes atteintes de Bayoud. Rev. Ecol. Biol. Sol, 22 : 313-330.
ANDERSEN, J. P. E., et DOMSCH, K. H. 1978. A physiological method for the quantitative measurement of microbial biomass in soils. Soil Biol. Biochem. 10 : 215-221.
COOK, R. J., et BAKER, K. F. 1983. The nature and practice of biological control of plant pathogens. Annals of the Phytopatholog- ical Society, Saint Paul, MN.
COFTEAUDIER, Y., ZEGERMAN, M., et ALABOUVETTE, C. 1987. Evaluation de l'aptitude a la compCtition des souches de Fusarium utilisables en lutte biologique. C.R. Acad. Agric. Fr. 73 : 129-136.
DAGNELIE, P. 1975. ThCorie et mCthodes statistiques. Applications agronomiques. Vol. 2. Presses agronomiques de Gembloux, Gembloux. pp. 28 1-29 1.
NAGAO, H., COUTEAUDIER, Y., et ALABOUVETTE, C. 1990. Coloniza- tion of sterilized soil and flax roots by strains of Fusarium oxy- sporum and Fusarium solani. Symbiosis : 9.
PAULITZ, T. C., PARK, C. S., et BAKER, R. 1987. Biological control of Fusarium wilt of cucumber with nonpathogenic isolates of Fusarium oxysporum. Can. J. Microbiol. 33 : 349-353.
RAFIN, C., COUTEAUDIER, Y., et ALABOUVETTE, C. 1988. ~ t u d e de la dynamique e! des interactions bactkries-Fusarium en sol dCsinfectC. Rev. Ecol. Biol. Sol, 25 : 385-396.
ROUXEL, F., ALABOUVETTE, C., et LOUVET, J. 1979. Recherches sur la rksistance des sols aux maladies. IV. Mise en Cvidence du r61e des Fusarium autochtones dans la rksistance d'un sol a la fusariose vasculaire du Melon. Ann. Phytopathol. 11 : 199-207.
SCHNEIDER, R. W. 1984. Effects of non pathogenic strains of Fusarium oxysporum on celery root infection by F. oxysporum f. sp. apii and a novel use of the Lineweaver. Burk Double reciprocal plot technique. Phytopathology, 74 : 646-653.
SCHWARTZ, D. 1983. MCthodes statistiques a l'usage des mCdecins et des biologistes. Flammarion, Paris. pp. 228-230.
TAMIETTI, F., et ALABOUVETTE, C. 1986. RCsistance des sols aux maladies. XIII. R61e des Fusarium oxysporum non pathogenes dans les mkcanismes de rksistance d'un sol de Noirmoutier aux fusa- rioses vasculaires. Agronomie, 6 : 541-548.
TAMIETTI, G., et PRAMOTTON, R. 1990. La resistance du sol aux fusarioses vasculaires : rapports entre la resistance et la microflore autochtone avec rCfCrence particulikre aux Fusarium non patho- genes. Agronomie, 10 : 77-84.
TELLO-MARQUINA, J.-C., et ALABOUVETTE, C. 1984. Observations sur la persistance dans le sol de microconidies de Fusarium oxysporum. Agronomie, 4 : 895-890.
Can
. J. M
icro
biol
. Dow
nloa
ded
from
ww
w.n
rcre
sear
chpr
ess.
com
by
San
Fran
cisc
o (U
CSF
) on
09/
14/1
4Fo
r pe
rson
al u
se o
nly.