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L'armillaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux Jean-Jacques Guillaumin, coordinateur avec la collaboration de Philippe Legrand Brigitte Lung-Escarmant Bernard Botton INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE 147, rue de l'Université, 75338 Paris Cedex 07

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L'armillaireet le pourridié-agaricdes végétaux ligneux

Jean-Jacques Guillaumin, coordinateur

avec la collaboration dePhilippe LegrandBrigitte Lung-EscarmantBernard Botton

INSTITUT NATIONAL DE LA RECHERCHE AGRONOMIQUE

147, rue de l'Université, 75338 Paris Cedex 07

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Table des matières

I. GÉNÉRALITÉS

1. Place de l'armillaire parmi les agents de pourridiés 23

2. Historique des recherches sur l'armillaire 33

II. VARIABILITÉ

3. Taxonomie et phylogenie des armillaires 43L'hémisphère Nord tempéré 43

Europe 43Amérique du Nord 44Extrême-Orient 45Synthèse sur la distribution des espècesdans l'hémisphère Nord tempéré 46Phylogenie des armillaires de l'hémisphère Nord tempéré 47

Données non moléculaires 47Données moléculaires 48Essai de synthèse 50

L'hémisphère Sud 52Australasie 52Indonésie 54Amérique du Sud 54

L'Afrique tropicale 56Armillaria heimii 57Armillaria mellea 58SIGIII 58

Le sous-continent indien 59Sri-Lanka : 59Nord de l'Inde 59

Phylogenie des armillaires au plan mondial 60

4. Description et distribution des armillaires européennes 63Armillaria mellea (Vahl : Fries) P. Kummer 65

Nomenclature 65

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L'armiUaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux

Description des carpophores 66Habitat 67Morphologie en culture 67Répartition géographique et altitudinale 67

Armillaria ostoyae (Romagnesi) Herink 68Nomenclature 68Description des carpophores 69Habitat 70Morphologie en culture 70Répartition géographique et altitudinale 70

Armillaria borealis Marxmûller & Korhonen 71Nomenclature 71Description des carpophores 71Habitat v 72Morphologie en culture 72Répartition géographique et altitudinale 72

Armillaria gallica Marxmuller & Romagnesi 73Nomenclature 73Description des carpophores 74Habitat 75Morphologie en culture 75Répartition géographique et altitudinale 75

Armillaria cepistipes Velenovsky 76Nomenclature 76Description des carpophores 77Habitat 78Morphologie en culture 78Répartition géographique et altitudinale 78

_. Armillaria tabescens (Scopoli) Emel 79Nomenclature 79

_ Description des carpophores 79Habitat 80Morphologie en culture 80Répartition géographique et altitudinale 81

Armillaria ectypa (Fries) Lamoure 81Nomenclature 81Description des carpophores 81Habitat, répartition et écotypes 82Morphologie en culture 82

Comestibilité et toxicité 83Conclusion 83

5. Systèmes sexuels et cycles caryologiques 85

Les systèmes sexuels 86La tétrapolarité 86

Généralités 86Rôle des deux loci d'incompatibilité 86

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Table des matières

Allélomorphie multiple 87Labipolarité 88L'homothallisme 88

Ladiploïdie 90Les preuves de la diploïdie 90Relations entre le niveau de ploïdie et la morphologie 91Stabilité de l'état diploïde 91

Les cycles caryologiques 92Évolution nucléaire dans la baside 92

Les événements précédant la méiose 92La méiose 93Les événements postérieurs à la méiose 94

La diploïdisation du mycélium dans les confrontations compatibles ... 94Les phénomènes nucléaires dans la partie stérile du carpophore 95Conclusion 96

Le phénomène de Buller 98Généralités 98Le phénomène de Buller entre isolats à système sexuel différent 99Les bases nucléaires du phénomène de Buller chez les armillaires .... 99

Conclusion 100

6. Identification spécifique des armillaires 103

Les critères morphologiques 104Morphologie des carpophores 104Morphologie des thalles en culture pure 105Morphologie des rhizomorphes souterrains 105

Les critères de l'interstérilité sexuelle et de l'incompatibilité somatique.. 105Les critères immunologiques 107Les marqueurs biochimiques 108

Composés aromatiques 108Protéines totales 108Marqueurs isoenzymatiques 109

Les marqueurs génomiques 110RFLP 110

ADN mitochondrial 110ADNribosomal 111

RAPD 111PCR dirigée suivie de RFLP 111Séquençagede l'IGS-1 et de l'ITS 112Recherche d'amorces spécifiques des différentes espècesd'Armillaria ; 113

Conclusion 113

7. Variabilité intraspécifique et distinction des génotypes 115

Arguments pour l'étude de la variabilité intraspécifique 115Méthodes de détermination des individus à l'intérieur d'une population .. 116

Définitions 116

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L'armillaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux

Utilisation des allèles d'incompatibilité sexuellecomme marqueurs des individus 117Utilisation de l'incompatibilité somatique 117Utilisation du polymorphisme protéique 119Utilisation des marqueurs moléculaires 119

ADN nucléaire 120ADN mitochondrial 122

Conclusion 122

III. BIOLOGIE

8. Nutrition et métabolisme 127

Influence des facteurs physiques sur la croissance 128Température 128pH 128Lumière 129Composition gazeuse 129

Influence des facteurs nutritionnels 130Carbone 130Azote 132Vitamines 133Composés liés à la chaîne de synthèse du tryptophaneet hormones végétales 134

Phénols et polyphénoloxydases 134Inhibition et stimulation de l'armillaire par les composésphénoliques 134Différences de réaction entre isolats 135

* Les polyphénoloxydases 136Catégories d'enzymes impliquées 136

-* ' Purification et caractérisation des laccases de l'armillaire 136Autres enzymes 138

Peroxydases 138Hydrolases 138Deux enzymes purifiées d'intérêt commercial 139

Protéase 139Nucléase 140

Les toxines 141Bioluminescence 142

Les étapes biochimiques impliquées 143Caractéristiques de la lumière émise par les armillaires 146Conditions d'expression de la bioluminescence 146

Température 146pH 147Effet de la lumière lors de la croissance du thalle 147Effet de la lumière ultra-violette 147Incidence des facteurs nutritionnels 147

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Table des matières

Facteurs de croissance 147Effet du CO2 147Variabilité des espèces et des isolats 148

Périodicité de la bioluminescence 148Utilisationde la bioluminescence 148

Conclusion 148

9. Ontogénie des armillaires 151

Le mycélium indifférencié 151Le carpophore 152

Morphologie et ontogénie des carpophores 152Production des carpophores en culture 153

Différences entre espèces 153Conditions d'environnement 153Milieu de culture 154

Les rhizomorphes 154La notion de rhizomorphe 154Les organes agrégés des armillaires in natura 155Obtention expérimentale de rhizomorphes de type subterranea 158Architecture des systèmes rhizomorphiques naturels 159Structure histologique du rhizomorphe souterrain 161Cytologie des articles de l'apex et mucilages externes 165Régénération des rhizomorphes naturelset croissance apicale autonome 165Le transport de l'oxygène 166L'apex, zone de prélèvement dans le milieu 167Transport de l'eau et des métabolites 167Les rhizomorphes d'armillaire en culture pure 168

Morphologie des rhizomorphes 168L'initiation des rhizomorphes en culture pure 169

Les zone-lines (pseudosclérotes) 172Conclusion 174

10. Cycle infectieux de l'armillaire - Stratégie biologiquedes espèces européennes 177

Rôle des basidiospores 178L'infection racinaire 180

Pénétration par le rhizomorphe 180Pénétration par contact racinaire 182Importance relative de l'infection par rhizomorpheset par contacts racinaires 184Perthophytisme 185Généralisation dans la plante 185Lésions latentes 187

Conservation du mycélium dans le bois 188Initiation et croissance des rhizomorphes souterrains 189

Initiation des rhizomorphes à partir du bois mort 189

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L'armillaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux

Vitesse de croissance des rhizomorphes 190Écologie des rhizomorphes dans le sol 190

Stratégie biologique des espèces européennes 192Pouvoir pathogène des différentes espèces 192Stratégie biologique d'Armillaria gallica 194Stratégie biologique d'Armillaria mellea 195Stratégie biologique d'Armillaria ostoyae 198Stratégie biologique des autres espèces européennes 199

Conclusion 200

11. Épidémiologie 203Définitions et historique 203Inoculums impliqués dans une épidémie à armillaire 204Épidémiologie quantitative 204

Évolution temporelle d'une épidémie 205Évolution spatiale d'une épidémie 207Prévision des risques en fonction des facteurs du milieu 210Modélisation du pourridié-agaric :l'exemple du Western Root Disease Model 211

Épidémiologie qualitative :dynamique des populations et épidémiologie 213

Caractéristiques (dimensions, âge) des clones 214Apparition de nouveaux clones 216Cohabitation des différents clones et des différentes espèces 217Relations génétiques entre clones 218

Conclusion 219

12. Prédisposition des arbres et sensibilité à l'armillaire 221„ Influence des caractéristiques physiques et chimiques du sol 223

Influence de l'éclairement 226Influence de la température 227Influence d'un stress hydrique 228Effets de la pollution 230Effets de la défoliation des arbres 231Interactions avec divers insectes et maladies 233Influence des blessures sur le système racinaire 234Importance du potentiel d'inoculum de l'armillaire 235Conclusion 236

13. Symbiose entre l'armillaire et des orchidées -L'armillaire dans la médecine orientale 239Symbiose entre Armillaria spp. et les orchidéesdes genres Gastrodia et Galeola 240

Gastrodia elata 240Galeola septentrionalis 243Nature de l'association 243

Production des tubercules de Gastrodia dans les pays asiatiques 244

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Table des matières

Utilisation des tubercules de Gastrodia en médecine traditionnelle 246Association entre Gastrodia cunninghamii et des armillairesnéo-zélandaises 247Association entre Monotropa uniflora et armillaire 248Conclusion 248

14. Relations entre les armillaires et leurs hôtes ligneux 251Les éléments du pouvoir pathogène 252

Les enzymes 252Les toxines 254

Les éléments de la résistance 254Réactions de l'hôte dans la relation « symbiotique » 255

Le parasitisme du champignon par les cellules de l'orchidée 255La résistance induite des tubercules secondaires 256

Réactions de l'hôte dans la relation parasitaire primaireou d'équilibre 256

La résistance de nature histologique 257La résistance de nature anatomique 261La résistance mécanique liée à des exsudations liquides,puis solidifiées 261La résistance biochimique 263

Les équilibres biochimiques dans la racine et les bases physiologiquesde la prédisposition 266

Les effets des stress sur la physiologie racinaire 266Physiologie des racines des arbres stressés et développementde l'armillaire 267L'agressivité de l'armillaire dans les racines interprétéeen terme d'équilibres énergétiques 268

Conclusion 269

IV. LA MALADIE

15. L'armillaire, agent pathogène mondial : répartition et dégâts 273Europe 274Amérique du Nord 275

Canada 276Colombie britannique 276Provinces des Prairies 277Est canadien 277

États-Unis 281Ouest des États-Unis 281Alaska 282Centre des États-Unis 282Est des États-Unis 283Plantations fruitières de Californie 283Sud-Est des États-Unis 283

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L'armillaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux

Mexique 284Amérique centrale et Amérique du Sud 284Afrique 284Asie ._. 285

Japon 286Chine et Corée 286Sous-continent indien 286Indonésie 287Divers 287

Australie 287Nouvelle-Zélande 288

16. L'armillaire dans les forêts peu artifïcialisées d'Europe 291Caractéristiques générales des dépérissements forestiers 294Rôle des armillaires dans les dépérissements d'essences feuillues 295

Généralités sur les dépérissements de chênes en Europe 295Rôle d'Armillaria mellea et d'Armillaria gallicadans le dépérissement du chêne pédoncule en forêt de Tronçais 296Rôle des armillaires dans le dépérissement de l'alisier torminal 297Rôle des armillaires dans les dépérissements du merisier en Picardie 297Les dépérissements de l'aulne glutineux en France 298

Intervention de l'armillaire dans les dépérissements de résineux 298Armillaria ostoyae, parasite du pin à crochets en Cerdagne (Pyrénées) 298Rôle d'Armillaria ostoyae dans le dépérissement du sapin pectinedans les Vosges et en Auvergne 300Dépérissement du pin sylvestre en Pinatelle d'Allanche (Cantal) 301L'armillaire en forêts de pin maritime en Corse 302L'armillaire dans les forêts résineuses des Balkans 302Mortalités de résineux associées à l'armillaire en Italie 303

Développement de l'armillaire dans des bois conservés sous voie humide 303Conclusion 304

17. L'armillaire en plantations forestières en Europe 307L'armillaire en plantations feuillues 308

En Grande-Bretagne 308En France 308

Dépérissement des plantations de feuillus précieux 308Armillaria tabescens, parasite des plantations de chêne pédonculedans la vallée de l'Adour 308Armillaria tabescens, parasite des plantations d'eucalyptus 309

Les armillaires sur le chêne-liège 309L'armillaire en plantations résineuses 310

L'armillaire (A. ostoyae) sur le pin maritime en France 310Dans les Landes de Gascogne 310En Bretagne 312

Les dépérissements de sapin de Vancouver en France 313Autres dégâts sur résineux en France 314

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Table des matières

L'armillaire en plantations de pin sylvestre et d'épicéa communen Europe nordique et continentale 315Autres dégâts causés par l'armillaire en plantations résineusesen Europe 316

Conclusion 317

18. L'armillaire en vergers et vignobles 319Situation en France 319En Europe 323Hors Europe 324Origine du pourridié-agaric en verger et en vignoble 326Évolution de la maladie 328Influence des conditions du milieu et de la culture 330

Espèces fruitières 330Age des arbres 331Conditions de sol 331Autres facteurs 332

Fertilisation et taille 332Désherbage 332Maladies de l'appareil aérien et insectes défoliateurs 332

Conclusion 332

19. L'armillaire en Afrique tropicale 335Afrique de l'Ouest 335

Le cacaoyer 336Le caféier 336

Afrique de l'Est et du Sud 337Les plantations forestières 337Le théier 339Espèces diverses 341

Afrique centrale 341L'hévéa 341Le manioc 343

Madagascar et La Réunion 345La taxonomie des armillaires en Afrique tropicale 345

V. METHODES DE LUTTE

20. Lutte contre l'armillaire en forêts : méthodes sylvicoles et culturales 349Choix du site pour établir un peuplement forestier 350Méthodes de régénération 351Choix des essences 352Annélation des arbres 353Dévitalisation des souches 353Incinération, dessouchage et élimination des racines du sol 354Jachères et rotations 357

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L'armillaire et le pourridié-agaric des végétaux ligneux

Travail du sol et entretien des jeunes plantations 357Gestion des peuplements et éclaircies 358Isolement des foyers d'infection 360Modifications chimiques du sol 361Utilisation de produits chimiques en forêt 361Les méthodes de lutte culturales et physiquesen arboriculture fruitière et en viticulture 362Conclusion 363

21. Lutte chimique 365Application de fongicides sur plantes vivantes 366Désinfection du sol 369

Le sulfure de carbone 369Le bromure de méthyle 370LeSTTC 372Les dithiocarbamates 372

Fumigation des souches 374Conclusion 375

22. Sensibilité des hôtes ligneux à l'armillaire et sélectionpour la tolérance 377Différences de sensibilité parmi les plantes ornementales 378Différences de sensibilité entre essences forestièreset possibilité de sélection intraspécifique 378Arbres fruitiers et vigne : les porte-greffe tolérants 380

Les porte-greffe du prunier, du pêcher,de l'abricotier et de l'amandier 381Les porte-greffe du cerisier 384Les porte-greffe du noyer 385Les porte-greffe du poirier 386Les porte-greffe des agrumes 386Les porte-greffe de la vigne 386

Conclusion 387

23. L'environnement microbiologique de l'armillaire et la lutte biologique .. 389Les Basidiomycètes décomposeurs du bois mort 390

Compétitions avec l'armillaire en milieu naturel 390Estimation du pouvoir antagoniste en laboratoire 392Essais de lutte biologique en milieu naturel 394

Les microorganismes de la rhizosphère 396Compétitions avec l'armillaire en milieu naturel 396Les Trichoderma 397

Mycoparasitisme 398Antibiose 399Sélection d'isolats de Trichoderma 399L'antagonisme entre Armillaria spp. et Trichoderma spp.dans des milieux semi-naturels (bois mort et sol) 400

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Table des matières

Expérimentations au champ 401Effet des stress sur l'antagonisme et désinfection du sol 402

Antagonistes divers 404Conclusion 406

VI. CONCLUSIONS

24. Les armillaires : acquis, problèmes et prospectives 409Quelques avancées de la recherche sur le genre Armillariade 1995 à 2004 409Les problèmes non (ou insuffisamment) résolus 411

La parasexualité 411La phylogenie des armillaires au plan mondial 411La morphogenèse 412La formation des nouveaux individus diploïdes 412Les relations hôte - parasite 412

L'évolution prévisible de l'impact de l'armillaire 413Les conséquences de l'évolution des techniques 413Les conséquences de l'évolution climatique 413

Situation actuelle des méthodes de lutte contre le pourridié-agaric 414L'évolution prévisible des méthodes de lutte 416

Références bibliographiques 419Liste des espèces-hôtes de l'armillaire citées 475Microorganismes, champignons et parasites divers cités 481Liste des auteurs 485Crédit photographique 487

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