Dynamique des populations de Fusarium spp. responsables de la fusariose des épis et des communautés microbiennes parmi les compartiments-clés de l’agroécosystème – POPNCO

La fusariose des épis est l’une des maladies fongiques les plus importantes des céréales et du blé entraînant pertes de rendement et contaminations en mycotoxines. Des questions en lien avec l’épidémiologie de la maladie et les interactions entre Fusarium spp. (Fspp) et leur environnement biotique restent inexplorées. Ces pathogènes colonisent différents compartiments de l’agroécosystème, à savoir les résidus de culture, le sol et les grains. Bien que le sol et les résidus constituent la source d’inoculum primaire, ces compartiments sont moins étudiés que les grains. La diversité génétique intraspécifique a également été peu explorée au sein des Fspp. Pourtant, ces connaissances sont indispensables à la mise en place de moyens de contrôle efficaces, notamment pour des approches basées sur le biocontrôle. Le recours aux agents de biocontrôle (BCA) pour réduire la fusariose des épis a fait l’objet de nombreuses études et, malgré des résultats prometteurs au laboratoire et en serre, les résultats au champ sont souvent décevants. Outre les lacunes de recherche précédemment citées, d’autres verrous scientifiques et techniques peuvent expliquer le retard pris dans le développement de produits efficaces contre la fusariose tels que des méthodes de sélection de BCA souvent éloignées des conditions réelles de production ou encore le manque d’outils pour évaluer leur efficacité de colonisation et de protection.
Dans ce contexte, les objectifs de ce projet visent à déterminer i) la diversité et dynamique des communautés bactériennes, fongiques et fusariennes au cours du cycle du blé dans les compartiments colonisés par Fspp; ii) la variabilité intraspécifique, phénotypique et génétique, chez l’espèce majoritaire F. graminearum (Fg); iii) la capacité d’isolats issus du microbiome du champ à réduire la croissance de Fspp et la production de mycotoxines.
Pour répondre à ces objectifs, nous allons suivre, au cours du cycle du blé, 5 champs pendant 2 ans. Des échantillons de sol, de grains de blé et de résidus de maïs seront collectés à différentes étapes-clés du cycle du blé, i.e., juste après la récolte du maïs, au stade plantule du blé, à floraison et à la récolte. Sur ces échantillons, la diversité et la dynamiques des communautés bactériennes, fongiques et fusariennes sera étudiée par metabarcoding. Une collection d’isolats monospores de Fg sera également constituée et génotypée à l’aide de marqueurs SNP, en partenariat avec l’INRA UR MycSA. Enfin, une collection de 700 isolats bactériens et fongiques sera également mise en place et évaluée pour sa capacité à réduire la croissance des Fspp sur milieux gélosés à base de sol et plante. Des essais en mésocosmes seront également conduits pour déterminer la capacité d’un sous-groupe d’isolats parmi les plus actifs, soit seul ou en mélange, à coloniser du sol, des résidus et/ou des grains de blé non stériles, à limiter le développement des Fspp et à réduire la contamination en mycotoxines dans les grains.
L’ensemble des résultats du projet permettra de déterminer i) quels sont les principaux Fspp responsables de la fusariose sur épi et dans quels compartiments ils se trouvent ; ii) le niveau de diversité intraspécifique chez Fg à l’échelle du champ et iii) la part de l’inoculum retrouvé sur sol et résidus qui contribue à infecter les épis. Ces résultats sont indispensables à l’élaboration de stratégies de biocontrôle efficaces afin d’identifier les espèces prédominantes parmi les Fspp à cibler ainsi que les compartiments du champ et les stades du blé vis-à-vis desquels les traitements avec des BCA ont le plus de chance d’impacter les populations de pathogènes et de réduire la maladie. Par ailleurs, les données générées dans le cadre de ce projet permettront d’apporter un regard nouveau sur les interactions entre Fspp et le microbiote du champ et conduiront à la découverte de nouveaux isolats ou consortia d’isolats potentiellement antagonistes contre Fspp et la fusariose.