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Vers un système de production basé sur une combinaison de nouvelles solutions de biocontrôle pour lutter contre le nématode à kyste de la carotte – ECLODERA

ECLODERA – Vers un système de production basé sur une combinaison de nouvelles solutions de biocontrôle pour lutter contre le nématode à kyste de la carotte.

ECLODERA concerne des leviers mobilisables pour une transition vers un changement de système de culture pour une situation orpheline. L’objectif affiché est le développement de leviers complémentaires pour remplacer l’utilisation du dichloropropène, nématicide chimique qui permettait de désinfecter le sol et qui est interdit depuis 2018. La filière carotte est donc en attente de solutions alternatives respectueuses de l’environnement et de la santé des utilisateurs pour contrôler ce nématode.

L’enjeu d’ECLODERA est de permettre une montée en niveau de maturation de deux solutions qui seront combinées pour répondre à l’impasse phytosanitaire que rencontre la filière carotte.

ECLODERA s’appuie sur des résultats antérieurs qui ont montré le potentiel des deux solutions envisagées pour contrôler les populations du nématode à kyste de la carotte Heterodera carotae sans utiliser de nématicides chimiques. L’utilisation d’exsudats racinaires de carotte permet de stimuler l’éclosion des larves d’H. carotae contenues dans les kystes, larves qui meurent dans le sol après 10-15 jours en absence de la plante hôte. La preuve de concept de l’efficacité de cette solution a été réalisée en conditions contrôlées et au champ. Néanmoins, elle se heurte au challenge industriel que représente la production massive d’exsudats [verrou identifié], et nous avons montré que des microbiotes riches en espèces copiotrophes (fortement consommatrices de carbone) peuvent limiter l’efficacité de la méthode [verrou identifié]. En l’absence de variétés résistantes de carotte de consommation, Vilmorin-Mikado a développé une variété résistante de service (TERAPUR) qui provoque l’éclosion des larves, mais qui du fait de la résistance, ne les multiplie pas. Les essais menés en conditions contrôlées et au champ montrent l’efficacité de la résistance et l’amélioration, quantitative et qualitative, des rendements de la culture suivante de carotte. Néanmoins, il existe des difficultés importantes de production de semences de cette variété, sur le plan quantitatif et qualitatif (taux de germination faible) [verrou identifié], et des expérimentations sont encore nécessaires pour préciser la durabilité de cette résistance [verrou identifié]. La plus-value d’ECLODERA sera de considérer ces différents verrous pour permettre une montée en niveau de maturation des deux solutions qui seront combinées pour répondre à l’impasse phytosanitaire que rencontre la filière carotte.<br /><br />Les objectifs d’ECLODERA sont i) d’identifier dans les exsudats de carotte les molécules qui stimulent l’éclosion d’H. carotae, ii) d’étudier la durabilité des deux leviers, utilisés seuls ou combinés, iii) d’étudier l’effet de microbiotes sélectionnés par les différentes espèces végétales en rotation avec la carotte sur la stimulation artificielle de l’éclosion, afin d’identifier puis de tester au champ le positionnement à privilégier dans l’itinéraire technique, et enfin iv) d’échanger avec les acteurs de la filières pour favoriser l’adoption des solutions alternatives envisagées.

Les opérations à mettre en œuvre pour atteindre le premier objectif (WP1) comprennent i) la production d’exsudats dans un système qui facilitera l’identification des molécules, ii) l’application de méthodes complémentaires de métabolomique (GC-MS et LC-MS) pour se donner toutes les chances d’identifier la (ou les) molécule(s) d’intérêt, iii) le sourcing et la purification des molécules et iv) leur formulation sous une forme commercialisable et aisément applicable.

Les opérations à mettre en œuvre pour atteindre le second objectif (WP2) comprennent i) les expériences d’éclosion en conditions contrôlées pour tester l’hypothèse d’une stratégie de minimisation des risques (bet-hedging) chez H. carotae, ii) les expériences visant à optimiser la production et la germination de la semence TERAPUR et iii) les expériences d’évolution expérimentale pour mesurer et comparer la vitesse d’adaptation du nématode à différentes stratégies d’utilisation de la variété résistante TERAPUR.

Les opérations à mettre en œuvre pour atteindre le troisième objectif (WP3) comprennent i) la production de microbiotes sélectionnés par les précédents culturaux, ii) les expériences de stimulation de l’éclosion dans des sols contenant les différents microbiotes, iii) les analyses de métagénomique des communautés bactériennes et fongiques de ces sols pour décrire leur composition et iv) les essais au champ pour évaluer l’efficacité et l’impact sur le rendement des méthodes de lutte alternatives envisagées.

Les opérations à mettre en œuvre pour atteindre le quatrième objectif (WP4) comprennent i) l’organisation de réunions et visites d’essais pour convaincre les utilisateurs finaux, ii) des interventions en lycées agricoles et iii) la rédaction d’articles et de fiches techniques.

L’approche de métabolomique non ciblée menée dans le cadre du WP1 permettra de disposer dans un premier temps d’une liste de molécules candidates capables de provoquer l’éclosion d’H. carotae, puis à la fin du projet d’un prototype de produit de biocontrôle formulé et applicable au champ.

Les opérations menées dans le cadre du WP2 permettront d’évaluer le taux d’éclosion des larves dans de l’exsudat brut suite à une première stimulation de l’éclosion par de l’exsudat brut ou la molécule identifiée, et ainsi d’avoir une idée du potentiel de durabilité de la stratégie d’éclosion suicide. Elles permettront également de connaitre le mode d’action de la résistance de la variété TERAPUR, et de disposer d’un protocole d’optimisation de la production et de la germination de la semence de TERAPUR. L’approche d’évolution expérimentale permettra d’évaluer la capacité et la vitesse d’adaptation d’H. carotae à la résistance de TERAPUR et de quantifier les gains de durabilité de la résistance de TERAPUR lorsqu’elle est combinée avec la solution de biocontrôle où alternée avec une variété sensible.

L’approche combinant métagénomique et expérimentation en conditions contrôlées menée dans le cadre du WP3 permettra d’identifier le(s) précédent(s) et le(s) mode(s) d’application (pendant ou après la culture) à privilégier pour positionner le produit de biocontrôle provoquant l’éclosion suicide d’H. carotae. Les résultats des essais en parcelles expérimentales permettront de quantifier l’efficacité des solutions alternatives, seules et combinées.

Enfin, les opérations menées dans le cadre du WP4 permettront dans un premier temps d’identifier et de prendre en compte les éventuels freins à l’adoption des solutions envisagées, puis de produire du matériel pédagogique pour les interventions en lycées agricoles, des articles/fiches techniques et des brochures d’information.

Les pertes de rendement dues au nématode à kyste de la carotte, H. carotae, étant de l’ordre de 80% de production lorsqu’aucune méthode de lutte n’est mise en place, l’ensemble de la filière carotte est en demande de nouvelles solutions de lutte, et plus particulièrement le bassin de la côte ouest de la Manche (autour de Créances) fortement infesté. La filière des carottes de Créances est une filière importante au niveau national puisqu'elle représente environ 12 % de la production française de carottes (40 000 tonnes). Les autres bassins de production français (e.g. le bassin du Mont Saint-Michel, la Bretagne, ou encore la zone de production des Landes), qui présentent des niveaux d’infestation inférieurs, ont également témoigné leurs intérêts quant aux pistes étudiées. La maturation des leviers explorés dans le cadre de ce projet apportera des solutions pour les producteurs français, mais aussi dans toutes les zones de production de carottes confrontées aux infestations par H. carotae, dont de nombreux pays européens mais aussi le Canada, les USA, le Mexique et l’Afrique du Sud.

Une partie des résultats originaux obtenus dans le cadre du projet sera valorisée sous forme de publications scientifiques et de présentations lors de conférences. Les publications, et communications, seront co-signées par toutes les parties impliquées dans les travaux présentés et mentionneront l’origine du financement du projet. Ils donneront aussi lieu à des rapports et soutenances d’étudiants en master. Les productions scientifiques (publications, communications orales, posters, etc…) en lien direct avec les résultats du projet nécessiteront l’acceptation de tous les partenaires selon les modalités de l’accord de consortium. Les découvertes innovantes feront l’objet de rédaction et de dépôt de brevets. Ces brevets appartiendront en co-propriété à toutes les parties impliquées dans l’innovation technologique, au prorata de l’apport effectif de chaque partenaire dans la découverte. Des documents techniques et des brochures d’information, ayant vocation à être mis à la disposition de la filière, seront également rédigés.

Le projet ECLODERA s’inscrit dans la thématique ‘Développement d’alternatives de gestion des bio-agresseurs’ pour une situation devenue orpheline depuis le retrait du 1,3-dichloropropène (en 2018). Il permettra la montée en maturation (TRL 4 à TRL 6-7) de deux leviers complémentaires de lutte contre le nématode à kyste de la carotte Heterodera carotae : l’utilisation de molécules issues d’exsudats racinaires pour induire l’éclosion des larves en l’absence de la plante (éclosion suicide) et l’utilisation d’une variété résistante comme plante assainissante. Les verrous qui seront traités concernent i) l’identification des molécules responsables de l’éclosion, ii) la durabilité des leviers, seuls et combinés, et iii) le positionnement de ces leviers dans l’itinéraire technique en tenant compte des variations d’efficacité potentielles dues à la composition du microbiote du sol sélectionné par les cultures entrant dans la rotation.

Une approche de métabolomique non ciblée (GC-MS et LC-MS) permettra d’abord d’identifier la ou les molécules actives, afin de les formuler ensuite en produit de biocontrôle provoquant l’éclosion d’H. carotae. Une approche d’évolution expérimentale permettra d’évaluer la durabilité des deux solutions, utilisées seules ou combinées. Et une approche combinant métagénomique et expérimentation en conditions contrôlées permettra d’étudier l’effet du microbiote du sol sur l’efficacité de la solution de biocontrôle afin d’optimiser au champ le positionnement des deux leviers dans le système agronomique.

ECLODERA s’appuie sur des résultats solides issus de travaux scientifiques antérieurs qui ont montré l’efficacité et le potentiel de ces solutions pour remplacer l’utilisation du nématicide chimique tout en préservant l’environnement et la santé des utilisateurs. L’adoption par les producteurs de carottes de ces solutions facilement intégrables au système actuel sera favorisée par des échanges réguliers avec les différents acteurs de la filière (WP dédié).

Le consortium rassemble un institut de recherche (INRAE-IGEPP), un industriel de l’agrofourniture (CMI-Roullier), un semencier (Vilmorin-Mikado) et un institut technique (SILEBAN). En associant dès le montage du projet des industriels disposant d’outils de R&D, de production et de distribution, avec des chercheurs du monde académique et des représentants de la filière, ce partenariat permet une diffusion rapide auprès des producteurs, premiers destinataires et futurs utilisateurs de ces nouvelles solutions.

Coordination du projet

Josselin Montarry (Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

IGEPP Institut de Génétique Environnement et Protection des Plantes
SILEBAN Société d'Investissement et de développement pour les cultures LEgumières de BAsse-Normandie
VILMORIN-MIKADO VILMORIN-MIKADO
CMI-Roullier Agro Innovation International

Aide de l'ANR 282 743 euros
Début et durée du projet scientifique : décembre 2021 - 36 Mois

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