SR9092 - Études sur l'épidémiologie de la pourriture molle d'Erwinia et sur son contrôle dans les cultures ornementales

Le ministère a financé ce projet dans le cadre du Programme de nouvelles orientation de recherche de 2001.

Chercheur principal

D^r Theo J. Blom, département de la culture des végétaux, Université de Guelph (site Web en anglais seulement)

Objectifs

1. Évaluer les risques associés à la dispersion d’Erwinia spp par les systèmes d’irrigation souterraine.

2. Mettre en œuvre et adapter les outils moléculaires afin de mener les expériences écologiques et épidémiologiques.

3. Sélectionner et filtrer les agents de contrôle biologiques potentiels (BCA) contre la sous-espèce E. carotovora de  Carotovora.

4. Explorer l’utilisation des techniques non polluantes afin de contrôler l’Erwinia spp.

Avantages escomptés

1. Une meilleure compréhension de la complexité du pathogène et du développement des stratégies de contrôle conviviales capables de gérer efficacement ce pathogène augmentera la rentabilité de l’industrie et encouragera les cultivateurs à adopter des systèmes d’irrigation souterraine fermés non polluants.

2. Les connaissances tirées de ces recherches profiteront à d’autres secteurs de l’industrie des cultures de serre, notamment aux cultivateurs de légumes qui essuient d’importantes pertes en raison de ce pathogène.

Résultats

Le nombre de bactéries E.c.c. trouvées dans les serres commerciales qui utilisent le système d’irrigation souterraine par recirculation variait entre 0 et 800 cfu/mL en fonction de la culture, avec une moyenne de 100 cfu /mL. D’autres études ont montré que la densité de population de 100 cfu (cellules de bactérie)/mLde solution nutritive provoquait approximativement 10 p. cent de mortalité chez la zantédesquie éthiopienne.
On a utilisé des antibiotiques sélectifs (erythromycine) et une source de carbone différente (pectine) pour détecter les espèces Erwinia avec activité pectinolytique. Ces caractéristiques nous ont fait croire que nous étions en train d’isoler sélectivement l’Erwinia carotovora. Des échantillons d’ADN ont été isolés à partir d’espèces et de sous-espèces connues différentes d’Erwinia pour utilisation dans une réaction en chaîne de la polymérase (PCR). Des fragments spécifiques de la région d’espacement ribosomale intergénique (ITS) 16S-23S ont été amplifiés par PCR à partir de séquences d’amorce publiées et visualisées, en faisant agir les produits sur le gel d’agarose. Des résultats préliminaires ont démontré des différences au niveau des séquences dans la région 16S-23S entre certaines espèces et sous-espèces Erwinia.

Une expérience au cours de laquelle on a utilisé Trichoderma hamatum comme agent de contrôle biologique (appliqué trois fois) contre E.c.c. ne s’est pas avérée très efficace. Le traitement de contrôle positif (des plantes auxquelles on a inoculé artificiellement de l’E.c.c.) a fait chuter le taux de mortalité.

On a travaillé à l’isolation, la sélection et la purification des bactériophages (c.-à-d. des virus bactériens). On a obtenu des échantillons liquides et solides auprès d’exploitations commerciales de la région de Niagara. On a traité les échantillons pour l’isolation des bactériophages. La caractérisation moléculaire des phages avec digestion enzymatique de restriction (RFLP) montrait que les deux types (groupes 1 et 2) de bactériophages ont été isolés. Les phages des groupes sélectionnés 1 et 2 n’ont pas été capables de produire des plaques sur les hôtes des non-E. carotovora de la sous-espèce carotovora.

Les titres de phages se sont montrés stables dans les solutions d’engrais faits avec de l’eau d’osmose inverse, mais instables avec de l’eau de robinet non stérile. Les phages n’ont pas survécu dans les solutions de traitement de préplantation des tubercules de zantédesquie.

Le contrôle biologique d’E.c.c. avec des bactériophages a été évalué dans une solution d’engrais à la surface de mottes de tissu de tubercules de zantédesquie dans un laboratoire et dans des conditions semblables à celles d’une serre. Des isolats de bactériophage sélectionnés des groupes 1 et 2 ont été testés pour leur capacité à réduire la densité d’ E.c.c. cfu dans la solution d’engrais pour la zantédesquie.  Aucun des phages isolés testés n’a enregistré d’importantes réductions de densité d’E.c.c. L’explication serait attribuable à la présence de Fe-EDTA. Dans la solution d’engrais sans Fe-EDTA, trois bactériophages (Ercca3-3, Ercca4-1 et Ercca4-2) à MOI de 100 (c.-à-d. le ratio de bactériophages et de bactéries E.c.c.) ont réduit significativement la densité en cfu de E.c.c. Seuls les isolats de phage du groupe 1 (Ercca1-3, Ercca2-1, Ercca3-3) ont montré des niveaux importants (P = 0.05) d’activité de contrôle biologique dans les mottes des tubercules. Le groupe 2 d’isolats de phages et un traitement consistant en un mélange de trois phages du groupe 1 et de deux phages du groupe 2 n’ont pas montré une importante activité de contrôle biologique.

Au cours d’une expérience effectuée dans une serre avec des concentrations d’ E.c.c. plus élevées (1 x 105 cfu/mL), mais avec le même MOI (100:1), les résultats ont été encourageants. Malgré le fait que le pourcentage des maladies du contrôle positif (seulement des tubercules avec E.c.c.) a été plus élevé que lors d’une expérience antérieure E.c.c. (1 x 103 cfu/mL), le pourcentage de tubercules malades a diminué d’au moins 40 p. cent par comparaison à celui du contrôle. Le mélange de quatre bactériophages (Ercca 1-2, Ercca 1-3, Ercca 2-5 et Ercca 4-2) appliqué deux fois s’est également montré efficace dans la réduction du pourcentage des tubercules malades.

Les études effectuées en serre et en laboratoire ont démontré l’importance du phosphore dans le rôle de macération du tissu de zantédesquie par l’E.c.c. Au cours d’une expérience en serre, l’incidence de la pourriture molle a crû considérablement lors de l’ajout du superphosphate dans le mélange sans terre (51 p. cent) par comparaison au mélange sans terre régulier (sans ajout de superphosphate) (31 p. cent). Aucun effet sur la mortalité n’a été observé à l’ajout de phosphore dans la solution nutritive. Dans le laboratoire, les bulbes arrosés avec une solution d’E.c.c. et de monophosphate de potassium (KH2PO4) ont macéré plus rapidement et dans un plus grand nombre que ceux arrosés avec de l’E.c.c., du KH2PO4 ou seulement de l’eau. De plus, on a constaté que l’activité enzymatique de dégradation de la cellule (pectinolytique) d’E.c.c s’est accrue en présence du phosphore.

Informations complémentaires

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