Biodiversité 4 min
Flavescence dorée de la vigne en Europe : l’origine de la maladie dévoilée
Depuis l’apparition des premiers foyers dans les vignobles européens, les épidémies de Flavescence dorée, maladie causée par un phytoplasme (1) , ont été associées à l'introduction d’un insecte vecteur nord-américain ampélophage Scaphoideus titanus. Les chercheurs INRAE du centre Nouvelle-Aquitaine Bordeaux (unité Biologie du fruit et pathologie, équipe Mollicutes), en collaboration avec leurs confrères allemands, italiens, hongrois et serbes, ont étudié durant une décennie la diversité génétique et le cycle écologique du phytoplasme. Ils ont confirmé que le phytoplasme associé à cette maladie de quarantaine, est bien originaire et endémique des aulnes européens. Les résultats viennent d’être publiés dans la revue Plos Pathogens et démontrent que cette crise sanitaire s’explique en fait par la rencontre entre une bactérie originaire du paléarctique (2) Nord, le phytoplasme et l’insecte vecteur du néarctique (3) S. titanus, Cette étude valide d’ores et déjà la restriction de la lutte antivectorielle aux foyers causés par certains variants génétiques du phytoplasme adaptés à la transmission par S. titanus. Elle établit aussi le concept nouveau de « vectotype » bactérien (4) et propose d’établir les empreintes éco-génétiques locales nécessaires à une gestion raisonnée de la maladie à l’échelle des territoires.
Publié le 08 juin 2020
La Flavescence dorée (FD) de la vigne est une maladie de quarantaine à phytoplasmes qui est apparue dans les années 1950 dans le sud-ouest de la France et s’est propagée dans les vignobles européens. La lutte obligatoire contre la FD qui consiste en la surveillance des vignobles, la recherche et l’arrachage des pieds atteints, mais aussi les traitements insecticides, ont des impacts économiques, environnementaux et sociaux importants. Alors que l’insecte vecteur S. titanus avait été introduit d’Amérique du Nord lors de l’importation des vignes américaines résistantes au phylloxera, l’origine européenne déjà envisagée du phytoplasme FD devait être prouvée et corrélée avec des facteurs écologiques et génétiques précis. À cette fin, une étude de la diversité génétique et du cycle écologique du phytoplasme a été menée dans cinq pays européens pendant 10 ans.
Une grande diversité génétique de phytoplasmes hébergée par les aulnes asymptomatiques et seulement quelques variants associés aux vignes atteintes de flavescence dorée
Les chercheurs de cinq pays européens ont réalisé l’échantillonnage de vignes, aulnes, clématites et des cicadelles piqueuses-suceuses de sève élaborée qu’ils hébergeaient, Ceci a permis de caractériser 132 variants génétiques du phytoplasme, parmi lesquels, seuls 11 étaient associés à des foyers de FD sur vigne. Alors qu’ils ne présentaient pas de symptômes, la plupart des aulnes étaient infectés par cette centaine de variants génétiques souvent en populations dans ces arbres, que ce soit à proximité des foyers de FD, dans les régions viticoles sans FD et les régions non viticoles. Près de 8 % des phytoplasmes détectés dans les aulnes étaient même génétiquement identiques à ceux associés à des foyers de FD au vignoble.
Que révèle cette étude sur la transmission des phytoplasmes ?
La compatibilité des variants des phytoplasmes responsables des épidémies chez la vigne avec l'insecte vecteur S. titanus résulte d’une pré-adaptation de leurs adhésines (5) de surface à certaines cicadelles de la même sous-famille que S. titanus et vivant sur les aulnes. Ces adhésines de surface évoluent rapidement grâce à leur structure en éléments répétés. Ceci leur confère un rôle clé dans le mode de vie des phytoplasmes des hôtes ligneux, qui dépendent de l'adaptation à de nouveaux insectes vecteurs pour élargir leur gamme de plantes hôtes.
Parmi les cicadelles capturées sur aulnes, la cicadelle Macropsinae Oncopsis alni, a pu transmettre des variants du phytoplasme incapables d’être transmis par la cicadelle Deltocephalinae S. titanus. A l’inverse, les cicadelles Deltocephalinae Allygus spp. et Orientus ishidae ont transmis deux variants qui se sont révélés transmissibles par S. titanus. La variabilité des adhésines de surface vmpA et vmpB de tous ces phytoplasmes distingue clairement 3 clusters génétiques. Les génotypes du cluster Vmp-I, dénommés par cette étude vectotypes I, ne sont transmis que par O. alni, tandis que les génotypes des clusters Vmp-II et -III, ou vectotypes II et III, sont transmis par les cicadelles Deltocephalinae. Fait intéressant, les domaines répétés des adhésines des clusters Vmp-II et –III ont montré des duplications à l’identique récentes. L’utilisation de billes de latex recouvertes d’adhésine VmpA des clusters II et I ont aussi montré que celle du cluster II favorisait une meilleure adhérence aux cellules de Deltocephalinae Euscelidius variegatus en culture et une rétention plus importante dans les intestins d'E. variegatus et de S. titanus.
Ces données démontrent donc que la plupart des phytoplasmes FD sont endémiques aux aulnes européens et que l’élucidation de leur cycle écologique et de leurs caractéristiques génétiques, permet de distinguer des variants à fort potentiel épidémique au vignoble. En termes d’application, les outils de génotypage développés dans cette étude permettent de retracer l’origine et la propagation des souches de phytoplasmes de la Flavescence dorée dans les vignobles et leurs environnements mais aussi d’identifier les souches épidémiques. Ces informations viennent alimenter les évaluations de risque pour mieux raisonner les stratégies locales de lutte. Ce type de gestion expérimentale associant surveillance renforcée des vignobles, génotypage des cas et modulation des insecticides se met actuellement en place dans certains vignobles en France.
- Les phytoplasmes sont des bactéries phytopathogènes ; ils appartiennent à la classe Mollicutes, un groupe de bactéries dites « minimales », dépourvues de paroi et possédant de très petits génomes. Ils sont associés à des centaines de maladies, qui sont transmises par insectes hémiptères (cicadelles, fulgores et psylles) et causent d’importants dégâts en agriculture. Les maladies à phytoplasmes constituent un handicap sérieux car il n’existe à ce jour aucune lutte curative.
- Le néartique et paléartique sont 2 parties de la surface terrestre représentative d'une unité écologique à grande échelle (écozone). Il existe 8 écozones. Le néartique couvre essentiellement l’Amérique du Nord et le nord du Mexique...
- ... et le paléartique s’étend principalement en Europe et Afrique du Nord.
- Les phytoplasmes sont ici classés en 3 vectotypes selon les caractéristiques génétiques de leurs adhésines et leurs capacités à être transmis par un insecte donné.
- Les adhésines sont des composants de la surface des phytoplasmes, qui leur permettent d’envahir les cellules de leurs hôtes.
Référence :
Malembic-Maher S, Desqué D, Khalil D, Salar P, Bergey B, Danet J-L, Duret S, Dubrana-Ourabah M-P, Beven L, Ember I, Acs Z, Della Bartola M, Materazzi A, Filippin L, Krnjajic S, Krstić O, Toševski I, Lang F, Jarausch B, Kölber M, Jović J, Angelini E, Arricau-Bouvery N, Maixner M & Foissac X (2020) When a Palearctic bacterium meets a Nearctic insect vector: Genetic and ecological insights into the emergence of the grapevine Flavescence dorée epidemics in Europe. Plos Pathogens 16: e1007967. doi:10.1371/journal.ppat.1007967.
Cycle écologique des phytoplasmes associés aux jaunisses de la vigne telle que la Flavescence dorée
Crédits photos INRAE Bordeaux, France; Julius Kuehn Institute Siebeldingen, Allemagne; Institute of Plant Pest Zemun, Serbie.