Search

International audience

International audience; Bien que les émergences de bioagresseurs ne soient pas des phénomènes récents, elles posent pour la santé des forêts de multiples questions et de nouveaux enjeux. Leur occurence est en effet en forte augmentation ces dernières décennies. Replacer ces phénomènes dans un cadre conceptuel commun à la santé végétale, animale et humaine, et dans le contexte des changements globaux, permet de mieux identifier les mécanismes et facteurs qui favorisent les maladies émergente, et ainsi les possibles leviers d'actions.

Crop losses due to pests and diseases are a major threat to incomes and food security of thousands of rural families worldwide. The assessment of crop losses (yield and economic losses) and their causes is needed to improve the development of agroecosystem s capable to offer good crop yields, regulation of pests and diseases, and other ecosystem services. This doctoral research aimed to contribute to the research field of crop losses, by providing experimental and modeling approaches that could be used in perennial crops to estimate primary and secondary losses and analyze their causes. We worked in a perennial crop such as coffee, in Turrialba, Costa Rica, where coffee is grown in plantations from monocultures at full sun exposure to highly diversified agroforestry systems, and under a range of production situations (topoclimate, soil fertility, types of shade) and management strategies (agricultural practices and inputs). The three main research questions were: What is the impact of management strategies and production situations on pests and diseases and coffee yields? How do coffee yield losses caused by injury profiles vary in function of management strategies and production situations? Which types of coffee agroecosystems are capable to obtain the lowest coffee losses (yield and economic) and highest overall benefits (ecosystem services)? This research was developed through two experimental designs. The first was an experimental coffee parcel under controlled conditions (three - year experiment) to quantify primary and secondary yield losses by comparison of treatments, and to identify the main predictors of yield losses by structural equation modeling. The second experimental design was based on surveys in a coffee research plot network (coffee plots of smallholder farmers), where, during two years, we measured indicators of yields and indicators of four ecosystem services: regulation of pests and diseases, provisioning of agroforestry products, maintenance of soil fertility, and carbon sequestration. Yield losses in this network were estimated through modeling using the predictors identified in the experimental coffee parcel. Analyses of data included several statistical techniques, from analysis of variances, linear regressions to multivariate techniques. The results were organized in four manuscripts, and then discussed integrally. The main findings were: i) Both production situations and management strategies determine coffee yield and pest and disease injuries, effects of interactions altitude x management x types of shade must be considered; ii) Injury profiles depend on particular combinations of production situations and management strategies, with impacts on yield losses especially in a year of high coffee production (primary yield losses), but compromising also the yields of the next year (secondary yield losses); iii) Diversified agroforestry systems have better chances to regulate pests and diseases (reduce yield and economic losses), and simultaneously provide goods for family benefits, maintain soil fertility, and increase carbon sequestration, without implying trade-offs among these ecosystem services. The main prospects of this research are related to perform similar studies in coffee and other perennials at regional levels, develop an injury profile simulator for coffee, and prototyping of coffee agroforestry systems to optimize the provision of multiple ecosystem services; Les pertes de récolte dues aux ravageurs et aux maladies constituent une menace sérieuse pour les revenus et la sécurité alimentaire de milliers de familles rurales dans le monde entier. L'évaluation de ces pertes de récolte (baisse de rendement et préjudice économique) et de leurs causes est nécessaire pour améliorer la mise au point d'agroécosystèmes capables d'offrir de bons rendements de culture, une régulation des ravageurs et des maladies et d'autres services écosystémiques. Ce mémoire de doctorat vise à contribuer à la recherche dans le domaine des pertes de récolte en proposant des approches expérimentales et de modélisation susceptibles d'être utilisées pour estimer les pertes primaires et secondaires subies dans les cultures pérennes, et analyser leurs causes. La culture pérenne étudiée est celle du caféier à Turrialba au Costa Rica, où la culture du café se pratique dans des plantations qui vont de la monoculture à pleine exposition solaire à des systèmes agroforestiers hautement diversifiés, et qui sont soumises à une gamme de situations de production (topolimat, fertilité du sol, types d'ombrage) et de stratégies de gestion (pratiques culturales et intrants). Les trois questions de recherche principales ont été les suivantes : Quel est l'impact des stratégies de gestion et des situations de production sur les ravageurs et les maladies et les rendements en café ? Comment les pertes de rendement en café associées à des profils de dégâts donnés varient-elles en fonction des stratégies de gestion et des situations de production ? Quels types d'agro-écosystèmes à base de caféiers permettent de minimiser les pertes en café (baisse de rendement et préjudice économique) et de maximiser les avantages globaux retirés (services écosystémiques) ?

Fil: Requier, Fabrice. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Patagonia Norte; Argentina. Fil: Requier, Fabrice. Institut National de la Recherche Agronomique; Francia. Fil: Requier, Fabrice. Universidad Nacional de Río Negro. Sede Andina; Argentina Fil: Le Feon, Violette. Institut National de la Recherche Agronomique; Francia L’abeille mellifère (Apis mellifera) est la seule espèce produisant du miel en Europe. C’est très souvent cette image qui nous vient à l’esprit lorsqu’on parle du mot "abeille", tandis qu’il existe au total près de 20 000 espèces d’abeilles dans le monde, 2000 en Europe et 399 en Belgique. Répartie au sein de six familles, cette diversité spécifique rassemble des caractéristiques morphologiques et comportementales communes (alimentation en pollen et nectar via un "central-place foraging" et poils branchus sur lesquels les grains de pollen se fixent). Cependant, de nombreuses divergences écologiques distinguent les abeilles, tant au niveau de leur mode de vie (socialité), de leur comportement de nidification, que dans leur régime alimentaire. Il est donc réducteur d’assimiler le mot "abeille" à la seule abeille mellifère et au miel qu’elle produit. "La diversité écologique des abeilles étonne et passionne mais la majorité des espèces reste encore largement méconnue en terme de comportement et de distribution géographique et, de ce fait, quant à leur vulnérabilité face aux pressions d’origine anthropique".

L’aubergine (Solanum melongena L.), est une culture particulièrement sensible aux bioagresseurs telluriques principalement la verticilliose (Verticillium sp.) et les néma- todes à galles (Meloidogyne spp.) en climat tempéré. Utilisé par les producteurs depuis des décennies, le greffage est une solution présentant de nouveaux problèmes. Dès lors, il faut identifier de nouvelles résis- tances et des porte-greffe alternatifs, ainsi, que de nouvelles solutions de protection pour les accompagner. Le projet VASCUlég a eu cet objectif grâce à une collaboration entre le Ctifl, l’INRA, les stations régionales et les firmes semencières de 2011 à 2015. Il a permis d’identifier de nouvelles sources de résistances au Verticillium sp., mais aussi des combinaisons avec des Solanum spp. donnant de bons résultats et des pistes de techniques alternatives de protection, Aubergine (Solanum melongena L.) is par- ticularly sensitive to soilborne pests and diseases, especially verticillium wilt (Verticil- lium sp.) and gall nematodes (Meloidogyne spp.) in temperate climates. Used by growers for decades, grafting is a solution but there are new problems with it. Therefore new resistances and alternative rootstocks need to be identified, as well as new protective measures to accompany them. From 2011 to 2015, the VASCUleg project had this objec- tive thanks to collaboration between the Ctifl, INRA, regional experimental stations and seed companies. This has resulted in finding new sources of resistance to Verticillium sp., but also combinations with Solanum spp., giving positive results and possible future alternative protection techniques.

Prendre en compte l’échelle du paysage permet de mieux appréhender les différents niveaux d’interaction entre les activités agricoles, l’environnement et les ressources qu’il fournit (sol, eau, biodiversité), et d’explorer ainsi de nouvelles voies pour la transition agroécologique. Prendre en compte le territoire permet de traiter des interactions entre différents systèmes de production, les espaces non cultivés, non agricoles et leurs interfaces, entre les professionnels agricoles et les autres acteurs du territoire. L’objectif est de repenser l’agriculture dans un nouveau rapport aux ressources naturelles, aux acteurs et filières du territoire qu’ils soient ou non liés à l’agriculture. La transition agroécologique à l’échelle des paysages et des territoires met en œuvre des innovations de nature techniques, comme celles associées à la gestion des espaces interstitiels et des infrastructures écologiques mais également sociales pour mettre en place des formes nouvelles de gestion collective et de gouvernance territoriale., Landscape level makes it possible for us to consider the interactions between agricultural activities, environment and resources it provides (water, soil, biodiversity), and therefore to explore new ways for agroecological transition. Territory level makes it possible to consider the interactions between different agricultural systems, cultivated and uncultivated domains, agricultural and non agricultural actors. The objective is to think agriculture development in a new way, considering its relationships with natural resources, agricultural or non agricultural actors and activities. Agroecological transition at landscape and territory levels requires technical innovation such as those related to interstitial areas or ecological infrastructures, but also socio-economic innovations such as collective management and territorial governance.

SPE ECOLDUR; National audience

Actions via la plante. Interactions entre l’architecture de la plante et les bio-agresseurs

La sélection assistée par marqueurs (SAM) n’est possible que si les marqueurs moléculaires sont facilement utilisables et informatifs. Chez la pomme de terre, espèce tétraploïde et hétérozygote, la SAM est encore assez peu développée pour le moment. Notre démarche a été, d’une part, de rechercher des marqueurs moléculaires liés à des caractères d’intérêt à partir de populations diploïdes en ségrégation et de tester leur transférabilité au niveau tétraploïde et, d’autre part, de tester des marqueurs moléculaires déjà publiés dans des fonds génétiques tétraploïdes différents. Les modèles retenus étaient la résistance aux bioagresseurs (le mildiou du feuillage causé par Phytophthora infestans, la résistance aux nématodes à kyste Globodera rostochiensis et G. pallida, la résistance au virus Y) et la teneur en glycoalcaloïdes des tubercules. Dans le cas d’un déterminisme génétique simple (cas du gène Ry conférant la résistance au virus Y issu de Solanum stoloniferum ou du gène R1 de résistance au mildiou issu de S. demissum), les marqueurs publiés ont pu être validés dans différents fonds génétiques. Pour le gène H1 conférant la résistance à G. rostochiensis, le marqueur disponible au moment du projet s’est avéré ne pas être lié à la résistance dans notre matériel mais d’autres marqueurs ont été validés depuis. Dans le cas d’une résistance oligogénique, illustrée par la résistance à G. pallida dont le déterminisme génétique est sous le contrôle de 2 QTL, la portabilité de 4 marqueurs permettant de suivre le QTL à effet fort GpaVspl dans différents fonds génétiques tétraploïdes a été testée. Deux marqueurs permettant de suivre le QTL à effet faible GpaXIspl ont également été validés. L’ensemble des marqueurs a été transféré aux partenaires professionnels qui les utilisent désormais à des échelles différentes dans leurs schémas de sélection. Pour les caractères à déterminisme polygénique (résistance au mildiou du feuillage et teneur en glycoalcaloïdes), il semble actuellement prématuré d’envisager la SAM., Marker-assisted selection (MAS) is only possible if molecular markers are easy to handle and informative. In potato, a tetraploid and highly heterozygous species, SAM is poorly developed. In our study we developed two approaches: 1) search for molecular markers linked to traits of interest in diploid segregating populations and test of their transferability at the tetraploid level and 2) test of molecular markers that have already been published in different tetraploid genetic backgrounds. The targeted traits were resistance to pathogens (late blight caused by Phytophthora infestans, cyst nematodes Globodera rostochiensis and G. pallida, virus Y) and glycoalkaloid content in tubers. In the case of a monogenic control (like resistance to late blight conferred by the R1 gene originating from Solanum demissum or the resistance to the Y virus conferred by the Ry gene originating from S. stoloniferum), the published markers have been validated in different genetic backgrounds. For the H1 gene conferring resistance to G. rostochiensis, markers available at the time of the project were not found to be associated with resistance in our material but other markers have since been validated. In the case of oligogenic resistance, illustrated by the resistance to G. pallida, which is controlled by two QTL, markers flanking the large effect QTL GpaVspl were tested successfully in different diploid and tetraploid backgrounds. Two markers linked to the low effect QTL GpaXIspl were also validated. These markers were transferred to the French breeders who are now using them in their breeding programs. For polygenic quantitative traits (partial resistance to late blight and glycoalkaloid content), it seems not realistic to consider SAM for the moment.

National audience; L'agriculture biologique est de plus en plus reconnue comme prototype d’agriculture durable car elle combine de multiples performances. Toutefois des tensions apparaissent entre certaines de ces performances. Une équipe de l’unité Écodéveloppement d’Avignon explore ces tensions en arboriculture fruitière.

L’évaluation de la résistance des variétés aux bioagresseurs constitue un des maillons de l’innovation variétale et permet de décrire les variétés en étude pour l’inscription au catalogue officiel français (CTPS) dans le cadre des études DHS et VAT et pour la protection des obtentions végétales (DHS). Elle repose sur l’utilisation de protocoles représentatifs des réalités du terrain, fiables et reproductibles par rapport aux situations épidémiologiques que rencontreront les variétés inscrites au niveau de leur commercialisation. Cela peut être obtenu par la mise en oeuvre de programmes d’harmonisation des protocoles au niveau européen pour la DHS, en ayant recours à du matériel de référence validé et harmonisé et au moyen de collaborations avec des instituts de recherche pour le suivi épidémiologique des souches., Evaluation of resistance of varieties to pathogens and pests is part of the process of variety innovation and allows description of varieties for their registration (DUS and VCU) and protection (DUS). It is based on the use of protocols relevant to plant production conditions, reliable and reproducible compared to epidemiological situations that registered varieties will meet to during their market life. This can be obtained by setting up programs of protocol harmonization of DUS throughout Europe, use of validated and harmonized reference material and collaborations with public institutes for epidemiological studies on isolates.

National audience

International audience