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National audience; Introducing legumes in modern cropping systems increases crop diversity and reduces the use of external inputs. It thus contributes to achieving sustainable food and feed production. Lentil (Lens culinaris Medik.) is an environmentally friendly, nutritious, protein-rich legume food crop. It is grown in a wide range of climatic conditions and fixes atmospheric nitrogen through bacterial symbiosis. In France, lentil cultivated areas are continuously increasing but are still largely inferior to the areas cultivated with cereals or other legumes such as pea and faba bean. One of the most serious problems for lentil cultivation is due to the insect pests known as seed beetles (Coleoptera, Bruchinae). Their larvae feed on developing seeds provoking severe yield losses. Lentil is also susceptible to root rot. Various fungal and fungus-like organisms including Aphanomyces and Pythium make up a disease complex and provoke poor root development and stunting/yellowing of aerial parts. The French research project called RésiLens (2019-2021), funded by the special allocation account for agriculture and rural development (CasDAR), aims at addressing these urgent questions. Seven public and private partners will be working together to characterize the diversity of a lentil collection comprising 300 accessions at the phenotypic and molecular levels. Phenotyping trials under different environments will allow generating knowledge about lentil response to main stresses and identifying resistant genitors for breeding.

The branching broomrape, Phelipanche ramosa L. is an obligate parasitic plant, which in a few years became a major agronomic problem for tobacco crops in France. Two approaches, aiming at controlling broomrape were tested within the framework of the ELIOT project grouping Arvalis, the CT2F cooperative and the INRA center of Dijon. The first relates to sulfonylurea herbicides, including rimsulfuron and sulfosulfuron and a systemic herbicide of the cyclohexanediones family, clethodim. The results, although instructive, do not reflect an effective control of broomrape. The second approach deals with the search for soil-borne fungi that are pathogenic to broomrape. A large number of fungal strains associated with symptoms observed on broomrapes have been isolated. Most belongs to the genus Fusarium. Some inhibit the seeds germination or / and cause stem necrosis on tobacco branching broomrape. These promising results of a potential mycoherbicide need to be validated in co-culture in soil., L'orobanche rameuse, Phelipanche ramosa L., est une plante parasite obligatoire, qui, en quelques années est devenue un problème agronomique majeur pour la culture de tabac en France. Deux approches visant à contrôler les orobanches ont été testées dans le cadre du projet ELIOT regroupant Arvalis, la coopérative CT2F et l'INRA de Dijon. La première porte sur les herbicides de la famille des sulfonylurées, dont le rimsulfuron et le sulfosulfuron et un herbicide systémique de la famille des cyclohexanediones, la cléthodime. Les résultats, bien qu'instructifs ne traduisent pas un contrôle efficace de l'orobanche. La seconde approche porte sur la recherche de souches de champignons d'origine tellurique, pathogènes de l'orobanche. Un grand nombre de souches fongiques associées aux symptômes observés sur des orobanches ont été isolées. La majorité appartient au genre Fusarium. Certaines inhibent la germination des graines ou/et provoquent des nécroses sur les tiges d'orobanche rameuse du tabac. Ces résultats augurent d'un mycoherbicide potentiel mais nécessitent d'être validés en co-culture en sol.

Fungal communities associated with plants and soil influence plant fitness and ecosystem functioning. They are classically studied by metabarcoding approaches targeting the ribosomal internal transcribed spacer (ITS), but there is no consensus concerning the most appropriate bioinformatic pipeline for the analysis of these data. We sequenced an artificial fungal community composed of 189 strains covering a wide range of Ascomycota and Basidiomycota, to compare the performance of 288 software and parameter combinations. The most sensitive pipelines, based on the USEARCH and VSEARCH clustering algorithms, detected almost all fungal strains but greatly overestimated the total number of strains. By contrast, pipelines using DADA2 to detect amplicon sequence variants were the most effective for recovering the richness and composition of the fungal community. Our results suggest that analyzing single forward (R1) sequences with DADA2 and no filter other than the removal of low-quality and chimeric sequences is a good option for fungal community characterization.

National audience

The branched orobanche, Phelipanche ramosa L., is an obligate parasitic weed that has become, in France, a major agronomic problem in tobacco crops; yield and quality losses can be total and cause growers to reduce the producing area due to lack of available healthy plots or to abandon the crop. Because chemical management is not effective, biocontrol is certainly the alternative to propose but there is currently no biological control agent on the market to meet the expectations of producers and control this parasitic plant. Only a few microorganisms or molecules, are presented as potential and promising candidates in conclusion of scientific articles but the finalization is absent. A collection of 525 fungal isolates was made from 400 symptomatic orobanches taken from 28 plots representative of the tobacco growing regions in France to identify virulent fungi, adapted to the local pedoclimatic conditions and usable to control locally the development of orobanches. Indeed, pathogenicity tests, conducted in controlled bioassays and taxonomic identification based on morphometric and molecular criteria (ITS and EF1-alpha barcoding) are partially performed to date but analysing the distribution of isolates associated to symptomatic plants already reveals a link between the geographical origin of the isolates and their taxon of belonging. This first result argues for the identification of locally adapted biocontrol agents. Of the taxa already identified, Fusarium, Rhizoctonia, Alternaria, Epicoccum, Trichoderma, the genus Fusarium is the most represented and includes the species F. solani and F. oxysporum. The specificity of the interaction between the selected isolates and the orobanches, and more particularly Phelipanche ramosa, should be finely characterized to avoid that the potential biological control agents affect other plants than the targets.

National audience

Ce numéro comprend les articles correspondant aux présentations du Colloque Casdar 2018.; Fusarium wilt of cyclamen is one of the most damaging diseases of cyclamen caused by the soil-bornefungus Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis. This disease leads to the death of cyclamens. Losses canreach more than 50% of the production. Presently no methods for fusarium control are available. In thiscontext, a project was developed in collaboration with ASTREDHOR the French institute of horticulture,INRA of Dijon and the company Agrene. The project had two goals: i) designing a Fusarium oxysporumf. sp. cyclaminis specific molecular marker allowing to detect the disease, and ii) identifying efficientbiological control agents. A specific molecular marker was identified by random amplified polymorphic DNA within a collection of strains representative of F. oxysporum f. sp. cyclaminis diversity. A specificprimer pairs was designed and validated on a large multi-taxa collection of fungal strains. This pair ofprimers specifically detects the pathogenic fungus in the plant regardless of its phenological stage or inthe substrate and the fertilization solution, making it a powerful molecular tool for prophylaxis and earlydiagnosis. Alongside, greenhouse bioassays were performed to test putative bacterial and fungalbiocontrol agents (BCA), alone or in combination. Two products were selected for the ability to reducethe disease but validation is required before they are used in production.; La fusariose vasculaire du cyclamen est une maladie causée par le champignon tellurique Fusariumoxysporum f. sp. cyclaminis. C’est une des maladies majeures du cyclamen qui conduit inévitablementà la mort de la plante. En cas d’infestation, des pertes peuvent atteindre jusqu’à 50 % de la production.Actuellement, il n’existe pas de moyens de lutte contre cette maladie. C’est dans ce contexte que leprojet FuCy a débuté, associant l’institut technique de l’horticulture, ASTREDHOR, l’INRA de Dijon et lasociété Agrene. Les objectifs de ce programme étaient d’identifier un marqueur spécifique de la formespéciale cyclaminis pour développer un outil de détection du pathogène et de tester des agents de luttebiologique efficace contre ce champignon du sol. Concernant l’outil moléculaire, un fragment d’ADNspécifique de l’agent pathogène a été mis en évidence par amplification aléatoire d’ADN polymorphe ausein d’une collection de souches représentatives de la diversité de F. oxysporum f. sp. cyclaminis. Uncouple d’amorces spécifiques a ainsi été élaboré et validé sur une collection de 138 souchesappartenant à différents taxons. Ce couple d'amorces détecte spécifiquement le champignon pathogènedans la plante quel que soit son stade phénologique ou dans le substrat et la solution de fertilisation, cequi en fait un outil moléculaire spécifique de choix pour la prophylaxie et le diagnostic précoce.Parallèlement, des bioessais ont été réalisés sous serre, afin de tester la possibilité d'utiliser desbactéries et des champignons seuls ou en combinaison comme agents de biocontrôle de F. oxysporumf. sp. cyclaminis. Deux produits donnent des résultats encourageants contre ce pathogène même si untravail de recherche complémentaire reste nécessaire afin de valider ces travaux.

Pea root rot is an increasing constraint in most of intensive pea cropping areas across the globe. The pathogenic complex responsible for the disease is composed of soil-borne fungal and oomycete pathogens such as Fusarium solani, F.oxysporum, F. avenaceum, F. culmorum, Rhizoctonia solani, Thielaviopsis basicola, Ascochyta pinodella, Pythium spp., Aphanomyces euteiches and probably others not yet identified. The diversity of their ecological and pathogenic properties can explain the worldwide dispersion of the disease and the absence of chemical, agricultural or genetic control tools. My research program aims at characterizing the parasitic consortium occurring in the North of France and at proposing biocontrol strategies. First, a field sampling strategy is being determined to measure Inoculum Potential and assess A. euteiches risk. In addition, a comparative analysis of the fungal and oomycete diversity from roots and rhizospheres of symptomatic and asymptomatic plants of infested fields is carried out. This analysis consists in a combination of microbiological isolations and molecular methods (Metabarcoding) to characterize the microbial complex responsible for the disease and identify putative biocontrol taxa. Promising candidates and commercial products with a biocontrol activity against oomycetes and fungi which could be part of the microbial complex will be tested in vitro, in greenhouse, and in field.

SPEIPM; Fusariose du cyclamen : travaux sur la lutte biologique. Phytoma-La défense des végétaux

SPEIPM; In this review, we tried to present Fusarium oxysporum in an ecological context rather than to confine it in the too classic double play of the nonpathogenic fungus that protects the plant against the corresponding forma specialis. Moreover, F. oxysporum is sometimes one, sometimes the other, and only the fungus can reveal its hidden face, according to it is or not in front of the target plant. Despite the quality and richness of the studies conducted to date, molecular approaches highlight some of the evolutionary mechanisms that explain the polyphyletic nature of this species, but still they do not identify a nonpathogenic F. oxysporum. This soilborne fungus has primarily an intense saprophytic life, and it finds its place in the functioning of the ecosystem of which it actively occupies all compartments, thanks to an impressive metabolic flexibility and a high enzyme potential. This adaptability is exploited by F. oxysporum first to get carbon from different organic sources and energy through variable strategies including nitrate dissimilation under severe anaerobic conditions and also to colonize extreme environments, some of which being dramatically anthropized. This adaptability is also exploited by man for bioremediation of polluted sites, for detoxification of xenobiotic compounds including pesticides, and furthermore for industrial and biotechnological processes. The presence of the fungus in water distribution networks of city stresses again the adaptable nature of the fungus, but more precisely, this highlights the presence of clonal populations worldwide and raises the question of the role of man in the transfer of biological resources. We conclude in a provocative manner by asking if nonpathogenic F. oxysporum would not be the all-purpose fungal tool needed to ensure a good soil functioning.

Vascular wilt diseases of vegetable crops remain a major problem for eggplant growers in particular. After having used genetic resistance to Verticillium for several years, they are again confronted with the same problems. The VASCUleg project has led to a precise evaluation of the current situation on farms. Apart from the fungus that causes vascular disease, other pathogens are also present creating a whole range of bioagressors in different zones of production. The characterisation of isolated strains is quite complicated due to the complexity of Verticllium: new classification of Verticillium species, difficult identification of races and low aggressiveness of strains. V. dahliae is only one of the components of the parasite complex that provokes symptoms on grafted plants., Les maladies vasculaires des cultures légumières restent un problème important des producteurs d’aubergine en particulier. Après quelques années d’utilisation de résistance génétique à Verticillium, ils sont de nouveau confrontés aux mêmes problèmes. Le projet VASCUlég a permis d’avoir une idée précise de la situation chez les producteurs. Outre le champignon responsable de la maladie vasculaire, d’autres pathogènes sont présents formant un cortège de bioagresseurs et cela dans les différentes zones de production. La caractérisation des souches isolées est assez complexe du fait de la complexité de Verticillium : nouvelle classification des espèces de Verticillium, identification délicate des races et faible agressivité des souches. V. dahliae n’est qu’une des composantes du complexe parasitaire affectant les plantes greffées avec symptômes.

SPEIPM; Fusariose du cyclamen : vers un outil de détection précoce

Fusarium oxysporum est un champignon tellurique ubiquiste présentant une grande diversité de souches pathogènes et non pathogènes. Les souches phytopathogènes sont groupées en formae speciales selon leur spécificité d’hôte. Ainsi, la forma specialis cyclaminis (Focy) est responsable de la fusariose vasculaire du cyclamen. C’est le pathogène le plus destructeur sur cyclamen. Le pathogène, et donc la maladie peuvent intervenir à tout moment du cycle de culture causant d’importantes les pertes. Malheureusement, la détection préventive de Focy n’est pas possible, la lutte chimique inefficace et la résistance variétale inexistante. La lutte biologique apparaît comme l’alternative à promouvoir. Afin de fournir aux producteurs un système de gestion de la maladie efficace, nous proposons de : (1) rechercher un marqueur moléculaire spécifique pour détecter précocement le pathogène, (2) sélectionner un ou plusieurs agents de lutte biologique (ALB) efficaces parmi les produits commercialisés mais sans allégation contre Focy. Pour cela, une collection comprenant 27 souches de Focy de collections internationales, 25 isolats de F. oxysporum isolés de cyclamens et une centaine d’autres souches de champignons a été constituée. L’identité des isolats de F. oxysporum a été vérifiée en séquençant la totalité de l’espaceur interne transcrit (ITS) de l’ADN ribosomique (ADNr) et une partie du gène codant pour le facteur d’élongation 1-α (EF1-α) et en évaluant leur pathogénicité sur cyclamen. La diversité génétique de Focy a été caractérisée en combinant les séquences de l’EF1-α et de l’espaceur intergénique (IGS) de l’ADNr. Cette analyse a révélé une grande diversité, les souches étant réparties dans six groupes. Un fragment d’ADN spécifique et commun à ces groupes a été recherché par amplification aléatoire d’ADN polymorphe (RAPD). Un fragment de 1650 pb a été identifié à partir duquel des amorces ont été dessinées. Leur spécificité et sensibilité sont en cours d’évaluation. Parallèlement, l’efficacité de contrôle de 7 ALB seuls ou en combinaison a été testée contre une souche agressive de Focy. L’essai a été réalisé en serre. Les ALB ont été incorporés au substrat, au semis puis au rempotage. Le pathogène a été apporté une semaine post rempotage. Trois ratio ALB/agent pathogène (1/1, 10/1, 100/1) ont été testés. Les premiers résultats ont permis la sélection de 3 ALB. Ces produits seront testés à nouveau dans un essai de plus de 1500 plantes en serre, qui sera dupliqué à Dijon et Rouen. Il permettra de valider le choix et la méthode d’application de l’ALB retenu.

Fusarium wilt of cyclamen caused by Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis is the most damaging disease for the plant. It can be responsible for more than fifty percent losses. The ways to control the pathogen are limited. Previous studies have shown promising results using biocontrol microorganisms. The aim of this study is to screen biocontrol agents among already marketed products in order to rapidly propose a solution to horticulturists.; La fusariose vasculaire du cyclamen, causée par Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis est la maladie la plus préjudiciable pour cette culture. Elle peut entraîner plus de 50 % de pertes. Les moyens de contrôle permettant de limiter son impact sont limités mais des travaux précédents ont montré des résultats prometteurs en lutte biologique. Le but de cette étude est de sélectionner un ou plusieurs agents de lutte biologique efficaces parmi les produits déjà commercialisés afin d’apporter rapidement une solution aux horticulteurs.

La fusariose vasculaire du cyclamen, causée par Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis est la maladie la plus préjudiciable pour cette culture. Elle peut entraîner plus de 50 % de pertes. Les moyens de contrôle permettant de limiter son impact sont limités mais des travaux précédents ont montré des résultats prometteurs en lutte biologique. Le but de cette étude est de sélectionner un ou plusieurs agents de lutte biologique efficaces parmi les produits déjà commercialisés afin d’apporter rapidement une solution aux horticulteurs., Fusarium wilt of cyclamen caused by Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis is the most damaging disease for the plant. It can be responsible for more than fifty percent losses. The ways to control the pathogen are limited. Previous studies have shown promising results using biocontrol microorganisms. The aim of this study is to screen biocontrol agents among already marketed products in order to rapidly propose a solution to horticulturists.

Fusarium wilt of melon, caused by Fusariumoxysporum f.sp. melonis (F.o.melonis),is still a major problem for growers. Aresearch programme was therefore developpedincluding 23 partners (VASCUlég).Analysing the situation revealed that thebioagressors are adapting, particularlyF.o.melonis race 1.2 whether it be on its ownor associated with other pathogens. Molecularcharacterisation of the F.o.melonisstrains shows strong genetic diversity.However, new sources of resistance to therace 1.2 of F.o.melonis were identified. Thisresult must be used in combination with acertain number of other complementarytechniques tested within the framework ofthe project, such as the cropping system,biofumigation, companion plants, biocontrolagents and plant defence stimulators., La fusariose du melon due à Fusarium oxysporum f. sp. melonis (F.o.melonis) reste un problème majeur pour les producteurs. Il a donc été décidé d’élaborer un programme de recherches comprenant 23 partenaires (VASCUlég). L’analyse de la situation révèle une adaptation des bioagresseurs, avec une nette prédominance de F.o.melonis race 1.2 que ce soit seul ou en association avec d’autres pathogènes. La caractérisation moléculaire des souches de F.o.melonis indique une forte diversité génétique. Cependant, de nouvelles sources de résistance à la race 1.2 de F.o.melonis ont été mises en évidence. Ce résultat devra être exploité en interaction avec un certain nombre de techniques complémentaires expérimenté dans le projet, comme le système de culture, la biofumigation, l’utilisation de plantes de service, d’agents de lutte biologique, de stimulateurs de défense des plantes.

National audience; La découverte de micromycètes du genre Fusarium dans le réseau hydrique du CHU de Dijon nous a conduit à mettre en place un Protocole Hospitalier de Recherche Clinique (PHRC) dont l’objectif a été de décrire en prospectif, dans le temps et dans l’espace, la contamination par Fusarium dans l’eau de 2 CHU français (Dijon et Nancy), à des périodes d’activités de restructuration et de construction. Cette étude a ainsi permis de mettre en évidence la présence chronique de Fusarium spp. dans les circuits de distribution de l’eau de certains bâtiments hospitaliers.1 Nous avons en effet observé que ces micromycètes étaient "installés" dans le réseau, que leur densité de population variait au cours du temps malgré i) le traitement chloré de l'eau, ii) l'existence de portions de la tuyauterie en cuivre (libérant des ions Cu susceptibles d'inhiber le développement des champignons), iii) et l'absence a priori de sources de C et N utilisables comme substrat de croissance par les champignons. L’identification des souches par biologie moléculaire (amplification du gène du facteur d’élongation TEF-1α par le amorces EF1 et EF2) a permis de montrer la présence de 2 espèces de Fusarium dans le réseau hydrique du CHU: Fusarium oxysporum (majoritaire) et Fusarium dimerum. A notre surprise, ces 2 mêmes espèces ont également été retrouvées dans les prélèvements d’eau de Nancy. En utilisant d’autres outils de biologie moléculaire, mais aussi une étude de compatibilité végétative, il a été possible de montrer l’existence de populations clonales de Fusarium (espèces oxysporum et dimerum), présentes à la fois dans le réseau d’eau de Dijon (Bocage et Hôpital général), celui du CHU de Nancy, mais également dans les circuits d’alimentation en eau d'hôpitaux d'autres pays du monde.2 A ce stade, nous avons donc émis l’hypothèse que certaines souches de Fusarium étaient donc plus adaptées à une vie en milieu aquatique que d’autres souches, et qu’il serait intéressant de comparer le comportement phénotypique de ces souches hydriques avec des souches de Fusarium d’origine tellurique (le sol étant le réservoir naturel du champignon). Divers tests en microplaques ont donc été mis au point pour confirmer cette hypothèse. Nous avons ainsi comparé la tolérance de souches hydriques ou telluriques vis-à-vis de divers agents chimiques comme le chlore ou le cuivre (élément fongistatique), et nous avons par exemple pu constater une meilleure tolérance au cuivre de la part de tous les isolats d’origine hydrique. Enfin, des études de dynamique de population ont également été envisagées pour mieux comprendre le comportement atypique de ces souches isolées de l’eau. Une première expérience réalisée en milieu « sol stérile » a révélé que les croissances fongiques de souches issues du sol étaient plus faibles que celles de souches issues de l’eau. Une deuxième expérience réalisée en milieu « eau du CHU de Dijon » a montré une chute de la croissance des souches telluriques, et à l’inverse une reprise de la croissance pour les souches d’origine hydrique. L’ensemble des ces résultats nous a permis de conclure que nous étions en présence de souches fongiques de Fusarium particulièrement adaptées à une vie en milieu aquatique. 1 Sautour M. et al. 2012. Fusarium species recovered from the water distribution system of a French university hospital, Int J Hyg Environ Health, 215: 286-92. 2 O’Donnell K. et al. 2004. Genetic diversity of human pathogenic members of the Fusarium oxysporum complex inferred from multilocus DNA sequence data and amplified fragment length polymorphism analyses: Evidence for the recent dispersion of a geographically widespread clonal lineage and nosocomial origin. J Clin Microbiol 42:5109-5120.

After using resistant cultivars or resistant rootstocks for many years to control soil-borne pathogenic fungi causing wilt disease, growers observe more and more frequently wilt like symptoms in their melon and eggplant cultures. Ctifl, in close collaboration with INRA, regional extension services, and seed companies, set up a study designed to investigate the causative pathological agents. The results show the prevalence of Fusarium oxysporum f. sp. melonis race 1-2 yellowing on melon and of Verticillium dahlia on eggplant. Both pathogens are often found together with other pathogenic soil fungi, which act as aggravating factors. The isolates of F. oxysporum f. sp. melonis collected from infected plants appear to be more aggressive than the reference strains currently used for screening resistant material in breeding programmes. In the case of Verticillium wilt, the taxonomic and race status of the isolates sampled, remain unclear

Fusarium oxysporum et F. dimerum sont des champignons d'origine tellurique présents dans de nombreux écosystèmes terrestres mais ils ont été récemment détectés dans les systèmes de distribution d'eau de bâtiments hospitaliers1. Une enquête épidémiologique incluant divers bâtiments hospitaliers sur différents sites, des complexes non-hospitaliers et des maisons individuelles a été menée pendant deux ans dans deux villes françaises, Dijon et Nancy. Les champignons ont été détectés seulement dans les canalisations de bâtiments hospitaliers et n'ont pas été détectés dans celles des autres immeubles ni dans l'eau du réseau urbain. Cette distribution surprenante s'explique par une combinaison de trois facteurs principaux: i) la complexité du système de distribution d'eau d'un ensemble de bâtiments rénovés régulièrement; cette complexité comprend la diversité des matériaux utilisés pour les tuyaux et l'existence de bras morts dans lesquels l'eau stagne; ii) l'application d'un procédé de désinfection qui crée des vides écologiques et rend des ressources trophiques et spatiales disponibles pour les champignons opportunistes; iii) le potentiel réel de souches de F. oxysporum et F. dimerum pour s'adapter et exploiter le milieu aquatique urbain. La très faible diversité génétique (intergenic spacer IGS et facteurs d'élongation (EF)) entre les différents isolats de F. oxysporum d'une part et de F. dimerum d'autre part suggère pour chacune de ces 2 espèces telluriques l'existence d'une population unique spécialisée dans la colonisation et l'exploitation des ressources fournies par les canalisations d'eau de bâtiments hospitaliers, phénomène analogue à celui observé aux États-Unis2. Le risque de fusariose causé par ces formes invasives et opportunistes particulières doit être pris au sérieux pour éviter toute contamination des patients immunodéprimés.

Le cyclamen est la 3e plante fleurie la plus vendue en France. Une des maladies dommageables de cette culture est la fusariose, causée par Fusarium oxysporum f. sp. cyclaminis (FoCy). Cette forme spéciale, inféodée au cyclamen n’est pas différenciable des autres formes spéciales et souches saprophytes. En se développant dans le xylème, FoCy entraîne la mort de la plante. Quand les symptômes externes apparaissent, la plante est condamnée. La lutte chimique est inefficace, la lutte variétale est inexistante, et les mesures prophylactiques sont difficilement applicables. Pour détecter le pathogène précocement et améliorer la lutte, nous nous sommes intéressés à sa diversité génétique. Pour cela, une collection de souches regroupant des souches de FoCy issues de collections et des souches identifiées comme Fusarium sp. isolées de cyclamen malades a été constituée. La diversité génétique de cette collection a été caractérisée par séquençage de régions polymorphes d’ADN. D’autres formes spéciales de l’espèce, d’autres Fusarium sp. et d’autres champignons telluriques ont été rassemblées dans cette collection. Six groupes de souches pathogènes génétiquement différents se distinguent dans cette population. Les 4 groupes de compatibilité végétative (VCG) déjà décrits sont présents dans un seul groupe. Bien que la pathogénicité de tous les isolats ne soit pas encore vérifiée, chacun des groupes contient au moins une souche pathogène. Par conséquent, il existerait au moins 5 VCG. En outre, si des isolats se révélaient non pathogènes, cela signifierait que des souches pathogènes et non pathogènes d’un groupe sont plus proches que des souches pathogènes de groupes différents. Le problème posé par cette diversité a déjà été rencontré pour d’autres formes spéciales. Des évènements génétiques indépendants ont certainement donné naissance à ces groupes et au caractère pathogène ou saprophyte. Quels sont-ils? Qu’elle en est l’origine ? Il apparait que la diversité génétique de FoCy est plus grande que celle connue, d’où la nécessité d’identifier un marqueur moléculaire spécifique par RAPD-SCAR (Random Amplified Polymorphic DNASequenced Characterized Amplified Region). La RAPD a déjà permis d’apporter des réponses pour d’autres formes spéciales comme batatas, chrysanthemi et vasinfectum. En la couplant au SCAR, on s’affranchit du manque de reproductibilité de la RAPD. Cette approche devrait fournir le marqueur commun et spécifique, au-delà de cette diversité intra spécifique.

Soils suppressive to soil-borne diseases are defined by a low disease incidence in spite of the presence of a virulent pathogen and a susceptible plant. In many cases, the inhibition of the disease development relies on the activity of the resident soil microbiome. Suppressiveness can be transmitted to conducive soil by mixing a small amount of suppressive soil into the conducive one. To identify microbial taxons linked to the suppressive phenotype of soils, culture independent-based methods have been employed to analyze and compare microbial diversities in two different soils suppressive (respectively conducive) to either Fusarium wilt of flax or Rhizoctonia diseases of sugar beet. Metagenomic DNA was extracted from the rhizosphere of plants grown in these soils. Fungal and bacterial taxonomic diversity was estimated from ITS and 16S genes by amplicon pyrosequencing. Structural shifts were revealed among rhizosphere fungal communities in suppressive soils in absence and in presence of the pathogen, as well as in conducive soils. Important differences noticed in taxonomic composition between suppressive and conducive soils in each system suggest that different rhizosphere fungal groups are linked with disease suppression in Fusarium wilt and Rhizoctonia diseases. Comparisons of suppressive and conducive soils for a given disease revealed fungal groups that may harbour potential biocontrol agents. Fungal groups most abundant in the mix of soil than in conducive soil were identified for Fusarium wilt and for Rhizoctonia diseases respectively. In both cases, some fungi showed an increase in the suppressive soil in the presence of the pathogen (vs non-inoculated suppressive soil). Similar results were obtained for the bacterial communities. These results suggest the role of suppressive soils as sources of specific more than generalist biocontrol agents.

Fusarium oxysporum is a well-known soil-borne and ubiquitous fungus. The species includes a high diversity of saprophytic and pathogenic populations. The phytopathogenic ones are subdivided into formae speciales according to their host specificity. The forma specialis cyclaminis (FoCy) is causing Fusarium wilt only on cyclamen. It causes damages during the entire production line and can raise more than 50 % losses. FoCy is considered as the more destructive pathogen on cyclamen. To achieve a better understanding of the disease and a more efficient and eco-friendly way of control, we aim at finding a specific molecular marker allowing for early detection and quantification of the pathogen and at selecting efficient BioControl Agents (BCA). We first created a collection of 74 strains of putative FoCy from international collections and diseased cyclamens. We also collected other strains of F. oxysporum, other Fusarium species, saprophytic and soil-borne fungi, and other fungi known to be pathogenic on cyclamen. The identity of the putatively FoCy strains was assessed by sequencing the Internal Transcribed Spacer (ITS) and the Elongation Factor 1 α (EF) and by testing their pathogenicity. Their genetic diversity was characterized by combining data from the EF and the InterGenic Spacer (IGS) sequencing and provided 7 cluster types. One strain was taken from each cluster and used for searching for a common specific marker by Random Amplified Polymorphic DNA (RAPD). So far, one band appears specific for 6 cluster types and one is specific of the 7th cluster type. SCAR (Sequences Characterized Amplified Region) primers are being designed. Primers specificity and sensitivity will be estimated using the whole strains collection. To complete this prophylactic tool, we are currently evaluating the antagonistic activity of several commercial BCA to select the most efficient one to control FoCy.

SPE IPM EcolDur; Natural control of soil-borne plant pathogens in disease suppressive soils has been documented for decades in various agricultural systems. Contrary to what is observed in disease conducive soils, suppression is characterized by a low disease incidence in spite of the presence of a susceptible plant host and a virulent pathogen. This phenomenon has been shown in many cases to be biologically-based, however our understanding of the microorganisms, microbial interactions and mechanisms underlying disease suppressiveness of soils is limited. Analysis of 16S rDNA amplicon libraries from a soil suppressive to Fusarium oxysporum f. sp. lini on flax revealed structural shifts among rhizosphere bacterial communities in suppressive soil in the absence and in the presence of the pathogen, as well as for a disease conducive soil. Comparisons of suppressive and conducive soils identified 25 differentially represented bacterial families, out of the 166 that could be identified among all treatments. Ten families were found at higher relative abundance in the conducive soils (such as Flavobacteriaceae, Phyllobacteraceae, or Hyphomicrobiaceae) and 15 were present at higher abundance in the suppressive soil (e.g Cytophagaceae, Comamonadaceae, Oxalobacteriaceae or Sphingobacteriaceae). Furthermore, the Sphingobacteriaceae family also showed a significant increase in the suppressive soil in the presence of the pathogen (vs the non-inoculated S soil). Interestingly, members of this group, such as some Sphingobacterium or Pedobacter isolates were previously described as antifungal agents. Corresponding metagenome libraries were generated from the Fusarium wilt suppressive soil and from soils suppressive to Rhizoctonia solani to i) gain further insight into the functional genes present in these communities, ii) identify the taxa and functional genes that correlate with the level of disease control in each system, and iii) determine if a core disease suppressive rhizosphere microbiome exists. Up-to-date results of the individual and cross-comparative analyses will be presented.

National audience; Fusarium Head Blight (FHB) is one of the most important disease altering wheat crops. A field experiment was conducted to better understand the saprotrophic development of Fusarium graminearum and its consequences on FHB, to characterize the relative importance of the different sources of FHB inoculum and the accumulation of mycotoxins in grains and subsequently, to determine early indicators of future disease development on ears and accumulation of mycotoxins in grains. The development of F. graminearum in the soil and crop residues was monitored in controlled conditions. The inoculum hosted by seeds and/or buried with crop residues in the topsoil had only an effect on the winter development of the disease. In contrast, the main source of inoculum causing FHB disease on ears and accumulation of mycotoxins in wheat kernels came from residues left on the soil surface. Monitoring of plant development from sowing to harvest, crop management and soil and weather conditions produced a large database. Unfortunately, the role of climate was decisive in the development of the Fusarium-host plant interaction, thus prevented the use of early indicators to accurately predict the risks of yield losses and accumulation of mycotoxins involved. F. graminearum was regulated by the soil microflora. However, crop residues provide the fungus spatial and trophic niches favourable to its development. The exploitation of these niches by F. graminearum depends on the nature (previous crop and C/N) of the residues. Maize stubbles provide a greater carrying capacity than wheat straw and rapeseed residues while mustard has a suppressive effect for the fungus. The management of crop residues is a key point to control the development of FHB. A strong emphasis should be placed on the biological decomposition of crop residues at the soil surface or/and on the use of suppressive intermediate crops such as mustard to limit the soil inoculum potential of saprotrophic F. graminearum.

Soils suppressive to soil-borne diseases are defined by a low disease incidence in spite of the presence of a virulent pathogen and a susceptible plant. In many cases, the inhibition of the disease development relies on the activity of the resident soil microbiome. To identify taxonomic microbial indicators linked to the suppressiveness phenotype of soils, culture independent-based methods have been employed to analyse and compare microbial dynamics in two different soils suppressive to either Rhizoctonia solani damping-off disease of sugar beet or Fusarium wilt disease on flax. Fungal and bacterial taxonomic biodiversity were estimated from ITS and 16S genes by amplicon pyrosequencing. To that end, metagenomic DNA was extracted from the rhizosphere of plants grown in soils with different level of suppressiveness. We obtained 218650 reads in total (125602 for fungi and 93048 for bacteria). At this moment, the analyses of fungal communities are in progress. 114641 reads was kept after filtering by bioinformatic pipeline, distributed into 2303 clusters and 3379 singletons. Although, the bioinformatic and statistical analysis are not finished yet, we have already noticed a difference in the taxonomic diversity composition between suppressive and conducive soils which could explain the suppressive/conducive character of given soil. The next step is to achieve the bacterial communities in Fusarium wilt suppressive/conducive soils and to assess the microbial diversity of other soil-borne diseases suppressive soils. Once the analyses of sequencing data are finished and the taxonomic assignments done, the comparison of microbial diversity of all studied soils will be performed in order to find out the similarities or/and differences in these soils which will provide the suppressiveness indicators

F. graminearum is an important pathogen that causes head blight of cereal crops as wheat and maize. It also produces the mycotoxins (as Deoxynivalenol=DON) which are toxic to the human and animals. During the off season the pathogen survives in the soil, on weeds and in crop residues. A 24 weeks study was conducted in controlled conditions (microcosms of natural soil, 17 °C, 80% WHC) to test whether the presence of DON in the wheat crop residues gives competitive advantage to F. graminearum over the other soil microflora and fauna to survive and develop a primary inoculum during the decomposition process. This study was carried out in the presence of the whole soil biota (i.e. fungi, bacteria, protozoa, nematodes and earthworms). In this experimental approach, wheat straw was inoculated with F. graminearum. The latter was placed on the soil surface or incorporated into the natural soil. This experiment was conducted with (1mg DON/kg soil-straw mixture) and without DON. The molecular biomass of fungi, bacteria and F. graminearum was determined by qPCR (real time polymerase chain reaction). The changes in the community structure of fungi, bacteria, protozoa and nematodes were determined by T-RFLP (terminal restriction fragment length polymorphism). The results suggested that DON in wheat straw showed an impact on part of the biotic components of the soil but the impact depended on the communities and on the location of the wheat residues.