Comprendre le feu bactérien chez les pommiers et poiriers

Les maladies des plantes peuvent être causées par divers agents pathogènes, y compris des bactéries et des champignons. Une des maladies les plus graves touchant les pommiers et les poiriers est le feu bactérien, causé par une bactérie appelée Erwinia amylovora. Cette bactérie attaque les fleurs et les jeunes pousses de ces arbres, entraînant flétrissement et mort. Comprendre comment ce pathogène pénètre dans les plantes est essentiel pour gérer et prévenir le feu bactérien.

#Points d'entrée des pathogènes

Les plantes ont une couche externe protectrice appelée épiderme, qui est conçue pour empêcher l'entrée d'organismes indésirables. Cette couche peut être une barrière pour les bactéries, rendant leur entrée difficile. Bien que certains agents pathogènes bactéries aient des moyens de percer cette barrière, E. Amylovora n'a pas de structures spécialisées pour pénétrer le tissu végétal. Au lieu de cela, elle utilise des ouvertures naturelles, comme les stomates (petits pores pour les échanges gazeux) et les hydathodes (pores sécréteurs d'eau). De plus, des dommages physiques causés par des insectes ou par la météo peuvent offrir des chemins d'entrée pour les bactéries.

#Comportement et stratégies bactériennes

Les agents pathogènes bactériens comme E. amylovora ont développé des capacités qui les aident à trouver et à exploiter ces ouvertures. Par exemple, E. amylovora peut détecter les produits chimiques relâchés par la plante par ces ouvertures ou lors de blessures. Cette capacité, appelée chimotaxie, permet aux bactéries de se déplacer vers ces points d'entrée potentiels. Une fois qu'elles ont trouvé un moyen de rentrer, elles peuvent se développer et se propager, causant une infection.

Avant de pénétrer dans la plante, E. amylovora vit souvent à la surface de la plante, une phase connue sous le nom de croissance épiphytique. Pendant ce temps, elle peut profiter des nutriments présents dans les sécrétions de la plante, améliorant ainsi sa capacité à infecter la plante par la suite.

#Rôle des Trichomes

Les trichomes sont des structures en forme de cheveux qui poussent à la surface des feuilles. Ils ont divers rôles, comme réduire la perte d'eau et offrir une certaine défense contre les herbivores. Des études récentes suggèrent que les trichomes pourraient aussi jouer un rôle dans les maladies des plantes. Ces structures peuvent être un endroit où les pathogènes comme E. amylovora s'installent et se développent avant de pénétrer dans la plante.

Il existe deux types de trichomes : les trichomes glandulaires, qui peuvent sécréter des substances, et les trichomes non glandulaires, qui ne sécrètent pas. Les trichomes glandulaires produisent diverses substances chimiques qui peuvent être attrayantes pour les bactéries, tandis que les trichomes non glandulaires peuvent fournir des surfaces pour que les bactéries s'attachent.

#Maladie du feu bactérien

Le feu bactérien est particulièrement dommageable pour les arbres fruitiers, en particulier ceux de la famille des Rosacées, comme les pommes et les poires. La maladie se déroule en deux grandes étapes. La première étape se produit au printemps, lorsque des bactéries d'infections passées suintent des chancres (zones croustillantes sur les branches) et infectent les fleurs. La deuxième étape se produit plus tard dans la saison, lorsque des bactéries provenant de fleurs infectées se propagent aux jeunes pousses, causant des dommages généralisés.

E. amylovora ne peut pas pénétrer la couche cireuse de la plante elle-même. Au lieu de cela, elle entre dans les fleurs par des ouvertures naturelles comme les zones sécrétant du nectar. Elle peut aussi croître à la surface des fleurs avant d'entrer. Ainsi, comprendre comment E. amylovora infecte les jeunes pousses est crucial, car, contrairement aux fleurs, les feuilles sont généralement plus difficiles à infecter pour les bactéries.

#Recherche sur les méthodes d'infection

Pour mieux comprendre le processus d'infection, les chercheurs ont étudié comment E. amylovora interagit avec les feuilles de pommier. Beaucoup d'études ont montré que la bactérie compte sur des dommages physiques, comme des blessures créées par des insectes ou la météo, pour entrer dans les feuilles. Cependant, les producteurs constatent souvent des infections sans signes évidents de blessures.

Les chercheurs ont utilisé diverses méthodes, y compris l'observation des surfaces des feuilles et des techniques spécialisées pour visualiser la présence d'E. amylovora sur les feuilles. Ils ont trouvé qu'E. amylovora pouvait coloniser à la fois des trichomes glandulaires et non glandulaires, les utilisant comme surfaces pour s'accrocher.

#Observations et résultats

À travers divers expériences, il a été découvert qu'E. amylovora pouvait infecter les feuilles de pommier même en l'absence de blessures artificielles. Des symptômes comme la nécrose (mort des tissus) sont apparus dans les jours suivant l'introduction des bactéries, indiquant que les bactéries pouvaient établir des infections sans nécessité de dommages mécaniques.

D'autres expériences ont montré que les bactéries se trouvaient souvent sur les trichomes, surtout près des veines et des bords des feuilles, ce qui suggère que ces zones peuvent être des points d'entrée critiques. La présence d'E. amylovora a été confirmée à l'aide de techniques de coloration qui ont mis en évidence des zones d'infection.

#Investigation des motifs de croissance

Les chercheurs ont également étudié comment les populations d'E. amylovora changeaient au fil du temps sur les trichomes. Ils ont observé que le nombre de bactéries augmentait considérablement durant les deux premiers jours après l'infection. Cette croissance n'était pas uniforme, certains trichomes ayant de grandes quantités de bactéries tandis que d'autres en avaient très peu.

De plus, la densité des trichomes non glandulaires a été trouvée en corrélation avec la présence d'E. amylovora. Les feuilles avec plus de trichomes avaient tendance à soutenir des populations plus importantes de la bactérie, suggérant que la densité des trichomes pourrait influencer la probabilité d'infection.

#Importance des blessures naturelles

Il a été découvert que des blessures naturellement présentes sur les trichomes, particulièrement durant le développement des feuilles, pouvaient faciliter l'entrée des bactéries. À mesure que les feuilles poussent et mûrissent, les trichomes peuvent se détacher ou être endommagés, créant des ouvertures pour les pathogènes. Le timing de ces changements est critique, car les jeunes feuilles sont plus vulnérables à l'infection comparées aux feuilles plus âgées.

Les résultats de recherche indiquent que les changements dans l'abondance et l'intégrité des trichomes pourraient expliquer pourquoi le feu bactérien tend à débuter sur les jeunes pousses plutôt que sur les feuilles vieillies et plus robustes. La présence de blessures naturellement présentes s'aligne avec la capacité d'E. amylovora à infecter.

#Expression génétique et pathogénicité

En plus d'étudier les aspects physiques de la façon dont E. amylovora infecte les plantes, les chercheurs ont également examiné les schémas d'expression génétique de la bactérie lors de la colonisation. Ils ont découvert que certains gènes associés à la virulence, comme ceux impliqués dans les systèmes de sécrétion et la production de substances spécifiques, étaient régulés à la hausse lorsque les bactéries étaient sur les trichomes. Cela suggère que les bactéries préparent activement l'invasion du tissu végétal.

Des expériences impliquant la mutation de gènes spécifiques ont montré que perturber des facteurs de virulence clés entraînait une réduction de la capacité d'E. amylovora à coloniser et à infecter les trichomes. Cela souligne l'importance de ces gènes dans l'aide à la capacité de la bactérie de provoquer des maladies.

#Conclusion

La recherche éclaire un aspect mal compris de la façon dont E. amylovora infecte les pommiers. Comprendre les mécanismes d'entrée via les trichomes, en particulier en l'absence de blessures externes, peut aider à développer de meilleures stratégies de gestion pour le feu bactérien. En se concentrant sur les traits des plantes qui influencent la susceptibilité aux maladies, les efforts futurs peuvent combiner la sélection pour la résistance aux maladies avec des pratiques de gestion efficaces.

Continuer à explorer les interactions entre les agents pathogènes des plantes et leurs hôtes sera essentiel pour s'attaquer aux maladies qui menacent la productivité agricole. Les résultats incitent à des recherches supplémentaires sur d'autres espèces de plantes et d'autres pathogènes, ouvrant la voie à des stratégies de protection des cultures efficaces.