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# Biologie# Microbiologie

Comprendre la santé des arbres et les interactions microbiennes

Une étude révèle des liens complexes entre la santé des arbres et les communautés microbiennes.

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La santé des arbres est un sujet de plus en plus préoccupant dans le monde entier à cause d'un problème connu sous le nom de dépérissement, qui fait référence à la dégradation de la santé des arbres. Ce problème augmente dans les forêts et les cultures, et la montée des températures due au changement climatique aggrave la situation. Des temps plus chauds peuvent entraîner plus de Maladies chez les arbres, créant une situation complexe avec de nombreuses causes.

La dégradation de la santé des arbres implique souvent à la fois des facteurs vivants, comme les maladies causées par des organismes, et des facteurs non vivants, comme les conditions environnementales. Comprendre ces facteurs est difficile car ils peuvent interagir de différentes manières. Un des types de déclin des arbres les plus graves concerne les flétrissements vasculaires, qui sont des maladies qui bloquent le flux d'eau et de nutriments dans les arbres. La relation entre divers organismes, y compris les bactéries et les insectes, joue un rôle significatif dans la gravité de ces déclins.

On accepte largement que de nombreuses maladies des plantes proviennent de pathogènes spécifiques, mais des découvertes récentes suggèrent que les maladies peuvent aussi surgir de l'interaction entre plusieurs micro-organismes. Étant donné la complexité des minuscules organismes vivant dans les plantes, étudier les relations entre ces microbes et comment ils affectent la santé des arbres est essentiel.

Le Rôle des Microbiomes

Les communautés microbiennes, ou microbiomes, sont des groupes de micro-organismes qui vivent dans des environnements spécifiques. Dans les arbres, ils peuvent avoir un impact significatif sur la santé et les taux de dépérissement. Toutefois, évaluer l'impact de ces communautés est difficile car tant de microbes différents coexistent. Certains d'entre eux sont des Champignons qui vivent à l'intérieur de la plante sans causer de dommages dans des conditions normales.

Ces communautés fongiques peuvent avoir des effets bénéfiques et nuisibles sur les arbres. Elles aident les arbres à s'adapter à leur environnement et peuvent fournir une résistance à divers stress. Par exemple, certains champignons contribuent à une meilleure absorption d'eau et de nutriments et peuvent défendre contre des agents nuisibles comme les ravageurs. Les relations entre ces microbes peuvent changer, menant à des résultats différents selon les facteurs environnementaux.

Dans certains cas, des champignons qui sont normalement inoffensifs peuvent devenir nuisibles dans des conditions de stress, comme la sécheresse ou le manque de nutriments. Cela rend la compréhension de la façon dont les communautés fongiques peuvent passer d'aides à causes de maladies complex.

Santé des Arbres et Dynamique des Maladies

La santé d'un arbre peut changer de manière spectaculaire en raison de différents facteurs, y compris la présence d'organismes nuisibles. Par exemple, dans les vergers d'oliviers souffrant d'une maladie appelée anthracnose, les scientifiques ont observé que moins d'endophytes bénéfiques étaient présents lorsque les niveaux de maladie étaient élevés. Dans un autre cas, dans des chênes, certaines espèces de bactéries prospéraient aux côtés d'un coléoptère qui envahissait également les arbres, suggérant un effet combiné de divers micro-organismes sur la santé des arbres.

Les maladies des arbres peuvent être influencées à la fois par des facteurs vivants, comme les maladies causées par des microbes, et des facteurs non vivants, comme les caractéristiques du sol et les conditions climatiques. Les changements climatiques, surtout l'augmentation des températures et les variations des schémas de pluie, peuvent mettre les arbres sous pression. Ce stress peut affaiblir leurs défenses et les rendre vulnérables à diverses menaces, qu'elles viennent d'insectes, de maladies ou de conditions environnementales.

Dépérissement du Bois de Vigne

Un exemple de ce déclin est le dépérissement du bois de vigne, qui constitue une menace majeure pour la culture de la vigne. Les causes de cette maladie sont encore à l'étude, avec divers champignons colonisant le bois qui sont considérés comme contribuant au problème. Une forme significative de cette maladie est la maladie des troncs de vigne, qui peut mener à des rendements plus faibles et à une qualité de fruit réduite, entraînant des pertes économiques pour les producteurs. Les symptômes de cette maladie peuvent se manifester sous forme de feuilles flétries, de décomposition des troncs et de déclin général de la santé de la vigne.

Les maladies du tronc comme l’esca peuvent développer des symptômes complexes, y compris des zones mortes dans le tronc et des feuilles flétries. Les symptômes peuvent varier dans leur apparence et leur rapidité de progression. Les chercheurs ont identifié plusieurs champignons impliqués, mais leurs rôles exacts et comment ils interagissent les uns avec les autres et avec les vignes restent flous.

Fait intéressant, de nombreux champignons associés à ces maladies peuvent également être trouvés dans des plantes saines, suggérant que leur simple présence ne cause pas nécessairement de maladie. Cela complique la compréhension de comment ces relations impactent la santé des vignes.

Objectifs de l'Étude

Pour éclaircir les relations entre les vignes et les organismes qui les habitent, les chercheurs ont mené une étude dans plusieurs vignobles, en évaluant à la fois les vignes saines et Symptomatiques. L'objectif était d'analyser les communautés fongiques résidant dans les troncs de ces vignes et de déterminer s'il existe des champignons spécifiques liés à la présence de symptômes de maladie.

En collectant des échantillons de vignes saines et malades sur deux ans, les chercheurs visaient à suivre comment ces communautés fongiques changent par rapport à la santé des vignes. Cette étude à long terme a permis de voir comment différentes espèces de champignons peuvent contribuer à des états de santé ou de maladie.

Méthodologie

L'étude impliquait de prélever des échantillons de bois de vignes plantées dans plusieurs vignobles dans l'ouest de la Suisse. Chaque vignoble avait des plants du même âge et de la même source pour minimiser les variations dans les résultats. Sur une période de quatre ans, les chercheurs ont enregistré des cas de maladie et collecté des échantillons de bois des troncs des vignes, tant saines que symptomatiques.

Les échantillons ont été testés pour la présence de champignons à l'aide de techniques modernes permettant une identification précise des diverses communautés microbiennes présentes. Cela impliquait du séquençage génétique, qui fournit une vue détaillée de la composition fongique dans le bois.

Résultats : Composition des Communautés Fongiques

Au total, l'étude a abouti à une énorme quantité de données, révélant une grande diversité d'espèces fongiques habitant les troncs des vignes. Les chercheurs ont identifié des milliers de variantes fongiques distinctes, montrant la complexité du microbiome à l'intérieur des troncs.

Étonnamment, les chercheurs n'ont trouvé aucune corrélation claire entre la présence de certains champignons et l'état de santé des plantes. Beaucoup de champignons étaient présents à la fois dans les vignes saines et symptomatiques, indiquant que le simple fait d'avoir ces micro-organismes ne conduit pas nécessairement à une maladie. Cette découverte suggère que d'autres facteurs, peut-être y compris les conditions environnementales, jouent un rôle critique dans la santé des arbres.

Différences entre les Vignes Saines et Malades

En examinant les champignons associés aux vignes asymptomatiques par rapport à celles symptomatiques, les scientifiques ont découvert que bien que la diversité globale soit élevée, des champignons spécifiques qui étaient considérés comme nuisibles ne montraient pas de schéma cohérent d'augmentation dans les plantes malades. C'est important car cela remet en question les hypothèses précédentes selon lesquelles certains champignons sont toujours responsables de la maladie.

À mesure que les chercheurs approfondissaient leurs analyses, ils ont identifié certains taxons qui apparaissaient plus fréquemment dans des vignes saines, suggérant des effets protecteurs potentiels contre les maladies. Cependant, l'idée que des champignons spécifiques soient directement liés à des maladies est devenue moins claire, soulignant le besoin de recherches supplémentaires sur les relations entre ces micro-organismes et leurs plantes hôtes.

Influences Environnementales

L'étude a également mis en évidence le rôle des facteurs environnementaux dans l'influence sur la santé des vignes. Des facteurs comme les propriétés du sol et le climat peuvent avoir un impact significatif sur la santé des arbres et la présence de maladies. Notamment, la rétention d'eau dans le sol a été identifiée comme une considération clé pour comprendre le développement des maladies dans les vignes.

Comprendre comment ces aspects environnementaux interagissent avec les communautés microbiennes pourrait fournir des idées sur des pratiques de gestion pouvant aider à renforcer la résilience de ces cultures contre les maladies.

Conclusion

La recherche sur les maladies du tronc de vigne illustre l'interaction complexe entre les arbres et leurs habitants microbiens. Bien que certains champignons soient souvent impliqués dans la maladie, les résultats suggèrent que de nombreux facteurs contribuent à la santé d'un arbre.

L'étude souligne l'importance d'une approche holistique lorsqu'on examine la santé des plantes, en considérant non seulement des organismes individuels mais l'ensemble de l'écosystème dans lequel l'arbre existe. Les recherches futures devront se concentrer sur la façon dont les facteurs environnementaux et les communautés microbiennes interagissent, surtout dans des conditions stressantes, pour mieux comprendre comment maintenir la santé des vignes et d'autres plantes ligneuses.

Source originale

Titre: Landscape-scale endophytic community analyses in replicated grapevine stands reveal that dieback disease is not caused by specific fungal communities

Résumé: Tree diebacks are complex and multi-factorial diseases with suspected biotic and abiotic components. Microbiome effects on plant health are challenging to assess due to the complexity of fungal and bacterial communities. Grapevine wood dieback is the main threat to sustainable production worldwide and no causality with microbial species has been established. Here, we aimed to test the hypothesis that grapevine esca disease progression has reproducible drivers in the fungal species community. For this, we analyzed a set of 21 vineyards planted simultaneously with a single susceptible cultivar to provide replication at the landscape scale. We sampled a total of 496 plants across vineyards in two different years to perform deep amplicon sequencing analyses of the fungal communities inhabiting grapevine trunks. The communities were highly diverse with a total of 4,129 amplified sequence variants assigned to 697 distinct species. Individual plants varied in fungal community composition depending on the year of sampling, vineyard location, and disease status. However, we detect no specific fungal species driving symptom development across the vineyards contrary to long-standing expectations. Our study shows how landscape-scale replicated field surveys allow for powerful hypothesis-testing for complex dieback disease drivers and prioritize future research towards additional factors.

Auteurs: Daniel Croll, V. Monod, V. Hofstetter, O. Viret, V. Zufferey, K. Gindro

Dernière mise à jour: 2024-04-10 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.05.588363

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.05.588363.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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