Effet de différents paramètres de l'environnement sur le déterminisme biochimique d'exudats racinaires de Crotalaria spp. : application à la nématorégulation en production végétale
Résumé
As part of the promotion of alternative cropping systems at lower chemical inputs, studies on the introduction of cover crops designed to reduce the use of pesticides and nitrogen fertilizers mobilize a considerable research effort. Under banana production for which the harmfulness caused by plant-parasitic-nematodes is one of the main constraints, one of the main alternatives to the use of chemical nematicides is based on the rational use in rotation or intercropping of cover crops to protect crops from plant-parasitic-nematodes.
Among the candidate species, the species from the genus of Crotalaria spp. have been widely studied because of their ability to control plant parasitic-nematodes. A meta-analysis reveals that although many authors agree allelopathic properties of these species, they are also likely to recognize the high variability of expression of these properties vis-à-vis the control of nematodes according to the situations experienced. The objective of this work is focused on the understanding of the biochemical determinism of root exudates under environment biotic and abiotic variations.
The experimental strategy was to test under controlled conditions the biochemical behavior of root exudates of two species of crotalarias (C. retusa, C. spectabilis) and a susceptible species, the dessert banana crop (Musa spp.) with i) modification of biotic conditions - ie presence or absence of nematodes (Meloidogyne arenaria and Radopholus similis), and presence or absence of mycorrhiza- ii) contrasting abiotic conditions - ie using a natural soil vs. neutral substrate, whether to add fertilizer. The innovative methodology of "milking plants" (Patent INRA) was required in order to work on the root exudates of plants packed rather than leachate, as done in previous experiments.
The results obtained in visible spectrophotometry show that the presence or absence of nematodes affect significantly the biochemical profiles of the studied plants. In the presence of nematode M. arenaria biochemical profiles of both crotalarias are also changed. Bioassays conducted using root exudates conditioned in advance by biotic changes have demonstrated the effect of nématostatique crotalarias. Biochemical GC-MS demonstrate more clearly active molecules that are involved in various biotic and abiotic conditions.
This research, generic scope, to better understand the environmental conditions that regulate biochemical profiles of root exudates crotalarias and by extension, will apply to research on other plants service candidates. This will ultimately define the environmental conditions to meet, to guide optimal allelopathic effects from the perspective of natural nématorégulation.
Dans le cadre de la promotion de systèmes de culture alternatifs à moindres intrants chimiques, des études sur l’introduction de plantes de service ayant vocation à réduire l’usage des pesticides et engrais azotés mobilisent un effort de recherche considérable. Dans le cadre de la production bananière pour laquelle la nuisibilité causée par les nématodes phytoparasites constitue l’une des principales contraintes, une des principales alternatives à l’utilisation de nématicides chimiques repose sur l’usage raisonné en rotation ou en association culturale de plantes de service à propriétés nématorégulatrices. Parmi les espèces candidates, celles du genre Crotalaria spp. ont largement été étudiées en raison de leur aptitude à contrôler les nématodes phytoparasites. Une méta-analyse révèle cependant que même si de nombreux auteurs s’accordent à reconnaître les propriétés allélopathiques des plantes de cette espèce, ils sont également enclins à reconnaître la forte variabilité d’expression de ces propriétés vis-àvis du contrôle des nématodes selon les situations expérimentées. L’objectif de ce travail repose sur la compréhension du déterminisme biochimique des exsudats.
La stratégie expérimentale mise en oeuvre a consisté à tester en conditions contrôlées le comportement biochimique des exsudats racinaires de deux espèces de crotalaires (C. retusa, C. spectabilis) et d’une espèce sensible, le bananier dessert (Musa spp.) en fonction i) de conditions biotiques variées - i.e. présence ou non de nématodes (Radopholus similis et Meloidogyne arenaria), et présence ou non de mycorhizes-, ii) de conditions abiotiques contrastées – i.e. utilisation d’un sol naturel vs. substrat neutre, ajout ou non d’engrais chimique. La méthodologie innovante des « plantes à traire » (Brevet INRA) a été requise pour pouvoir travailler sur les exsudats racinaires des plantes conditionnées plutôt que sur des lixiviats, comme réalisé dans des expérimentations antérieures.
Les résultats obtenus en spectrophométrie visible montrent que la présence ou l’absence de nématodes affecte de manière importante les profils biochimiques des plantes étudiées. En présence du nématode M. arenaria les profils biochimiques des deux crotalaires sont également modifiés. Des biotests réalisés à l’aide des exsudats racinaires conditionnés au préalable par les modifications biotiques ont permis de démontrer l’effet nématostatique des crotalaires. Des analyses biochimiques en GC-MS mettent en évidence de manière plus précise des molécules actives mises en jeu sous différentes modalités biotiques et abiotiques.
Ces recherches, de portée générique, permettront de mieux comprendre les conditions de l’environnement qui régulent les profils biochimiques des exsudats racinaires des crotalaires et par extension, seront applicables aux recherches menées sur d’autres plantes de service candidates. Ceci aidera, à terme, à définir les conditions environnementales à réunir, pour orienter de manière optimale les effets allélopathiques dans une perspective de nématorégulation naturelle.
Domaines
Sciences agricoles
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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