Le stress des plantes

1 - Le stress biotique

Stress biotique, qu’est-ce que c’est ?

Le  stress biotique (du grec bios, « vie ») est celui déclenché par l’action néfaste d’un autre organisme vivant : champignon, insecte, bactérie, adventices, etc.

Comment les plantes  répondent-elles aux attaques ?

• Par le « suicide cellulaire » : elles sacrifient les cellules du site de l’infection afin de bloquer la progression du pathogène
• Par un renforcement de la barrière mécanique : elles créent un épaississement de la paroi de la cellule
• Par la production de métabolites à activité anti-microbienne, en particulier les phytoalexines (Langcake et Pryce, 1976)
• Par la production d’enzymes qui dégradent la paroi des pathogènes comme la glucanase et la chitinase (Van Loon, 1997).

Les plantes reconnaissent-elles leurs ennemis ?

Les plantes « reconnaissent » les microorganismes grâce à des molécules « signal » inclues dans les parois de ces derniers.

Les plantes auraient-elles un système immunitaire ?

Dès 1961, A. Frank Ross a montré qu’après inoculation d’une feuille de tabac avec une souche du virus de la mosaïque (TMV Tobacco Mosaic Virus), il y avait une augmentation de la résistance des autres feuilles à ce virus ainsi qu’à d’autres pathogènes.

Par la suite, les progrès de la biologie cellulaire et moléculaire ont permis de démontrer des acquisitions ou des inductions de résistance. On sait donc aujourd’hui que les plantes disposent de nombreux mécanismes de résistances, certes moins développés que le système immunitaire animal, mais qui leurs permettent de lutter contre les agressions.

Il faut souligner que, souvent, la « réponse immunitaire » a un caractère systémique (dans toute la plante) et non plus localisé (comme le suicide cellulaire).

Cette RSA (Réponse Systémique Acquise) a pour principe l’activation de gènes qui maintiendront la plante entière dans un état de résistance contre un large spectre de pathogènes.

Certains microorganismes sont bénéfiques et symbiotiques (par exemple les champignons mycorhiziens ou les rhizobiums), d’autres sont pathogènes et responsables de maladies (oïdium, mildiou, botrytis, fusarium, pythium, rhizoctonia, etc.). Lorsqu’un pathogène « attaque » une plante, cette dernière va déclencher une cascade de réactions de défense au sein de la cellule.

Eliciteurs : une solution aux maladies ?

Des SDP (Stimulateurs des Défenses des Plantes) que l’on appelle également Eliciteurs peuvent « mimer » l’attaque d’un pathogène pour préparer la plante à une véritable arrivée de la maladie.

Un grand nombre d’agents peuvent provoquer une réaction chez la plante, sans toutefois provoquer la maladie. Il s’agit le plus souvent d’extraits microbiens, d’extraits de plantes, de composés organiques, de minéraux et d’agents physiques. Ils sont reconnus par les récepteurs membranaires de la plante, au même titre qu’un véritable pathogène et la préparent à être plus résistante aux maladies par la suite.

Un éliciteur est un produit visant à déclencher une réaction auprès du système de défense de la plante, suffisamment tôt pour éviter le développement de la maladie. Ils ne peuvent donc avoir qu’une efficacité préventive. Dès lors qu’un pathogène est installé il est difficile de le déloger et des actions directes peuvent être nécessaires (insecticides, fongicides, etc.).

Les éliciteurs sont des éléments à prendre en compte si l’on veut aller vers une agriculture raisonnée. Ils permettent parfois de limiter les passages, les traitements. Mais ils restent complémentaires des autres stratégies de lutte (conventionnelle, biocontrôle…).

Biofongicides microbiens : Des microorganismes concurrents des agents pathogènes

Les biofongicides microbiens ont pour principes actifs des souches spécifiques de bactéries ou de champignons vivants, choisis pour être des ennemis naturels des champignons pathogènes.

Dans certains cas, les produits formulés contiennent également des métabolites secondaires produits par ces microorganismes.

Dans tous les cas, les biofongicides doivent avoir reçu une homologation garantissant leur efficacité et leur innocuité.

Le sujet vous intéresse ? Nous y avons consacré tout un article à lire 🔥 ici.

2 - Le stress abiotique

Qu’est-ce que le stress abiotique ?

Contrairement au stress biotique, déclenché par un organisme vivant, le stress abiotique est le stress induit par tout ce qui est non-vivant mais néanmoins redoutable pour une plante :

• • le gel
  • la chaleur
  • les chocs de températures
  • la salinité
  • le manque d’eau
  • le rayonnement solaire
  • les carences nutritives
  • le vent ou verse
  • …

Comment les plantes réagissent-elles à ces types de stress ?

En cas de carences nutritives, les plantes ralentissent leur métabolisme et diminuent les dépenses énergétiques. Ce qui réduit la croissance, la photosynthèse et donc le rendement !

Les écarts de températures ou les fortes chaleurs ou peuvent provoquer des nécroses foliaires comme le « tip burn » (nécrose marginale) de la salade ; des variations de régime hydrique, la « maladie du cul noir » de la tomate.

Les plantes ont également la capacité génétique de synthétiser des substances protectrices comme les « osmolytes ». Mais certaines plantes se défendent mieux que d’autres aux conditions extrêmes d’aridité, de températures froides ou de salinité. Les algues par exemple, vivent très bien dans un environnement hyper-salin, alors que le sel est toxique pour les plantes. La rose de Jéricho est un autre exemple particulièrement fascinant :

Elaginella lepidophylla plus communément appelée « Rose de Jéricho » est extraordinairement résistante à la sécheresse. Capable de résister à l’absence d’eau pendant plusieurs années, elle ressemble à une boule de feuilles sèches et semble morte, mais à la moindre trace d’humidité, elle se déploie à nouveau et ses feuilles redeviennent vertes (pour en savoir plus sur les roses de Jéricho 👉 Wikipédia)

Les algues et roses de Jéricho ont en commun la capacité de synthétiser une grande quantité d’un osmoprotecteur que l’on appelle la glycine-bétaïne.

3 - La  glycine bétaïne, l’osmoprotecteur le plus puissant du monde végétal

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Cette molécule se déplace dans toute la plante et régule la pression osmotique dans les cellules végétales afin d’éviter la fuite de l’eau hors de la cellule aboutissant à sa mort. Elle dynamise également la circulation des flux de sève permettant la mobilisation de l’eau et une bonne circulation des nutriments comme le calcium et les autres oligo-éléments. De la même manière, elle diminue le point de cristallisation de l’eau à l’intérieur des cellules de la plante ; cela permet de baisser la température de gelée et donc d’éviter l’éclatement des cellules et la mort de la plante.

Quels sont les avantages de la glycine bétaïne ?

Si certaines plantes sont naturellement capables d’en synthétiser, il est tout à fait possible d’enrichir les cultures avec de la glycine-bétaïne pour profiter de ses bénéfices.

Ainsi, un produit comme LALSTIM OSMO de Lallemand Plant Care a démontré son efficacité pour enrichir naturellement une culture en glycine-bétaïne et lui faire bénéficier de son effet osmoprotecteur contre les stress abiotiques.

En viticulture, par exemple, en application foliaire à la fin de la floraison, la glycine bétaïne améliore la nutrition en cas de fortes chaleurs. Et trois semaines avant la récolte, elle permet une meilleure résistance à l’éclatement / fissuration des baies et améliorera la tenue des fruits post récolte (raisin de table).

Pour les fruits, il a été démontré qu’elle permet d’améliorer la conservation après récolte. Sans microfissures, pas de porte d’entrée pour le Monilia. Toute la réussite réside dans la prévention des agressions. Chaque agriculteur connaît les risques de fortes chaleurs et sait jusqu’à quand une gelée peut encore avoir lieu au printemps.

2020 a été reconnue année la plus chaude depuis que les mesures de températures existent. Et le réchauffement climatique promet des épisodes de sécheresse et de canicule de plus en plus sévères. Les osmoprotecteurs ont donc un bel avenir en agriculture pour protéger naturellement les récoltes.