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Épidémiologie végétale, dynamique des populations d'insectes et structure spatio-temporelle des populations
(ACR)
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Objet d'étude : tordeuse de vignoble
Dispositif technique et méthode d'étude : analyse statistique, modèle d'échelles hiérarchisées, modèle de simulation, modèle mécaniste
Phénomène, processus et fonction : botrytis de la vigne, dynamique des populations, mildiou de la vigne, oïdium de la vigne, oïdium du fraisier, relation prédateur proie, résistance ontogénique, résistance variétale, structure spatiale des épidémies
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Objet d'étude : tordeuse de vignoble
Dispositif technique et méthode d'étude : analyse statistique, modèle d'échelles hiérarchisées, modèle de simulation, modèle mécaniste
Phénomène, processus et fonction : botrytis de la vigne, dynamique des populations, mildiou de la vigne, oïdium de la vigne, oïdium du fraisier, relation prédateur proie, résistance ontogénique, résistance variétale, structure spatiale des épidémies
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- Description détaillée :
- analyses statistiques spatio-temporelles ;
- modèles de simulation mécanistes ;
- modèles Afficher la suite
- analyses statistiques spatio-temporelles ;
- modèles de simulation mécanistes ;
- modèles de simulation en trois dimensions du couvert ;
- expérimentations sur les cycles biologiques : intensification (quantification des processus monocycliques des pathogènes de plantes, de la capacité reproductive des insectes) ;
- expérimentations sur les cycles biologiques : extensification (quantification de la dissémination de propagules et de la propagation des maladies, capacité de colonisation, choix d'habitat et de sites de ponte des insectes). Les questions de dynamique spatio-temporelle sont au centre des recherches en épidémiologie botanique et en dynamique des populations depuis environ 20 à 30 ans. Récemment des approches nouvelles se sont développées pour modéliser la relation agrégation-vitesse. Ces approches ont des applications génériques, en même temps qu'elles débouchent sur des applications très concrètes (méthodes d'échantillonnage).
Pour Santé Végétale, deux enjeux émergent à cet égard : (1) incorporer ces nouvelles approches dans sa recherche propre, et (2) acquérir des données de fond sur les mécanismes de base des dynamiques. Sur le second point, d'importants progrès, sur différentes étapes des cycles, ont été réalisés en Entomologie, qui doivent maintenant être traduits sous forme de modèles dynamique afin de juger quantitativement l'importance de ces étapes. En Phytopathologie, des données de base sont à acquérir encore sur des mécanismes élémentaires, et notamment sur la dissémination des pathogènes et la propagation des maladies. A cet égard, l'usage d'un système modèle comme l'oïdium du fraisier peut constituer un levier imortant.
Une autre question actuelle en dynamique des population est le lien entre dynamique quantitative et dynamique de structure génétique des populations. C'est enjeu est appréhendé au travers d'un projet commun aux équipes 1 (génétique et adaptation des populations) et 2 (épidémiologie et dynamique des populations). Plusieurs équipes, en France et dans le monde ont le même type d'objectif ; mais très peu abordent un système pérenne, où le polyétisme des épidémies peut avoir un poids important. Ces recherches collectives se focalisent sur l'oïdium de la vigne. Les maladies du bois de la vigne (esca, eutypiose, BDA = black dead arm) sont extrêmement préoccupantes en viticulture car elles diminuent la durée de vie du cep, affectent la quantité et la qualité de la production de raisin et induisent un déséquilibre d'encépagement. L'incidence en France est estimée à 3% de ceps exprimant des symptômes de dépérissement (2004). Certaines parcelles peuvent être touchées à des niveaux très élevés de l'ordre de 20 à 40% avec une mortalité annuelle d'env. 1%. Ces recherches se situent dans un contexte de forte attente de la profession viticole suite à l'interdiction en 2001 de l'usage de l'arsénite de sodium utilisé comme traitement curatif contre l'esca et ce, en l'absence d'autres méthodes de lutte hormis la prophylaxie.
Les insectes de la vigne constituent un problème ancien, et pourtant toujours très actuel, de protection des cultures. Les recherches menées depuis des décennies, et spécialement les résultats générés à Bordeaux, ont permis de réels progrès vers une gestion durable de l'un des principaux groupes de ravageurs de la vigne que constituent les tordeuses (pièges à femelles, confusion sexuelle). Le déploiement efficace et à bon escient de ces méthodes demeure cependant un enjeu de recherche important pour améliorer encore les méthodes de gestion de ces ravageurs.
La Pourriture grise due à Botrytis cinerea est une mycose de la vigne extrêmement dommageable et encore mal maîtrisée. En plus de pertes de récolte parfois importantes (40-50%), les dégâts sont surtout qualitatifs et ce dès un faible niveau d'attaque d'environ 5% (difficultés de vinification, moindre aptitude au vieillissement et altération des qualités organoleptiques des vins). Le tri à la vendange des baies atteintes génère un important surcoût financier et la crainte d'épidémies explosives conduit souvent à des vendanges prématurées (vins à goûts herbacés). La lutte repose sur des traitements fongicides très coûteux qui sont appliqués sur la seule base de stades phénologiques indépendamment du risque épidémique. Ces fongicides occasionnent assez régulièrement i) des problèmes de résidus dans les moûts et les vins ii) la sélection de souches résistantes à différentes familles chimiques.
Les maladies des cultures maraîchères et fruitières annuelles sont placées dans un contexte d'évolution technologique très rapide, en réponse à une compétition commerciale très vive en France et surtout en Europe. Ces évolutions technologiques aboutissent à des itinéraires techniques, donc à des situations de productions qui peuvent rendrent les peuplement très vulnérables aux pathogènes et ravageurs. Le cas de l'oïdium est exemplaire de telles évolutions, où la compétitivité économique prime sur la durabilité agronomique, et relègue la protection des cultures à un rôle accessoire, implicitement gérable par des pesticides. Des recherches de base sont nécessaires pour identifier des méthodes de gestion des maladies/ravageurs dans des contextes que l'on a pu rendre très favorables à leur développement. Des recherches ont été engagées dans le cadre d'un programme ADAR qui a pour but de (1) caractériser quantitativement le cycle biologique de l'oïdium du fraisier, (2) de modéliser sa dynamique, et (3) d'identifier des points d'intervention pour son contrôle. Il convient de souligner que cette opération est complémentaire des recherches menées sur des pathogènes de la vigne, notamment l'oïdium. A ce titre, l'oïdium du fraisier peut être considéré comme espèce modèle pour un groupe de pathogènes difficile à étudier épidémiologiquement. - MIA, INRA Avignon
- Univ. Bordeaux II et INRIA Futurs-Bordeaux
- UMR BIOGER, Grignon
- UMR INRA 1219 oenologie-ampélologie, Bordeaux (ISVV)
- INRA Unité Phytopathologie PMDVSelon les trois axes de recherches :

1 - Caractérisation statistique des épidémies végétales.
(1) analyser quantitativement les caractéristiques des épidémies et leur structure dans le temps et l'espace : l'objectif central ici est l'analyse de la relation agrégation-vitesse dans une dynamique des population, sa caractérisation (statistique), sa modélisation (simulations numériques) ;
(2) formuler des hypothèses sur les processus et facteurs de l'environnement pouvant expliquer les dynamiques décrites : établissement de relation fonctionnelles entre paramètres des dynamiques et facteurs (spécialement, physiques) de l'environnement ;
(3) optimiser les stratégies d'échantillonnage : qui dérive des deux premiers sous-objectifs.
- Supports biologiques : oïdium de la vigne, botrytis de la vigne, et oïdium du fraisier.

2- Effet du peuplement végétal sur la dynamique spatio-temporelle des épidémies et des dynamiques de ravageurs.
- Objectif : compréhension du fonctionnement des épidémies et intégration des connaissances dans des modèles de simulation dynamiques. Cet objectif recouvre
:
(1) l'effet du peuplement végétal, notamment le développement et la croissance de l'hôte, et/ou l'évolution de ses qualités nutritionnelles ou attractives ;
(2) les effets directs de la structure spatiale du couvert végétal (distance, compacité des organes) et les effets indirects (microclimat) ; (3) le transfert d'inoculum entre différents types de tissus (tiges, feuilles, fruits).
- Supports biologiques: botrytis de la vigne, oïdium de la vigne, oïdium du fraisier, tordeuses de la vigne.

3- Relations entre dynamique et structure génétique des populations de bioagresseurs.
Avec trois volets :
(1) analyse d'épidémies causées par des populations de bioagresseurs structurées par des attributs épidémiologiques différents ;
(2) simulation dynamique incorporant les différents composants génétiques des populations ;
(3) importance relative des infections primaires et secondaires dans le développement des épidémies, en lien avec la structure génétique des populations.
- support : oïdium de la vigne, botrytis de la vigne, eudémis avec son cortège de parasitoïdes. 1- Maladies du bois de la vigne
- Relations qualitatives et quantitatives entre les nécroses internes et l'expression des symptômes foliaires et étiologie des principales maladies de dépérissement.
- Identification des facteurs écophysiologiques et agronomiques influençant le niveau d'expression des symptômes foliaires de l'esca et du black dead arm (BDA).
- Approches expérimentales pour optimiser la protection fongicide et la prophylaxie.

2- Pourriture grise des baies de la vigne
- Structuration génétique et fonctionnement des populations : existence de plusieurs groupes co-existants (groupe I, goupeII-vacuma, groupeII-transposa).
- Explication des divergences de dynamiques des deux sous-populations majoritaires (vacuma et transposa): les souches vacuma présentent une meilleure aptitude au saprophytisme mais sont moins agressives sur baies que les souches transposa.
- Déterminisme (micro)climatique de la dynamique épidémique: i) Description du microclimat des grappes en maturation et élaboration d'un modèle mécaniste d'évolution thermique des baies ; ii) Quantification des effets du rayonnement (visible et IR) sur l'extension des foyers infectieux au sein des grappes en relation avec un effeuillage partiel ; iii) Développement d'un modèle statistique reliant les variables climatiques standard et la dynamique des symptômes sur grappes en maturation.
- Relations entre composantes biochimiques et morphologiques et la sensibilité des grappes à B. cinerea : effet significatif de la compacité des grappes durant la maturation des raisins ; élaboration d'un indicateur biochimique du potentiel réceptif des baies ("PRB").

3- oïdium de la vigne
- L'objectif principal est d'approfondir les connaissances sur le fonctionnement des épidémies d'oïdium de la vigne (Uncinula necator) pour prévoir leur apparition, leur extension et les dégâts associés, et identifier les phases et conditions clefs permettant de proposer des stratégies de protection raisonnée.
- Quantification de l'effet de l'âge des feuilles sur le développement du parasite (germination des spores, croissance des colonies et sporulation) : expérimentations au vignoble et en conditions contrôlées. Les résultats ont été pour partie utilisés pour la construction du simulateur vigne/oïdium.
- Élaboration d'un modèle probabiliste de la variabilité intraparcellaire pour la prédire et gérer des traitements localisés dans le temps et l'espace.
- Construction d'un modèle déterministe couplant les développements dynamiques d'un cep de vigne et de l'oïdium. Un modèle de simulation de type individu-centré (IBM) a été développé. Le modèle simule le développement 3D d'un cep au cours d'une saison, couplé à la progression d'un agent pathogène en fonction de variables climatiques, de l'inoculum primaire (date et localisation), du système de conduite et des caractéristiques de l'agent pathogène (profil thermique et l'agressivité), des variations de sensibilité des organes et de leur dynamique de mise en place dans le temps et l'espace. Le modèle cep est également couplé à un modèle de développement épidémique à la parcelle afin d'évaluer le risque épidémique en fonction de l'état physiologique d'un peuplement, avec des zones hétérogènes et des foyers primaires multiples. Les résultats indiquent un rôle majeur du stade phénologique lors de l'initiation des épidémies et la variabilité liée au climat.
- Construction d'un modèle déterministe à l'échelle du cep de type SEIR : simplification du modèle de type IBM (pas de structure spatiale, pas de prise en compte du climat, périodes de latence et infectieuses moyennes).
- Transfert des connaissances épidémiologiques (symptomatologie, détection, périodes et organes critiques) vers la protection intégrée (équipe IPM de l'UMR-SV). Élaboration de règles de décision pour l'emploi des traitements fongicides selon la dynamique épidémique et de la gestion de la culture.
- Identification de typologies d'épidémies comme bases pour des stratégies d'échantillonnage utilisables par les viticulteurs pour la détection et l'évaluation précoce de la maladie.

4-Insectes ravageurs de la vigne
- nombreux résultats sur les relations entre structuration-variation de la ressource alimentaire, la modulation des stratégies reproductrices et la dynamique des populations, utilisant l'Eudémis de la vigne comme support de recherche ; les résultats incluent notamment :
- démonstration et documentation de la polyphagie de cet insecte ;
- démonstration que la stratégie reproductrice et la dynamique des populations d'Eudémis varie en fonction de la diversité végétale ;
- et des résultats indiquant que les cépages de vigne influent également sur la stratégie reproductrice et la dynamique des populations. Cette activité s'articule sur trois axes de recherches :

1 - Caractérisation statistique des épidémies végétales et des dynamiques de population d'insectes, avec trois volets :
(1) analyser quantitativement les caractéristiques des épidémies et leur structure dans le temps et l'espace ;
(2) formuler des hypothèses sur les processus et facteurs de l'environnement pouvant expliquer les dynamiques décrites et
(3) optimiser les stratégies d'échantillonnage.
- Supports biologiques : oïdium de la vigne, botrytis de la vigne, et oïdium du fraisier.
2- Modélisation des effet du peuplement végétal sur la dynamique spatio-temporelle des épidémies et des dynamiques de ravageurs, avec pour objectif général la compréhension du fonctionnement des dynamiques et l'intégration des connaissances dans des modèles de simulation. Cet objectif recouvre l'effet du peuplement végétal (développement et croissance, qualité nutritionnelle et attractivité), les effets directs de la structure géométrique du couvert végétal et ses effets indirects (microclimat), et le transfert d'inoculum entre différents types de tissus (tiges, feuilles, fruits).
- Supports biologiques : botrytis de la vigne, oïdium de la vigne, oïdium du fraisier, tordeuses de la vigne.
3- L'analyse des relations entre dynamique et structure génétique des populations de bioagresseurs, avec également trois volets :
(1) l'analyse d'épidémies causées par des populations de bioagresseurs structurées par des attributs épidémiologiques/populationnels différents ;
(2) simulation dynamique incorporant les différents composants des populations ;
(3) importance relative des infections primaires et secondaires (des tailles de population initiale et successives) dans le développement des épidémies/dynamiques d'insectes, en lien avec la structure génétique des populations.
- support : oïdium de la vigne, botrytis de la vigne, eudémis avec son cortège de parasitoïdes. Réduire

- Champs de rattachement :
 

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