Isolement et détection des champignons causant la brûlure de la pousse dans les plantations de sapins du Québec

Abstract

La production des arbres de Noël représente un marché distinct et marginal comparé aux autres types de production végétale. En effet, comme la valeur des arbres vendus dans ces activités économiques est proportionnelle à la qualité du feuillage, les différents facteurs influençant ce paramètre sont donc dominants dans les considérations des organismes régissant et encadrant cette culture. Les maladies d’origine fongique s’attaquant au feuillage des arbres de Noël représentent un phénomène environnemental important dans cette optique, engendrant des pertes de plus en plus prononcées dans les plantations du Québec. Dans le cas de cette province, considérée comme la plus grande productrice canadienne, la majorité des plantations produisent des sapins baumiers (Abies balsamea) qui sont, depuis ces dernières années, en proie à une maladie foliaire nommée la brûlure de la pousse. Cette maladie, causée par Delphinella abietis et Delphinella balsameae, est caractérisée par des symptômes comme un recroquevillement des aiguilles faisant partie des pousses de l’année, en plus de l’apparition de fructifications foncées visibles à l’oeil nu un an après l’infection. Même si des traitements aux fongicides sont présentement employés dans le but de contrôler cette maladie, la minime quantité d’informations disponibles au sujet des agents causaux et du cycle d’infection rend ces tentatives peu efficaces et relativement dommageables pour l’environnement. De plus, les seuls diagnostiques présentement disponibles pour les organismes de dépistage sont les observations au microscope des structures de dissémination qui n’est possible qu’à l’apogée des symptômes, rendant les diagnostics inefficaces pour contrer la maladie.

Le but de ce projet de recherche était donc d’en apprendre davantage sur le cycle d’infection du Delphinella au Québec, de pouvoir isoler et caractériser les différents champignons qui sont présents au cours de la brûlure de la pousse et finalement de produire des outils diagnostiques, basés sur la technique des PCRs, qui permettraient de détecter plus rapidement et efficacement les agents pathogènes impliqués dans la brûlure de la pousse.

À l’aide d’échantillonnages réguliers au courant des étés 2015 et 2016, des tendances plaçant les étapes critiques du cycle d’infection au début du mois de juin ont pu être observées par rapport à la dissémination des spores. Les échantillons récoltés en plantation suite à l’exposition ont permis l’acquisition d’aiguilles infectées qui ont été utilisées afin de pouvoir isoler les agents causaux de cette maladie. En effet, la dissection et le broyage des fructifications suivis par la mise sur milieu de culture des lysats résultants ont permis d’isoler plusieurs endophytes du sapin baumier. De plus, des isolements ont aussi été effectuée en plaçant au-dessus de la surface de milieux de culture stériles des fructifications, associées aux symptômes de la maladie, pendant l’étape de la dissémination et en obtenant ainsi une multitude de colonies appartenant à la même espèce. Dans les deux cas, l’identification moléculaire à l’aide du séquençage de la région ITS a permis de mettre en évidence l’acquisition d’isolats appartenant à l’espèce D. balsameae. Une autre espèce d’agent pathogène, Sydowia polyspora, a aussi été isolé à plusieurs reprises au cours du projet. Des protocoles de PCR basés sur la technique de type « touchdown » ont été développés afin de pouvoir détecter ces deux agents pathogènes dans les aiguilles de sapins. Pour ce faire, la région ITS ainsi que deux autres régions génétiques, le gène codant pour le facteur d’élongation 1 alpha (EF1A) et le gène codant pour la beta-tubuline (BTUB) ont été séquencés chez les isolats afin de concevoir des amorces spécifiques à l’ADN génomique des espèces ciblées. Les amorces se sont avérées efficaces pour détecter spécifiquement les deux champignons étudiés dans les aiguilles de sapins avec un seuil de détection de 10 ng/μl. De plus, ces outils de détection ont permis de déterminer des tendances quant à l’occurrence de D. balsameae qui n’est détecté que dans des aiguilles infectées et S. polyspora qui est autant retrouvé dans les aiguilles infectées que saines. Finalement, des sapins baumiers juvéniles ont été mis ou non en contact avec des aiguilles contaminées et apparemment matures en ce qui a trait à la dissémination des ascospores afin de confirmer le rôle d’agent pathogène de D. balsameae dans l’établissement de la brûlure des pousses. Deux mois après l’exposition, les arbres présentaient des symptômes de stress qu’ils aient ou non, été exposés à l’agent pathogène. Par contre, D. balsameae a pu être détecté avec les outils de diagnostic seulement dans certains des arbres exposés aux aiguilles porteuses de spores. Le projet a permis le développement d’outils qui pourront être appliqués dans la lutte contre cette maladie en expansion.