Sphacelothera rerliana

Sphacelotheca reiliana , également connu sous le nom de Sporisorium reilianum , est une espèce de champignon biotrophique de la famille des Microbotryaceae . C'est un phytopathogène qui infecte le maïs et le sorgho .

Sphacelotheca reiliana

Classification scientifique

Royaume:

Champignons

Division:

Basidiomycota

Classe:

Microbotryomycètes

Commande:

Microbotryales

Famille:

Microbotryaceae

Genre:

Sphacelotheca

Espèce:

S. reiliana

Nom binomial

Sphacelotheca reiliana

JGKühn ) GPClinton (1902)

Synonymes [1]

  • Ustilago reiliana JGKühn (1875)
  • Cintractia reiliana (JGKühn) Clinton (1900)
  • Sporisorium reilianum (JGKühn) McAlpine (1910)
  • Sphacelotheca holci-sorghi Cif. (1938)
  • Sorosporium holci-sorghi (Rivolta) Moesz (1950)
  • Sporisorium holci-sorghi (Rivolta) Vánky (1985)
  • Ustilago holci-sorghi Rivolta
 

Hôtes et symptômes

Sporisorium reilianum est à l'origine des maladies du charbon de tête du maïs et du charbon de tête du sorgho. Ce champignon du charbon contenu dans le sol a deux formes spéciales . S. reilianum f. sp. reilianum est spécifique au sorgho et à S. reilianum f. sp. zeae est spécifique au maïs.  On ne sait pas pourquoi les deux formae speciales ne peuvent pas former de spores sur leurs hôtes respectifs non favorisés. 

Les symptômes du champignon sont exprimés à la fois sur les glands de maïs et de sorgho ainsi que sur l'oreille réelle sous la forme de grosses galles de charbon. Lorsque le gland de sorgho est infecté, la fragile membrane de la galle aura une gamme allant de quelques spores noires à une grande masse de spores noires couvrant le gland.  Les spores sont un signe de la maladie et sont utilisées pour la propagation de la maladie à d'autres plants de maïs et de sorgho. Lorsque l'oreille du maïs est infectée, elle semble très petite et en forme de larme et semble ne pas avoir du tout d'épi à l'intérieur.  L'épi est remplacé par des sori blancs qui sont les structures qui fabriquent et retiennent les spores du champignon.  S'il y a un gland infecté, il est probable que les oreilles auront également un charbon de tête. 

Cycle de vie

On note que Sporisorium reilianum a un stade sexuel dans son cycle de maladie similaire à celui d’Ustilago maydis.  Les infections initiales se produisent sur les racines des jeunes plants. L'agent pathogène se développe de façon systémique et se trouve sur les tissus de l'oreille et du gland à mesure que la plante hôte mûrit. À maturité, des téliospores peuvent être trouvées dans les sores blancs des épis de maïs infectés. Ceux-ci seront facilement dispersés par le vent.  Un sol nutritif favorable et des conditions météorologiques autour de 23-30 ° C permettent la germination des téliospores dans le sol. La génération d'un basidium à quatre cellules se produit, conduisant à des basidiospores haploïdes qui créent des sporidies . Ces sporidies fusionnent en raison d'une compatibilité ou d'une ressemblance qui induit la formation de mycélium dikaryotique, qui est infectieux et parasitaire. Ce mycélium intracellulaire peut être trouvé envahi dans certaines parties du développement florifère du maïs, et S. reilianum peut complètement diminuer le tissu floral en raison de sa capacité à détecter l'induction florale.

S. reilianum est biotrophe dans la mesure où il dépend du maïs ou du sorgho pour sa croissance et sa survie. L'inflorescence des parties mâles ou femelles des plantes, la femelle étant l'oreille et le mâle étant le gland, peut être affecté par le moment de l'infection par cette espèce. La nécrose et le développement de la maladie sont les plus répandus sur la tête de l'hôte infecté. 

Environnement

Le charbon de tête du maïs est présent dans la plupart des zones de culture du maïs, notamment dans de nombreuses régions d'Amérique du Nord, d'Australie, d'Asie et du sud de l'Europe.  Il provoque une énorme perte de rendement lors des épidémies en raison du remplacement de l'oreille par un gros sori de charbon.  Pour infecter les racines de maïs, S. reilianum f. sp. zeae doit former un hyphe parasite dikaryote qui résulte de l'accouplement de deux souches haploïdes compatibles. L'infection se produit toujours dans le sol via la racine, contrairement à Ustilago maydis , un autre charbon de maïs, qui infecte les plants de maïs via les parties aériennes. Des températures de 23 à 30 ° C sont optimales pour l'infection au champ du maïs, soupçonnée d'être due à la germination maximale des téliospores. 

Gestion

La détection de S. reilianum est une étape clé vers le développement d'un système efficace de gestion des maladies. Les méthodes conventionnelles, y compris l'isolement d'agents pathogènes et l'étude morphologique microscopique, sont laborieuses et lourdes, et donnent parfois des résultats peu concluants. Des outils moléculaires rapides, spécifiques et sensibles, tels que la PCR , sont nécessaires pour la détection et l'évaluation de S. reilianum. En 1999, il a été développé un test basé sur l'ADN pour la détection de S. reilianum et sa différenciation d'Ustilago maydis. Plus récemment, en 2012, une méthode utilisant la spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier a été établie pour l'identification de S. spores de Reilianum

Le charbon de tête peut être contrôlé en utilisant des cultivars résistants et en traitant les semences avec des fongicides. L'application foliaire de fongicides n'a pas maîtrisé la maladie. La rotation des cultures est d'une valeur discutable car les spores de charbon peuvent survivre pendant de longues périodes dans le sol.  Il a été suggéré que la méthode la plus économique et la plus écologique pour réduire les pertes de rendement du maïs consiste à sélectionner et à déployer des hybrides de maïs résistants. En comparaison avec d'autres cultures céréalières, telles que le riz ( Oryza sativa ) et le blé ( Triticum aestivum ), le maïs possède moins de gènes de résistance qualitative qui ont été largement utilisés par les sélectionneurs. Au lieu de cela, le maïs a des locus de résistance relativement plus quantitatifs déployés sur le terrain pour lutter contre la majorité des maladies. En d'autres termes, la résistance du maïs à S. reilianum serait sous contrôle polygénique.  Les effets cumulatifs de plusieurs loci de résistance quantitative à effet plus petit peuvent produire une résistance élevée, voire complète.

Importance

La tendance pathogène de Sporisorium reilianum, comme illustré ci-dessus, est de mener son cycle de vie en harmonie avec la croissance du maïs ou du sorgho en tant que plante hôte. Par exemple, à la place des épis de maïs; des sores végétaux se développent. Le début de ce charbon est sporadique et lentement progressif, mais la gravité de la maladie est élevée. Par exemple, un champ de maïs peut être infecté à 10% avec une perte de rendement qui a un taux d'infection apparent de 80%. Le traitement post-infection pour éliminer ou réduire la maladie est marginalement efficace ou inefficace. La perte massive de cultures que ce pathogène peut créer est dévastatrice pour les producteurs qui ne connaissent pas les téliospores hivernant dans le sol; qui peut survivre pendant de nombreuses années. Le traitement des semences avec un fongicide pendant la plantation ou avant la récolte est important pour limiter la propagation des spores, surtout si les zones à haut risque sont connues du producteur. Il est important de limiter la transmission des spores dans les zones indemnes de maladies via des équipements de récolte ou des outils de plantation. L'incidence de Sporisorium reilianum se produit en Afrique, en Europe, aux États-Unis et en Chine.  L' utilisation de fongicides sur le marché aujourd'hui indique qu'il y a environ 52 millions d'acres de céréales perdues dans le monde chaque année.

Pathogenèse

Sporosorium relianium a démontré sa capacité à détecter la présence de plantes voisines. Ce pathogène infecte toujours par les racines, et la prolifération des hyphes près des racines est une caractérisation du stade précoce de ce pathogène fongique. Pendant la phase basido, les basidiospores se développent sous forme de levures saprophytes haploïdes. Ces levures se joignent pour former des hyphes dicaryotes qui à leur tour infectent la plante hôte via les racines. Il a été démontré sur deux variétés de maïs que les exsudats racinaires des plantes influent sur la croissance et la ramification des champignons endomycorhiziens de S. relianium avant le contact fongique avec la racine.

Symptômes

L’apparition de tumeur charbonneuse à la base de la panicule constitue le premier signe visible d’une infestation de la plante par le charbon des inflorescences. Aucune membrane ne limite les spores qui sont ainsi en contact direct avec l’extérieur.

Les plantes qui portent ces tumeurs présentent systématiquement un épi piriforme semblable à une « bouteille de Perrier ». A l’intérieur des spathes, on observe une masse globuleuse de spores, reliées par un réseau de filaments en pelote. Ce réseau est mis en évidence dès que l’on secoue l’épi et fait tomber les spores.

Causes

Les spores de Sphacelotheca reiliana sont présentes dans le sol et sur les débris de culture. Leur durée de vie est de l’ordre d’une dizaine d’années. A partir de 4 à 5 feuilles du maïs, les plantules sont colonisées et une systémie s’installe dans la plante, le mycélium gagnant les organes en multiplication. Des températures entre 21-28°C ainsi qu’une faible humidité du sol (15-25 %) favorisent l’infection.

Ne pas confondre

Avec le charbon commun lorsque celui-ci est complètement évolué et ses membranes disparues. Mais l'absence totale de grains sur l'épi et la forme de l'épi caractérise le charbon des inflorescences.

Charbon commun

Toujours enveloppé par une membrane blanche puis grise

 

 

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Situations à risque

  • Les bordures de rivière,
  • Les zones inondables,
  • En bordure des parcelles, dans les zones les plus tassées.

    Evolution, incidence sur la production

    Avant l’apparition des signes extérieurs de la maladie, le mycélium présent dans les vaisseaux de la tige a perturbé le fonctionnement de la plante. Généralement, une plante touchée par le charbon des inflorescences est plus faible qu’une plante « normale ». Si le mycélium atteint l’épi, il n’y aura pas de production de grain.

     

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Méthodes de lutte

Solutions préventives

Dans les zones à risque, on cultivera les hybrides tolérants au charbon des inflorescences. Les variétés plus sensibles font l’objet d’un traitement de semence approprié leur permettant de s’affranchir de cette maladie. En conditions sèches, cette protection peut s’avérer insuffisante. Il existe la possibilité d’un traitement dans la raie de semis, mais son efficacité est moyenne.

Solutions curatives

Aucune.

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