Des outils non-destructifs pour suivre et étudier les maladies du bois

Des outils non-destructifs pour suivre et étudier les maladies du bois
16 juin 2017

Des outils non-destructifs pour suivre et étudier les maladies du bois

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Les techniques d’imagerie sont déjà utilisées pour l’étude des plantes, des matériaux et de l’alimentation. Cependant elles sont encore sous-utilisées chez la vigne. Elles permettent pourtant de visualiser et de quantifier sur plante vivante les flux de sève et le transport d’eau dans les cellules. L’IRM a été utilisée chez la vigne pour observer la distribution de l’eau dans le xylème et les effets de la bactérie Xylella fastidiosa, agent de la maladie de Pierce. Elle a également été utilisée pour évaluer l’état des tissus au niveau des points de greffe.

L’esca, l’eutypiose et le black dead arm (BDA), sont provoqués par une communauté de champignons pathogènes. Actuellement, il n’existe pas d’outil permettant le suivi non-destructif du développement de la colonisation du bois par les champignons pathogènes. Le suivi des maladies du bois sur vigne vivante se fait principalement par l’observation de symptômes foliaires. Mais ces derniers peuvent apparaitre après plusieurs années, de façon irrégulière, et ils ne sont pas corrélés à la présence et au développement des pathogènes dans le bois. L’expression des symptômes des maladies du bois de la vigne est un indicateur peu fiable car très variable d’une année sur l’autre. Les professionnels du monde viticole n’ont donc aucun moyen pour détecter et trier le matériel végétal contaminé à l’entrée de la pépinière. Les viticulteurs sont également dépourvus d’outil qui leur permettrait de détecter une plante ou un organe malade.

Dans ce cadre complexe, le projet VITIMAGE, porté par l'IFV,  propose de tester et d’associer différentes techniques d’imagerie complémentaires et haute-résolution pour caractériser finement les interactions hôte/pathogènes et tenter d’identifier de nouveaux marqueurs du développement de la maladie.

Le développement d’une méthode non destructive autorisant un suivi temporel offrira une meilleure compréhension des interactions entre la vigne et les champignons responsables de ces maladies (développement en surface ou en profondeur, propagation grâce aux vaisseaux ou colonisation du parenchyme, localisation dans un tissu précis etc.). Cela permettra aussi d’envisager des méthodes de mesures plus pertinentes pour cribler et sélectionner le matériel tolérant à ces champignons pathogènes.

Des outils d’imagerie ont commencé à être considérés à l’IFV. Des tests de suivi de la propagation de champignons pathogènes dans le bois ont été réalisés. Cette étude de faisabilité a été réalisée sur boutures, et le développement de deux champignons a été suivi pendant plusieurs mois. Grâce à l’IRM « fine » (BioNanoNMRI) et à la micro-tomographie à rayons X (Plateforme PHIV), une très haute résolution peut être obtenue. Les résultats se sont révélés très intéressants pour suivre et décrire très précisément le développement des pathogènes dans le bois.

 

Suivi non destructif de la propagation d'un champignon dans le bois

Suivi dynamique de la propagation d'un champignon pathogène dans le bois  après son inoculation dans une bouture de vigne 

 

Retrouvez ici la présentation du programme Vitimage

 


Pour en savoir plus :

L’Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) s’appuie sur les propriétés magnétiques de certains noyaux atomiques comme celui de l’hydrogène, du sodium, du potassium, du carbone… qui sont présents dans les tissus vivants. Placés dans un champ magnétique puissant, les noyaux comme celui de l’hydrogène se polarisent et créent une aimantation macroscopique dans tout l’échantillon. Cette aimantation orientée suivant le champ magnétique appliqué est alors « manipulée » par des séquences d’impulsions d’onde radio. A l'arrêt de ces impulsions, l’aimantation retourne à l’équilibre et créé dans son proche voisinage une onde radio. Celle-ci est capturée par une antenne dédiée et numérisée en signal qui contient les informations après un traitement numérique adapté. Ces données permettent de connaitre la quantité et la forme de l’eau disponible.

La tomographie par absorption de rayons X est une technique non destructive de plus en plus utilisée en anatomie végétale et qui permet la reconstruction en trois dimensions d'un échantillon. Son principe repose sur l'analyse multidirectionnelle de l’absorption d'un faisceau de rayons X lorsqu’il traverse un objet. Cette technique est basée sur la loi de Beer-Lambert qui calcule, le long du trajet des rayons X au sein de la matière, le rapport entre le nombre de photons transmis et le nombre de photons incidents. Ce rapport dépend du coefficient d’absorption du tissu traversé. Il s'agit ensuite, à partir de radiographies réalisées sous différents angles, de dresser une carte des coefficients d'absorption. Cette image révèle la structure interne de l’organe étudié puisque les différents éléments (cellules, tissus) absorbent différemment les rayons X. La tomographie à rayons X permet ainsi d'accéder au cœur de la matière pour en apprécier les variations d'absorptions radiologiques et les différences de composition. Elle permet notamment de localiser très finement toute hétérogénéité de densité, singularité ou vide présents dans un objet.


 

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