Bactéries, champignons, virus…La vigne héberge une multitude de microorganismes, dans ses racines, son bois ou encore ses feuilles. Le projet HOLOVITI s’est intéressé à cet écosystème microscopique pour mieux comprendre plusieurs formes de dépérissement : esca/BDA, court-noué ou associé au porte-greffe161-49C. Avec, en ligne de mire, la mise au point de nouveaux outils de diagnostic et, à plus long terme, d’aide au pilotage du vignoble.

 

La vigne, une plante pérenne … mais aussi un véritable écosystème

Racines, bois, rameaux, feuilles, raisins : chaque partie du cep abrite des communautés différentes de microorganismes. On parle de microbiotes. Et la vigne ne vit pas en vase clos : le sol constitue un immense réservoir de microorganismes, tandis que l’air en transporte en permanence autours et sur la plante. Du sol jusqu’aux feuilles, tout un monde microscopique accompagne ainsi le cep.

La vigne et l’ensemble de ces microbiotes avec lesquels elle interagit constituent ce que les chercheurs appellent un holobionte. Cette notion change la façon d’observer le développement, mais surtout la santé de la plante. Bactéries et champignons ne sont pas seulement présents autour ou à l’intérieur du cep : nombre d’entre eux participent à son fonctionnement, par exemple à sa nutrition, à l’absorption de l’eau ou aux interactions avec les agents pathogènes et, par ce biais, à la santé et l’immunité de la plante (Bettenfeld et al., 2022).

Dans une même parcelle, tous les ceps ne se ressemblent pas toujours. Certains restent plus petits, jaunissent, se développent moins bien ou présentent des symptômes de dépérissement. Ces différences visibles par une modification du phénotype de la plante témoignent de déséquilibres qui peuvent avoir des origines très diverses. Et souvent, lorsqu’un cep dépérit, c’est en fait tout cet ensemble, tout l’holobionte plante-cultivée, qui peut être perturbé. Mais une question se pose alors : les modifications du microbiote sont-elles seulement une conséquence du dépérissement, ou peuvent-elles aussi y contribuer ? En d’autres termes, difficile de savoir qui, de la plante ou de ses microorganismes, se dérègle en premier. C’est un peu l’histoire de l’œuf et de la poule.

C’est pour mieux comprendre ces interactions entre la vigne, son microbiote et les phénomènes de dépérissement qu’a été financé le projet HOLOVITI (Plan National de Dépérissement du Vignoble) porté par l’UMR Agroécologie, et plus précisément des chercheurs d’INRAE Dijon et des enseignants chercheurs de l’Université de Bourgogne Europe.

 

Chercher les signes du dépérissement avant l’apparition des premiers symptômes

L’objectif est d’identifier des bioindicateurs, autrement dit des caractères ou traits biologiques mesurables associés à l’état de santé de la vigne. Ces indicateurs végétaux comme microbiens peuvent être très différents : activité de certains gènes ou de certaines enzymes liées au métabolisme, caractères anatomiques de certains organes, diversité et activité des communautés microbienne... À terme, certains indicateurs pourraient permettre de détecter, et donc de diagnostiquer, un dysfonctionnement avant même que les symptômes ne deviennent visibles au vignoble.

Pour tester cette approche, le projet HOLOVITI s’est intéressé à trois situations différentes de dépérissement : un lié à des champignons phytopathogènes (esca/BDA), un provoqué par un virus (court-noué) et un associé à des dysfonctionnements possiblement physiologiques (porte-greffe 161-49C) (Trouvelot et al., 2019).

 

Plus important que « qui est là » : « que font-ils ? »

C’est l’un des principaux enseignements du projet HOLOVITI, pionnier dans l’étude de l’holobionte-vigne. Sans surprise, la composition du microbiote varie fortement selon la partie de la vigne étudiée. Par exemple, les microorganismes dans les racines ne sont pas les mêmes que ceux rencontrés dans le bois, les rameaux et les feuilles. En revanche, lorsque l’on compare des ceps avec et sans symptômes, la liste des microorganismes présents ne change pas de manière drastique. Ce qui change d’avantage, c’est leur fonctionnement. Autrement dit, pour caractériser l’état d’un cep, il serait souvent plus intéressant et pertinent de savoir ce que font les microorganismes que de savoir uniquement lesquels sont présents. Cette distinction est essentielle pour la recherche de futurs outils de diagnostic. Un microorganisme peut être présent dans deux ceps, tout en ayant une activité différente selon l’état physiologique de la plante. De plus, les microorganismes sont souvent qualifiés à l’échelle de l’espèce, tandis que leur propre fonctionnement se joue à l’échelle de la souche / isolat (ce que l’analyse moléculaire ne permet pas de faire actuellement).

 

Des signatures différentes selon les dépérissements

Ces travaux montrent également qu’il n’existe pas, à ce stade, de bioindicateur unique permettant de repérer tous les dépérissements. Chaque problème semble avoir sa propre signature, qui varie également selon l’organe étudié. Comme en médecine humaine, il n’existe pas un seul marqueur biologique capable de révéler toutes les maladies : selon le trouble recherché, on ne mesure pas les mêmes caractères (ex. glycémie) et on ne les mesure pas dans les mêmes tissus ou organes (ex. sang, foie).

Dans les situations associées à l’esca/BDA et aux Botryosphaeriaceae, la projet a permis d’identifier des modifications de l’expression de certains gènes de défense de la vigne ainsi que des perturbations du métabolisme des sucres (Moret et al., 2024).

Le court-noué a, de son côté, livré une observation particulièrement intéressante. Comme attendu, le virus responsable de la maladie a été retrouvé dans les feuilles et les rameaux de ceps présentant des symptômes. Mais il a également été détecté dans les racines de certains ceps ne présentant pas de symptômes. Certaines formes du virus ont même été observées uniquement dans ces racines. Ces résultats interrogent le rôle des racines comme possible réservoir du virus et suggèrent que tous les variants viraux ne sont peut-être pas associés de la même manière à l’apparition des symptômes.

 

Le cas particulier du porte-greffe 161-49 C

Les travaux consacrés au dépérissement associé au porte-greffe 161-49 C ont mis en évidence plusieurs différences entre ceps avec et sans symptômes. Elles concernent notamment les communautés de champignons mycorhiziens, le métabolisme des racines, mais aussi leur anatomie. Des anomalies ont ainsi été observées dans certaines racines fines, avec notamment la présence de lacunes (trous) importantes (Bonnotte et al., 2024). La dynamique racinaire et les capacités d’absorption de l’eau et des éléments minéraux apparaissent également réduites. Ces résultats renforcent l’hypothèse d’un dysfonctionnement de l’alimentation hydrique et minérale de la plante, susceptible de contribuer aux symptômes de nanisme observés.

 

Les mycorhizes également dans le viseur

Les mycorhizes apportent elles aussi une pièce au puzzle. Plusieurs dépérissements s’accompagnent de modifications des communautés de champignons mycorhiziens à arbuscules. Ces champignons forment une association symbiotique mutualiste avec les racines et participent notamment à améliorer l’acquisition de l’eau et des éléments minéraux, mais aussi à améliorer la protection face à différents stress tels que des attaques de pathogènes. Il reste cependant à déterminer si ces différences sont une cause du meilleur état des plantes, une conséquence de celui-ci, ou les deux.

 

Vers une « carte de santé » biologique de la vigne ?

Le projet HOLOVITI ne débouche donc pas sur un test unique capable de dire simplement « ce cep est sain » ou « ce cep va dépérir ». Les résultats ouvrent plutôt la voie à un diagnostic fonctionnel, reposant sur plusieurs indicateurs choisis en fonction du dépérissement recherché et de la partie de la plante analysée. L’étape suivante consiste notamment à relier ces indicateurs aux pratiques viticoles : âge de la vigne, travail du sol, présence d’un couvert dans l’inter-rang, matériel végétal ou encore itinéraires techniques. L’objectif est de comprendre dans quelle mesure ces pratiques influencent le fonctionnement de l’holobionte et, finalement, la santé de la vigne. Les chercheurs souhaitent également étudier les liens éventuels avec la qualité des raisins et des vins.

À plus long terme, ces connaissances pourraient alimenter un outil d’aide à la décision (OAD), capable de transformer des indicateurs biologiques en informations utiles pour le pilotage agronomique. Une sorte de « carte de santé » du cep, qui ne se limiterait plus à observer ses symptômes visibles, mais chercherait à comprendre ce qui se passe, en amont, dans la plante et son microbiote.

 

Pour en savoir plus :

• Bettenfeld P., Cadena I Canals J., Jacquens L., Fernandez O., Fontaine F. van Schaik E., Courty P.-E., and S. Trouvelot (2022) The microbiota of the grapevine holobiont: A key component of plant health. International journal of advanced research. DOI: 10.1016/j.jare.2021.12.008.
• Bonnotte A., Jacquens L., Avoscan L., Courty P.E. et Trouvelot S. (2024) Apport de la cytologie pour décrire et comprendre les dépérissements de la vigne : cas du porte-greffe 161-49 C. Revue Française d’HistoTechnologie, 36 (1). DOI :10.25830/afh.rfh.2024.36.1.n.
• Courty P.-E., Sportes A., Wipf D., Trouvelot S. (2024) Petits mais costauds, des champignons améliorent la nutrition et la santé des vignes. The conversation https://theconversation.com/petits-mais-costauds-des-champignons-ameliorent-la-nutrition-et-la-sante-des-vignes-218301.
• Courty P.E., Trouvelot S., Mondy S., Adrian M., Bonneau L., Martin-Laurent F., van tuinen D., Wipf D., Selosse M.A. (2018). Le microbiote de la vigne : de nouveaux paradigmes et une perspective pour la vigne de demain. Revue des Œnologues n°169 Hors-série, 25-27.
• Jacquens L., Trouvelot S., Van Schaik E., Lemaître-Guillier C., Mondy S. et P.-E. Courty (2020) Utilisation et possibilités de méthodes dites -omiques en viticulture. Revue des œnologues, N°177 : p9-12.
• Moret F., Jacquens L., Larignon P., Clément G., Coppin C., Noirot E., Courty P.-E., Fontaine F., Adrian M. and Trouvelot S. (2024) Physiological and developmental disturbances caused by Botryosphaeria dieback in the annual stems of grapevine. Front. Plant Sci. 15:1394821. DOI: 10.3389/fpls.2024.1394821.
• Trouvelot S. (2024) L'étude du microbiote de la vigne pourrait faciliter un diagnostic précoce d’entrée en dépérissement. Viti, publié le 15/04/2024 (https://www.tema-agriculture-terroirs.fr/mon-viti/viticulture/letude-du-microbiote-de-la-vigne-pourrait-faciliter-un-diagnostic-precoce-dentree-en-deperissement-899381.php).
• Trouvelot S., Wipf D., Lauvergeat V., Bonneau L., Dal F., van Tuinen D. et P.-E. Courty (2021) Services écosystémiques rendus par la symbiose mycorhizienne à arbuscule au vignoble. Revue des œnologues, N°178 : p27-29.
• Trouvelot S., Mahé H., Bettenfeld P., van Schaik E., Adrian M., Dal F., Fernandez O., Fontaine F., Grosjean C., Larignon, P., Mouille G., Martin-Laurent, F., Pabion, S., Zekri O., Mondy S., Wipf D., Courty, P.-E. (2019) L'holobionte vigne, un levier biologique pour lutter contre les dépérissements ? Revue des Œnologues n°172, pp 23-26.