Impact des maladies du bois sur le fonctionnement de la vigne

Esca complex and Botryosphearia dieback are grapevine trunk diseases (GTDs) that cause severe declines in vineyards worldwide and against which the available control strategies are limited. These diseases are due to a complex of woody inhabiting fungi that colonize the perennial organs of grapevine throughout its life, from its production in nursery to the cultivation in the vineyard. The expression of foliar symptoms remains poorly understood and is influenced by many factors including climate, cultural practices and cultivar. In this context, this work aimed to characterize the impact of these two diseases on grapevine, at different spatial and temporal scales, in order to better understand the mechanisms associated with the appearance and development of leaf symptoms.We first verified whether, for a given cultivar, the expression of leaf symptoms of esca (severe form) could vary depending on the clone. This study was carried out for 2 cultivars with different susceptibility to esca: Chardonnay (clones 76 and 95) in 2015 and 2019, and Trousseau (clones 1004 and 1026) in 2017 and 2018. Using metabolomic analyses, it was shown that foliar expression of the severe esca form (pre-apoplexy) was clone-dependent. A vintage effect was also noted, with different foliar metabolic signatures and variable frequencies of affected vines. These results highlight the importance of annual climatic conditions in esca expression, both for the appearance of symptoms and associated metabolic changes.A physical and metabolic characterization of the different symptomatic areas of leaves affected by GLSD of esca (green zone, yellow border and brown zone found in tiger-stripe pattern) was also carried out with Pinot noir (low susceptibility) and Sauvignon blanc (susceptible). This work showed that the different zones can be distinguished according to their surface roughness, their overall metabolic profile and the presence of toxins. In addition, this work has enabled a methodological development that will enable a better characterization of the relationship between toxins / metabolic disturbances / leaf symptomatology.Finally, in parallel with this work on esca, the severe form (defoliating) of Botryosphaeria dieback was characterized at the internode level of the annual cane, at the anatomical and physiological levels. The objective was to understand the origin of the symptoms, related to annual fungal contamination and obstruction of xylem vessels, and to characterize the mechanisms associated with their expression. In Cabernet Franc, a susceptible cultivar to this decline, it was observed: i) the presence of Botryosphaeriaceae species in the liber and peripheral (cortical) tissues as well as in the vascular vessels of the wood, ii) the presence of obstructed vessels (tylosis, gums) but which does not, by itself, explain the expression of the symptoms, iii) deep anatomical alterations in the vascular liber showing its loss of functionality, iv) a dysfunction or even a defect in the phellogen seating, v) a defect in starch storage in parenchyma rays, vi) an alteration in defence responses and vii) an alteration in internodal metabolism with metabolic signatures associated with the expression and evolution of foliar symptoms.In summary, this work has provided new elements on the understanding of the expression of leaf symptoms (chronic and severe forms) of both esca and Botryosphaeria dieback. It thus opens up new research perspectives with the aim of better understanding the interaction between grapevine and fungi associated to GTDs and identifying solutions for their sustainable control of these diseases.L’esca et le dépérissement dû aux Botryosphaeriacées sont des maladies du bois de la vigne qui provoquent des dégâts importants dans les vignobles du monde entier et contre lesquelles les moyens de lutte à disposition sont limités. Ces maladies sont dues à un complexe de champignons vasculaires qui colonisent les parties pérennes de la vigne tout au long de sa vie, depuis sa production en pépinière à sa culture au vignoble. L’expression des symptômes foliaires reste méconnue et est influencée par de nombreux facteurs dont le climat, les pratiques culturales et le cépage. Dans ce contexte, ce travail de thèse a visé à caractériser l’impact de ces deux maladies sur la vigne, à différentes échelles spatiales et temporelles, afin de mieux comprendre les mécanismes associés à l’apparition et au développement des symptômes foliaires.Nous avons d’abord vérifié si, pour un cépage donné, l’expression des symptômes foliaires de l’esca (forme sévère) pouvait varier en fonction du clone. Cette étude a été réalisée pour 2 cépages de sensibilité différente à cette maladie : le Chardonnay (clones 76 et 95) en 2015 et 2019, et le Trousseau (clones 1004 et 1026) en 2017 et 2018. A l’aide d’analyses métabolomiques, il a été mis en évidence que l’expression foliaire de la forme sévère de l’esca (pré-apoplexie) était clone-dépendante. Un effet millésime a également été noté, avec des signatures métaboliques foliaires différentes et des fréquences de ceps atteints variables. Ces résultats soulignent l’importance des conditions climatiques annuelles dans l’expression de l’esca, que ce soit pour l’apparition des symptômes ou les changements métaboliques associés.Une caractérisation physique et métabolique des différentes zones symptomatiques de feuilles atteintes du syndrome GLSD de d’esca (zone verte, liseré jaune et zone brune retrouvés dans les tigrures) a également été menée avec les cépages Pinot noir (peu sensible) et Sauvignon blanc (sensible). Ces travaux ont montré que les différentes zones peuvent se distinguer en fonction de leur rugosité de surface, de leur profil métabolique global et de la présence de toxines. Ce travail a de plus permis un développement méthodologique qui permettra de mieux caractériser la relation toxines / perturbations métaboliques / symptomatologie foliaire.Enfin, en parallèle de ces travaux sur l’esca, la forme sévère (défoliatrice) du dépérissement dû aux Botryosphaeriacées a été caractérisée à l’échelle de l’entre-noeud du rameau, aux niveaux anatomique et physiologique. L’objectif était d’appréhender l’origine des symptômes, en lien avec une contamination fongique annuelle et l’obstruction des vaisseaux du xylème, et de caractériser les mécanismes associés à leur expression. Ainsi, chez le Cabernet franc, cépage sensible à ce dépérissement, il a été observé : i) la présence de Botryosphaeriacées au niveau du liber et des tissus périphériques (corticaux) ainsi que dans les vaisseaux du bois, ii) la présence de vaisseaux obstrués (thyllose, gommes) mais qui n’explique pas, à elle seule, l’expression des symptômes, iii) des altérations anatomiques profondes au niveau du liber mou montrant sa perte de fonctionnalité, iv) un dysfonctionnement voire un défaut de mise en place de l’assise subéro-phellodermique, v) un défaut de mise en réserve d’amidon dans les parenchymes de rayon, vi) une altération de réponses de défense et vii) une altération du métabolisme internodal avec des signatures métaboliques associées à l’expression et l’évolution des symptômes foliaires.En résumé, ce travail de thèse a permis d’apporter de nouveaux éléments sur la compréhension de l’expression des symptômes foliaires (formes lente et sévère) des dépérissements liés aux maladies du bois. Il ouvre ainsi de nouvelles perspectives de recherche dans l’objectif de mieux comprendre l’interaction vigne / champignons responsables des maladies du bois et d’identifier des solutions permettant de lutter durablement contre ces dernières