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Deciphering the multifaceted determinants of esca incidence across a vineyards network
Auteur(s)
Editeur(s)
Date de parution
2024
Nombre de page
133
Mots-clés
Résumé
Dans le cas de maladies complexes comme le dépérissement des arbres, où de multiples facteurs sont impliqués et difficiles à isoler, la compréhension des relations entre les facteurs biotiques et abiotiques est un défi. Garantir la santé des cultures pérennes pour une rentabilité durable est une préoccupation majeure en raison de la multitude des menaces et des pertes économiques qui en découlent. À partir de la fin des années 1980, les vignobles existants ont connu une baisse des rendements et une augmentation de la mortalité des plantes attribuée à l'émergence de maladies vasculaires fongiques influencées par des facteurs pédoclimatiques. La maladie de l'esca est l'une des maladies vasculaires les plus dévastatrices en Europe menaçant la vigne. Cette thèse vise à améliorer notre compréhension de la nature multifactorielle du dépérissement de l'esca. Cela grâce à l'analyse des communautés fongiques de la plante qui permet d’évaluer la contribution des facteurs microbiens avec l'apparition et la progression des symptômes de dépérissement ainsi que par l'évaluation de facteurs pédoclimatiques liés à l'incidence de l'esca. Pour atteindre ces objectifs, nous avons travaillé sur un réseau de vignobles planté avec le même cépage (Gamaret) avec des plantes du même âge pour réduire les facteurs confondants, notamment l’incidence de la variabilité de la sensibilité de l'hôte déjà observée. Nous avons analysé les différences dans la composition des communautés fongiques des troncs de vignes affectés à des degrés divers par l'esca. L'analyse du mycobiome du tronc de vigne a révélé une communauté fongique remarquablement diversifiée avec une faible différenciation au niveau du vignoble ou de la région. Nous avons constaté une surreprésentation de plusieurs taxons dans les plantes asymptomatiques ; cependant, aucun taxon n'était surreprésenté dans les plantes symptomatiques. Les taxons clés typiquement impliqués dans l'esca ne présentaient pas non plus d'association significative avec l'état de santé des plantes. Parallèlement, nous avons collecté des données épidémiologiques et physiologiques une fois par an pendant quatre années consécutives dans le réseau des vignobles étudiés. Nous avons comparé les données
épidémiologiques sur l'incidence de l'esca avec les données climatiques obtenues à partir des stations météorologiques, ainsi que certains indicateurs physiologiques (poids des baies et du bois, δ 13C, analyses de la composition chimique des feuilles et des moûts) pour les comparer avec l'incidence mesurée de l'esca. Nous avons identifié une corrélation positive entre la capacité de rétention de l'eau du sol et la quantité de précipitations au début de l'été et l'incidence de l'esca.
ABSTRACT
In complex diseases like tree decline, where multiple factors are involved and difficult to isolate, understanding the relationships between biotic and abiotic factors is a challenge. Ensuring the ongoing health of perennial crops for sustained profitability remains a significant concern due to the multitude of threats and associated economic losses. From the late 1980s onwards, established vineyards experienced a decline in yields and an increase in plant mortality attributed to the emergence of fungal vascular diseases influenced by pedoclimatic factors. Esca disease is among the most devastating vascular disease in Europe threatening grapevine. Symptoms are expressed at two levels: i) in the wood by different levels of necrosis and the presence of brown longitudinal bands or cankers; ii) in the leaves by leaf discoloration with a "tiger stripe" pattern. This thesis aims to improve our understanding of the multifactorial nature of esca dieback through the analysis of the plant mycobiome offering insights into potential microbial contributions to the onset and progression of dieback symptoms and through the evaluation of pedo-climatic factors linked with esca incidence. To achieve these objectives, we worked on a network of vineyards all planted with the same grape variety (Gamaret) with plants of the same age to reduce confounding factors, including the variability in host susceptibility already highlighted. We aimed to test for compositional differences in trunk inhabiting fungal communities in vineyards affected to varying degrees by esca. The analysis of the vine trunk mycobiome revealed a remarkably diverse fungal community with weak differentiation at the vineyard of regional level. We found overrepresentation of several taxa in asymptomatic plants; however, no taxa were overrepresented in symptomatic plants. Key taxa typically implicated in esca were also not showing any significant association with plant health status. In parallel, we collected epidemiological and physiological data once a year for four consecutive years in the network of studied vineyard. We compared epidemiological data on the incidence of esca with climatic data obtained from weather stations, as well as certain physiological indicators (berry and wood weights, δ 13C, analyses of the chemical composition of leaves and musts) to compare them with the measured incidence of esca. We identified a positive correlation between soil water retention capacity and the amount of precipitation in early summer and the incidence of esca.
épidémiologiques sur l'incidence de l'esca avec les données climatiques obtenues à partir des stations météorologiques, ainsi que certains indicateurs physiologiques (poids des baies et du bois, δ 13C, analyses de la composition chimique des feuilles et des moûts) pour les comparer avec l'incidence mesurée de l'esca. Nous avons identifié une corrélation positive entre la capacité de rétention de l'eau du sol et la quantité de précipitations au début de l'été et l'incidence de l'esca.
ABSTRACT
In complex diseases like tree decline, where multiple factors are involved and difficult to isolate, understanding the relationships between biotic and abiotic factors is a challenge. Ensuring the ongoing health of perennial crops for sustained profitability remains a significant concern due to the multitude of threats and associated economic losses. From the late 1980s onwards, established vineyards experienced a decline in yields and an increase in plant mortality attributed to the emergence of fungal vascular diseases influenced by pedoclimatic factors. Esca disease is among the most devastating vascular disease in Europe threatening grapevine. Symptoms are expressed at two levels: i) in the wood by different levels of necrosis and the presence of brown longitudinal bands or cankers; ii) in the leaves by leaf discoloration with a "tiger stripe" pattern. This thesis aims to improve our understanding of the multifactorial nature of esca dieback through the analysis of the plant mycobiome offering insights into potential microbial contributions to the onset and progression of dieback symptoms and through the evaluation of pedo-climatic factors linked with esca incidence. To achieve these objectives, we worked on a network of vineyards all planted with the same grape variety (Gamaret) with plants of the same age to reduce confounding factors, including the variability in host susceptibility already highlighted. We aimed to test for compositional differences in trunk inhabiting fungal communities in vineyards affected to varying degrees by esca. The analysis of the vine trunk mycobiome revealed a remarkably diverse fungal community with weak differentiation at the vineyard of regional level. We found overrepresentation of several taxa in asymptomatic plants; however, no taxa were overrepresented in symptomatic plants. Key taxa typically implicated in esca were also not showing any significant association with plant health status. In parallel, we collected epidemiological and physiological data once a year for four consecutive years in the network of studied vineyard. We compared epidemiological data on the incidence of esca with climatic data obtained from weather stations, as well as certain physiological indicators (berry and wood weights, δ 13C, analyses of the chemical composition of leaves and musts) to compare them with the measured incidence of esca. We identified a positive correlation between soil water retention capacity and the amount of precipitation in early summer and the incidence of esca.
Notes
Members of the jury:
Professor Daniel Croll, Université de Neuchâtel (thesis director)
Dr Katia Gindro, Agroscope (supervisor)
Professor Joop EM Vermeer, Université de Neuchâtel (internal expert)
Dr Chloé Delmas, INRAE Bordeaux (external expert)
Defended on 21.12.2023
No de thèse : 3089
Professor Daniel Croll, Université de Neuchâtel (thesis director)
Dr Katia Gindro, Agroscope (supervisor)
Professor Joop EM Vermeer, Université de Neuchâtel (internal expert)
Dr Chloé Delmas, INRAE Bordeaux (external expert)
Defended on 21.12.2023
No de thèse : 3089
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Type de publication
doctoral thesis
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