Résistance des racines face aux attaques d'agents pathogènes
Les racines étant cachées sous la surface du sol, on oublie souvent qu’elles contribuent grandement à l’obtention de rendements intéressants. Il existe différents types de systèmes racinaires. Les 2 systèmes racinaires principaux sont pivotant ou fasciculaire. Le système racinaire pivotant se rencontre notamment chez les dicotylédones et les gymnospermes. Il se caractérise par une racine principale qui s’enfonce verticalement dans le sol, et sur laquelle se développent des racines secondaires latérales. Cela permet un ancrage particulièrement efficace pour décompacter le sol. Une racine pivotante peut aussi être tubérisée : radis, carotte, betterave, pomme de terre. Observé chez de nombreuses monocotylédones, le système racinaire fasciculaire forme, comme son nom l’indique, un faisceau : les racines démarrent toutes au même point, et il n’y a pas la prédominance d’une racine principale. Les graminées, le maïs et les plantes bulbeuses en sont des exemples. Les racines apparaissent à partir d’un plateau.
Les agents pathogènes tels que les champignons et les nématodes endommagent les racines et réduisent leur capacité à prélever efficacement les fertilisants, laissant ainsi plus d’espaces foliaires au-dessus du sol, au profit des adventices. Certains facteurs environnementaux tels que l’excès d’eau, une texture du sol trop compacte ou encore le gel, peuvent déclencher les attaques d’agents pathogènes sur les racines. Lorsqu’elles affectent des plantes cultivées, les maladies peuvent engendrer de graves conséquences économiques. C’est par exemple le cas du pois à cause du champignon pathogène Aphanomyces Euteiches causant des dégâts racinaires considérables.
Ancrage dans le sol et nutrition sont loin d’être les seules fonctions des racines ! Longtemps ignorés, les mécanismes de défense mis en place par ces organes, notamment au niveau de la coiffe, suscitent depuis une dizaine d’années de nombreuses études. En croissance régulière, l’extrémité de la racine avec le méristème, est une zone vulnérable, puisque les vaisseaux conducteurs n’y sont pas encore matures (non lignifiés) et donc plus perméables à des pathogènes vasculaires qui peuvent se servir de cette porte d’entrée pour coloniser le reste de la plante. Cette dernière a donc mis en place différents mécanismes pour protéger cette zone.
Les cellules bordantes forment un « tissu » à part entière comprenant des cellules isolées les unes des autres et incluses dans un épais mucilage. En plus d’être une protection mécanique, elles interviennent de façon active dans la défense en sécrétant des composés de faible poids moléculaire, les phytoanticipines qui agissent comme une barrière chimique contre une large gamme d’agresseurs (bactéries, insectes, nématodes, champignons). Lorsque la plante est attaquée, elle va renforcer ses défenses en augmentant la production de phytoanticipines et en synthétisant d’autres composés antimicrobiens de faible poids moléculaire baptisés les phytoalexines. Parmi les exsudats de défense, les composés phénoliques et les terpénoïdes, notamment, ont des capacités antibactériennes et antifongiques élevées.
Issues de la desquamation de la coiffe, ces cellules subissent une modification importante dans l’expression de leurs gènes et se mettent à sécréter des composés répulsifs, inhibiteurs ou biocides. Les phytohormones telles les auxines et les cytokinines doivent alors s’activer pour régénérer les cellules des plantes épuisées par ces mécanismes de défense. Les phytohormones sont présentes à l’état naturel dans les plantes à des quantités de l’ordre du microgramme par litre. Les auxines sont à l’origine de :
- L'allongement cellulaire.
- La stimulation de la mitose (division cellulaire d'une cellule mère en deux cellules filles).
- La rhizogénèse (formation de racines). L’auxine a un fort pouvoir rhizogène, lorsqu'on place un fragment de racine dans un milieu contenant de l'auxine, on peut observer l'apparition de racines latérales.
Les cytokinines : Produites essentiellement dans les racines, elles circulent dans l’ensemble de la plante au travers de la sève brute par le xylème. Elles complètent l’action de l’auxine dans l’allongement cellulaire en agissant dans les organes où cette dernière n’agit pas (tubercule en particulier). En fonction de leur concentration respective, l’utilisation simultanée d’auxine et de cytokinine va induire des réponses différentes :
- Si le rapport auxine/cytokinine est élevé on favorise la formation de racines.
- Si le rapport auxine/cytokinine est faible on favorise la formation de bourgeons.
Il est recommandé de visiter ses parcelles dès que les plantules commencent à sortir du sol et ensuite chaque semaine pendant un mois. Déposer des plantules lavées sur un essuie-tout blanc et éponger le surplus d’eau avec un autre essuie- tout. De manière générale, les racines saines sont blanches et bien développées avec des racines secondaires et des radicelles. Les racines malades peuvent présenter des taches ou des portions brunes. Parfois, elles sont tronquées et l’extrémité est brun foncé. Il faut aussi observer le collet. Dans certains cas, la maladie est concentrée au collet. Il existe une grande variabilité de symptômes. Dans le cas des céréales, il peut être possible de déterminer la provenance de l’inoculum, soit du sol, soit de la semence. Lorsque le rhizome (la partie qui sort de la semence et qui va jusqu’au collet) ou les racines séminales (les premières racines qui sortent de la graine) sont brunis ou pourris, le champignon pathogène provient probablement de la semence. Lorsque ce sont les extrémités des racines qui sont brunes et pourries et que les parties près de la graine sont saines, on peut alors soupçonner un inoculum provenant du sol. Voici quelques indices évidents d’attaques de pathogènes :
- Les plants sont morts et ne présentent pas de lésions sur le feuillage.
- La base des plants présente des feuilles jaunies.
- La présence de plants plus petits ou vert pâle par zone dans le champ.
Voici quelques indices subtils d’attaques de pathogènes :
- La germination est lente ou inexistante.
- Les plants semblent manquer d’engrais ou d’eau.
Des conditions de semis très sèches suivies par des températures plus fraîches et des pluies abondantes favorisant un excès d’eau dans les champs sont propices aux infections par les Pythium. Ces derniers détectent les radicelles qui commencent à sortir des semences et les attaquent rapidement. Lors de printemps chauds et secs, les céréales semées sur des sols légers ou sablonneux sont plus sensibles aux attaques par les Fusarium présents dans les semences et dans le sol. Les racines peuvent présenter des lésions brunes ou être complètement pourries.