Xylella fastidiosa

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Xylella fastidiosa
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« Leaf scorch » du laurier-rose

Classification
Règne Bacteria
Division Proteobacteria
Classe Gammaproteobacteria
Ordre Xanthomonadales
Famille Xanthomonadaceae

Genre

Xylella
Wells et al. 1987

Nom binominal

Xylella fastidiosa
Wells et al. 1987

La Cicadelle pisseuse (Homalodisca vitripennis) a été introduite à partir du sud des États-Unis en Californie où elle a été découverte dans la vallée de Temecula en 1996. Cet insecte semble être un nouveau vecteur, très efficace pour certaines souches phytopathogènes pour la vigne, de la bactérie X. fastidiosa

Xylella fastidiosa est une espèce de protéobactéries Gamma de la famille des Xanthomonadaceae. Certaines souches sont responsables de maladies mortelles ou potentiellement mortelles chez diverses espèces de plantes cultivées d'intérêt commercial, notamment la vigne, l'olivier et les agrumes. Il existe aussi des souches non pathogènes[1].

Xylella fastidiosa est la seule espèce du genre Xylella, et cinq sous-espèces sont décrites : fastidiosa, sandyi, multiplex, pauca, tashke. Cette dernière sous-espèce est moins rencontrée dans la littérature.

Étymologie[modifier | modifier le code]

Le nom générique, Xylella, dérive de xylème et fait référence au fait que cette bactérie est limitée aux tissus vasculaires qui assurent le transport de la sève brute dans la plante. L'épithète spécifique, fastidiosa, signifie « fastidieuse » et rappelle qu'il s'agit d'une bactérie fastidieuse, difficile à cultiver en laboratoire sur milieu artificiel à cause de ses exigences nutritionnelles très spécifiques[2].

Bactériologie[modifier | modifier le code]

Les 25 souches de cette bactérie connues en 1987 sont toutes Gram négatives, catalase positives et oxydase négatives, utilisent l'hippurate et produisent de la gélatinase et souvent des beta-lactamases mais pas de bêta-galactosidase, de coagulase ni de lipase, amylase, phosphatase, indole, ou H2S[3].

Ce sont des aérobies strictes caractérisées par une croissance optimale à 26-28 °C et à un pH de 6,5 à 6,9[3].

Les anticorps monoclonaux préparés contre la maladie de Pierce ont réagi avec les 25 autres souches[3].

L'ADN en est composé pour 51 à 53 % (molaire) de guanine et cytosine, et les souches étudiées étaient au moins pour 85 % liées lors de l'hybridation de l'ADN[3].

Phytopathogène[modifier | modifier le code]

C'est un agent pathogène important chez de nombreuses plantes. En effet plus de 300 espèces végétales sont dites plantes « hôtes » de cette bactérie. Elle cause plusieurs maladies comme la « phoney peach disease » du pêcher (dans le sud des États-Unis), le « leaf scorch » du laurier-rose, la maladie de Pierce de la vigne en Californie, et la chlorose variéguée des agrumes sur des orangers au Brésil ou dans d'autres pays (la bactérie semble pourvoir infecter tous les cultivars de Citrus sinensis[4]).

Introduite en Europe et identifiée en octobre 2013, elle décime depuis quelques années les oliviers de la région des Pouilles, dans le sud de l'Italie[5], menaçant depuis son introduction l'ensemble du pourtour méditerranéen. En avril 2015, la France interdit l'importation de végétaux sensibles à la bactérie provenant des régions atteintes, et quelques jours plus tard la bactérie est identifiée au marché de Rungis sur un caféier ornemental originaire d'Amérique centrale[6], mais quelques semaines plus tard cette mesure est abrogée[7]. En juillet 2015, la bactérie est trouvée à Propriano en Corse sur un polygale à feuilles de myrte planté en 2010[8], et est identifiée comme appartenant à la sous-espèce multiplex, différente de celle pauca affectant les oliviers des Pouilles[9].

Plantes hôtes[modifier | modifier le code]

Xylella fastidiosa est une bactérie très polyphage[10], qui admet une vaste gamme de plantes hôtes, comprenant de nombreuses espèces de plantes sauvages ou cultivées, souvent des plantes ligneuses mais également certaines plantes herbacées. La seule sous-espèce Xylella fastidiosa subsp. fastidiosa, agent causal de la maladie de Pierce, compte 132 espèces de plantes-hôtes appartenant à 46 familles différentes[11].

Plantes fruitières[modifier | modifier le code]

Parmi les plantes fruitières susceptibles d'être infectées par la bactérie figurent des espèces de grand intérêt agro-économique appartenant aux genres Vitis (Vitis vinifera, Vitis labrusca, Vitis riparia), Citrus (Citrus spp.) et d'autres agrumes tels que le kumquat, Fortunella), Prunus (Prunus dulcis, l'amandier, Prunus persica, le pêcher, Prunus salicina, le prunier japonais, Prunus domestica, le prunier cultivé, Prunus cerasifera, le myrobolan), ainsi que les caféiers (Coffea spp.)[12].

Symptômes de la chlorose variéguée sur oranger (noter la décoloration jaune des feuilles).

Cette bactérie attaque également d'autre espèces fruitières, comme le nashi ou poirier asiatique (Pyrus pyrifolia), l'avocatier (Persea americana), les myrtilliers (Vaccinium corymbosum, Vaccinium virgatum), le pacanier (Carya illinoinensis)[12].

En revanche, les signalements concernant l'olivier (Olea europaea) comme plante hôte sont rarissimes dans la littérature scientifique : certaines études sur ce sujet, publiées en 2014 par Krugner et al.[13], ont été conduites en Californie méridionale après l'annonce d'une augmentation de la mortalité des oliviers dans la région de Los Angeles[12]. Dans ce cas, bien que la sous-espèce, Xylella fastidiosa subsp. multiplex, ait été souvent trouvée chez des oliviers qui montraient des signes de dépérissement des feuilles et des branches, on n'a pas réussi à démontrer pleinement sa pathogénicité à l'égard de l'olivier [12]. Un autre signalement, en provenance d'Argentine, concerne une autre sous-espèce, Xylella fastidiosa subsp. pauca, et indique des « manifestations symptomatiques non dissemblables »[14] de celles de l'infection du Salento (Italie), selon une communication personnelle de María Laura Otero à Giovanni Paolo Martelli de l'université de Bari[14]. La découverte argentine concerne la ville de Córdoba et le nord de la province de La Rioja, sur des plantations de plus de cinquante ans d'une variété locale, 'Arauco'[15]. Les symptômes relevés sont une pourriture lente, une coloration vert-sombre, des pertes partielles et la mort rapide de bourgeons et de rameaux[15].

Arbres et arbustes d'ornement[modifier | modifier le code]

Parmi les plantes ornementales attaquées par la bactérie figurent le platane américain (Platanus occidentalis), l'orme blanc américain (Ulmus americana), le liquidambar (Liquidambar styraciflua), les chênes (Quercus spp.), l'érable rouge (Acer rubrum), le mûrier rouge (Morus rubra) ainsi que le laurier rose (Nerium oleander)[12].

Plantes herbacées et arbustives[modifier | modifier le code]

Xylella fastidiosa a été signalée sur la luzerne cultivée (Medicago sativa). de nombreuses plantes sauvages,sont susceptibles d'abriter la bactérie sans montrer de symptômes de pathologie (infections asymptomatiques) : parmi elles des mauvaises herbes et des plantes rudérales, les lys, et divers arbustes[12].

Histoire[modifier | modifier le code]

La maladie de Pierce a été la première forme connue de la maladie. Elle porte le nom de Newton B. Pierce (1856–1916) l'un des pionniers de la phytopathologie aux États-Unis, qui l'a décrite près d'Anaheim en Californie sur des vignes, il y a plus d'un siècle (en 1892).

Cette bactérie semblait endémique du nord de la Californie. Elle est dans ce contexte favorisant (vastes monocultures de vignes génétiquement peu diversifiées) transportée par un insecte vecteur : la cicadelle Graphocephala atropunctata dénommée « blue-green sharpshooter » aux États-Unis). Durant un siècle environ, elle n'a été responsable que de dégâts locaux.

Elle est devenu une menace réelle pour l'activité vinicole californienne quand une autre cicadelle (Homalodisca vitripennis ou « glassy-winged sharpshooter ») a été introduite en Californie à partir du sud des États-Unis (découverte dans la vallée de Temecula en Californie en 1996). Ce nouvel insecte s'est montré un bien meilleur vecteur de la bactérie.

Les premières cultures axéniques de cette bactérie (C'est-à-dire exempte de tous germes saprophytes ou pathogènes) n'ont été obtenues qu'en 1978[16].

En 1987, vingt-cinq souches phénotypiquement et génotypiquement proches avaient déjà été isolées à partir d'échantillons de dix espèces de plantes malades (vigne, pêchers, pervenche, amandier, prunier, orme, érable sycomore, chêne et mûrier). Les cellules étaient indépendantes (parfois filamenteuses), immobiles, en forme de bâtonnets, dépourvues de flagelle et d'une taille de 0,25 à 0,35 µm de long sur 0,9 à 3,5 µm de large)[3]. Parmi d'autres plantes touchées d'intérêt agricole figure la luzerne cultivée[16].

La maladie de Pierce[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Maladie de Pierce.

Quand une vigne est infectée, les bactéries forment un bouchon dans le xylème, qui empêche la sève brute d'y circuler ; les feuilles de vignes virent alors au jaune et brun, et finalement tombent. Les sarments finissent par dépérir et la vigne peut mourir (en un à cinq ans).

Cette maladie sévit principalement au sud-est des États-Unis (avec des points chauds isolés près de la Napa River et de la Sonoma River en Californie du Nord, célèbres pour leurs vignobles). Elle est présente aussi au Mexique mais a été ensuite signalée au Costa Rica, au Venezuela[17], et elle pourrait être présente ailleurs en Amérique centrale et du Sud.

On ne connaît pas encore de cépages totalement résistants ; le chardonnay et le pinot noir y sont particulièrement vulnérables. Les muscats présentent cependant une résistance naturelle.

On a constaté que la proximité des vignobles aux vergers d'agrumes aggrave la menace, car non seulement les agrumes sont un hôte pour les œufs du vecteur Graphocephala atropunctata, ils sont aussi un site d'hivernage apprécié par l'insecte.

De même, les lauriers roses, communément utilisés en aménagement paysager en Californie, servent de réservoir pour la bactérie Xylella fastidiosa

Réactions : Une vaste campagne d'éradication ou de contrôle a été entamée par les viticulteurs américains, soutenu par les administrations et les politiques, mais sans solution efficace à ce jour[18] (Cette famille de bactérie est connue pour ses capacités d'adaptation rapides aux antibiotiques et à la résistance immunitaire de certaines plantes).

La biologie de son nouveau vecteur biologique (Xylella fastidiosa) a beaucoup progressé depuis 2000, grâce à la mise en commun d'importants moyens de recherche par le "California Department of alimentation et l'agriculture" et plusieurs universités américaines[19].

La recherche : elle explore les différents aspects de la propagation de la bactérie et de la maladie et les relations entre son principal vecteur et ses plante-hôtes, ainsi que les conséquences socio-économiques des épidémies sur l'économie agricole de la Californie. Tous les chercheurs travaillant sur la maladie de Pierce se réunissent chaque année à San Diego (mi-décembre) pour partager leurs résultats dans leur domaine ; les actes de ce colloque étant ensuite disponible sur un site Web dédié à la maladie de Pierce[20], développé et géré par le PIPRA[21].

Une étude en cours (à l'UC Davis) vise à sélectionner ou introduire des gènes de résistance dans la vigne Vitis vinifera[22].

Des épidémies ont été provoquées par des souches très virulentes de la bactérie sur des oliviers de la province de Lecce, en Italie du sud, où des milliers d'arbres sont flétris ou morts. Il n'existe actuellement (année 2015) pas de moyen de lutte contre cet agent phytopathogène, cependant des mesures prophylactiques sont mises en œuvre pour limiter la propagation de la bactérie.

Classification[modifier | modifier le code]

Le séquençage de l'acide ribonucléique ribosomique 16S les apparente aux Xanthomonadaceae, mais ces bactéries forment bien un groupe distinct nommé Xylella fastidiosa, un nouveau genre ne comprenant qu'une seule espèce (en 1987), classé dans le sous-groupe gamma des eubactéries.

La souche Souche PCE-RR (ATCC 35879) a été désignée comme la souche type[3].

Recherches[modifier | modifier le code]

Séquençage du génome[modifier | modifier le code]

Le séquençage du génome de Xylella fastidiosa a été réalisé par une collaboration de plus de 30 laboratoires de recherche de l'État de São Paulo au Brésil, et financé par la Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) (pt), fondation créée sous tutelle de l'enseignement supérieur pour développer la recherche scientifique. Les résultats ont été publiés en 2000 dans la revue Nature[23]. Le nom de domaine www.xylella-fastidiosa.org, géré par l'université de Californie, fournit des informations pour chaque type de plante et offre un service d'analyse d'échantillon.

Interactions avec d'autres espèces[modifier | modifier le code]

Il a été constaté au Brésil (en 2002) que les citronniers moins malades ou apparemment résistants, présentaient des feuilles colonisées par une autre bactérie : Curtobacterium flaccumfaciens (en), qui pourrait donc peut être freiner le développement de X. fastidiosa[4].

N-Acétylcystéine efficace en laboratoire[modifier | modifier le code]

La N-acétylcystéine a été testée pour ses propriétés anti-adhérentes de la bactérie dans le xylème de ses hôtes et se révèle relativement efficace en laboratoire, en hydroponie ou en fertigation[24].

Liste des souches, sous-espèces et non-classés[modifier | modifier le code]

Selon NCBI (7 août 2014)[25] :

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Koide T et al. (2004) « DNA Microarray-Based Genome Comparison of a Pathogenic and a Nonpathogenic Strain of Xylella fastidiosa Delineates Genes Important for Bacterial Virulence » J. Bacteriol. Aout 2004 186:16 5442-5449(résumé)
  2. (en) Clarissa J. Balbalian, « Bacterial Leaf Scorch », Extension Service, Université d'État du Mississippi,‎ (consulté le 25 juillet 2015).
  3. a, b, c, d, e et f Wells, J. M., Raju, B. C., Hung, H. Y., Weisburg, W. G., Mandelco-Paul, L., & Brenner, D. J. (1987). Xylella fastidiosa gen. nov., sp. nov: gram-negative, xylem-limited, fastidious plant bacteria related to Xanthomonas spp. ; International Journal of Systematic Bacteriology, 37(2), 136-143. (résumé)
  4. a et b (en) Araújo WL, Marcon J, Maccheroni W Jr, Van Elsas JD, Van Vuurde JW, Azevedo JL, « Diversity of endophytic bacterial populations and their interaction with Xylella fastidiosa in citrus plants », Appl Environ Microbiol, vol. 68, no 10,‎ , p. 4906-14. (PMID 12324338, PMCID PMC126398, DOI 10.1128/AEM.68.10.4906-4914.2002, lire en ligne [html]) modifier
  5. Autorité européenne de sécurité des aliments, « L’EFSA délivre un avis urgent sur la bactérie végétale Xylella fastidiosa »,‎ .
  6. Rémi Barroux, « Une enquête ouverte après l’identification de la bactérie Xylella fastidiosa à Rungis », Le Monde,‎ (lire en ligne).
  7. Arrêté du 22 mai 2015, JORF du 24 mai 2015.
  8. Rémi Barroux, « « Xylella fastidiosa », la bactérie tueuse d’oliviers, est arrivée en Corse », Le Monde,‎ (lire en ligne).
  9. Rémi Barroux, « Deux nouveaux plants contaminés par Xylella Fastidiosa en Corse », Le Monde,‎ (lire en ligne).
  10. (it) Alessandro Mattedi, « Xylella fastidiosa: intervista al ricercatore Donato Boscia del CNR », sur italiaxlascienza.it Italia unita per la scienza,‎ (consulté le 24 juillet 2015).
  11. (en) « Statement of EFSA on host plants, entry and spread pathways and risk reduction options for Xylella fastidiosa Wells et al. », EFSA Journal, EFSA, vol. 11, no 11,‎ , p. 3468 (DOI 10.2903/j.efsa.2013.3468, lire en ligne [PDF]).
  12. a, b, c, d, e et f (en) « First report of Xylella fastidiosa in the EPPO region - Special Alert », OEPP (OEPP).
  13. (en) Rodrigo Krugner, Mark S. Sisterson, Jianchi Chen, Drake C. Stenger, Marshall W. Johnson, « Evaluation of Olive as a Host of Xylella fastidiosa and Associated Sharpshooter Vectors », Plant Disease, The American Phytopathological Society, vol. 98, no 9,‎ , p. 1186-1193 (DOI 10.1094/PDIS-01-14-0014-RE, lire en ligne).
  14. a et b (it) Giovanni P. Martelli, « Il disseccamento rapido dell'olivo: stato delle conoscenze » [PDF], sur saperefood.it Sapere Food, Compte-rendu du congrès tenu à l'hôtel de ville de Spolète,‎ (consulté en 24 juuillet 2015).
  15. a et b (es) Raquel Mercedes Haelterman, María Laura Otero, Patricia Tolocka, Fabiana Guzmán, Mauro Paccioretti, Mónica Roca, Juan Carlos Pérez, Carlos Lehmacher, Laura Torres et Ricardo Taborda, « Doble jornada de capacitación sobre patologías en olivo », sur inta.gob.ar IPAVE-Instituto de Patología Vegetal: CIAP-Centro de Investigaciones Agropecuarias, Córdoba, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria,‎ (consulté le 24 juillet 2015).
  16. a et b (en) Hopkins, D. L. (1989) « Xylella fastidiosa: xylem-limited bacterial pathogen of plants » Annual review of phytopathology, 27(1):271-290 (résumé)
  17. Jiménez A, L.G (1985) "Evidencia inmunológica del mal de pierce de la vid en Venezuela". Turrialba. (Jul-Set 1985). v. 35 (3): 243–247.
  18. winepros.com.au. Oxford Companion to Wine. "Pierce's disease".
  19. University of California, Davis (UC Davis); University of California, Berkeley, University of California, Riverside, et University of Houston–Downtown
  20. PIPRA [Pierce's Disease website]. "Pierce's disease"
  21. Public Intellectual Property Resource for Agriculture. "PIPRA".
  22. PD/GWSS Board Newsletter Document PDF
  23. (en) A. J. G. Simpson et al., « The genome sequence of the plant pathogen Xylella fastidiosa », Nature, vol. 406,‎ , p. 151-157 (DOI 10.1038/35018003, lire en ligne).
  24. (en) Muranaka LS, Giorgiano TE, Takita MA, Forim MR, de Souza AA et al., « N-acetylcysteine in agriculture, a novel use for an old molecule: focus on controlling the plant-pathogen Xylella fastidiosa », PLoS One, vol. 8, no 8,‎ , e72937. (PMID 24009716, PMCID PMC3751844, DOI 10.1371/journal.pone.0072937, lire en ligne [html]) modifier
  25. NCBI, consulté le 7 août 2014

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Références taxinomiques[modifier | modifier le code]

Autres liens externes[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

  • (en) Wells, J. M., B. C. Raju, H. Y. Hung, W. G. Weisburg, L. M. Parl and D. Beemer, « Xylella fastidiosa gen. nov., sp. nov.: Gram-negative, xylem-limited, fastidious plant bacteria related to Xanthomonas spp. », International Journal of Systematic Bacteriology, vol. 37,‎ , p. 136–143 (lire en ligne)
  • (en) da Silva Neto J.F, « The Single Extracytoplasmic-Function Sigma Factor of Xylella fastidiosa Is Involved in the Heat Shock Response and Presents an Unusual Regulatory Mechanism », J. Bacteriol, vol. 189, no 2,‎ , p. 551-560 (résumé)
  • (en) Hopkins, D. L., « Xylella fastidiosa: xylem-limited bacterial pathogen of plants », Annual review of phytopathology, vol. 27, no 1,‎ , p. 271-290 (résumé)
  • (en) Fogaça A.C. et al., « Effects of the antimicrobial peptide gomesin on the global gene expression profile, virulence and biofilm formation of Xylella fastidiosa », FEMS Microbiol Lett, vol. 306, no 2,‎ , p. 152-159 (résumé)