Effets des rayonnements UV-C sur la croissance, la floraison et la sensibilité des plants de fraisier et de tomate

Au début de la thèse, l’un des principaux défis consistait à trouver une dose UV-C permettant à la plante de se défendre efficacement contre les agents pathogènes. Par conséquent, nous avons appliqué une gamme de doses de rayonnements UV-C sur la base de résultats antérieurs obtenus sur diverses espèces végétales (Casati et Walbot, 2004 ; Frohnmeyer et Staiger, 2003 ; Vasquez et al., 2017 ; Urban et al., 2016, 2018). Nous avons démontré que les traitements utilisant de faibles doses d’UV-C (allant de 0,20 kJ/m² à 1,70 kJ/m²) diminuent la sensibilité à B. cinerea de 20 % à 40 % chez le fraisier et la tomate. Ces résultats sont conformes avec ceux obtenus sur la laitue par Vasquez et al. (2017) vis-à-vis de B. cinerea. Cependant, la dose et la fréquence d’application des rayonnements UV-C sont différentes selon les espèces végétales pour avoir un même pourcentage d’efficacité. La différence de réceptivité des plantes aux rayonnements UV-C est donc liée à l’espèce végétale. Nous avons de plus montré au cours de cette étude qu’il peut également être lié au niveau de résistance de base des plantes aux agents pathogènes. Nos résultats sur fraisier suggèrent ainsi que parmi les trois variétés utilisées (Cirafine, Charlotte et Candiss), celle présentant le niveau de sensibilité de base le plus élevé vis-à-vis de B. cinerea est celle qui réagit le plus fortement aux rayonnements UV-C (à savoir Candiss) en induisant une moindre sensibilité à l’agent pathogène. La variété Cirafine était la plus résistante, alors que la variété Chapitre VI Discussion et perspectives 239 Candiss était la plus sensible et que la variété Charlotte présentait une résistance intermédiaire. Ces constatations sont étayées par des observations cytologiques qui démontent que la pénétration de B. cinerea est plus profonde chez la variété Candiss. Ce comportement peut être relié à la teneur en phénols liés à la paroi cellulaire. Il est connu que lors de l’interaction plante / B. cinerea, les barrières structurelles de l’épiderme servent de ligne de défense (Jarvis, 1980 ; Elad, 1997). Dans nos essais, après inoculation, les phénols liés aux parois augmentent de 15 % dans les feuilles de la variété Cirafine contrairement aux variétés Charlotte et Candiss, qui étaient les plus sensibles à B. cinerea. Dans ce cas, l’effet bénéfique des rayonnements UV-C est significatif aux doses de 0,85 kJ/m² et 1,70 kJ/m² appliquées sur les fraisiers tous les deux jours pendant une semaine. Au contraire, l’application de ces rayonnements UV-C sur la variété Cirafine (variété la plus résistante) n’a pas d’effet sur sa sensibilité à B. cinerea ou même dans certaines conditions, elle tend à accroître sa sensibilité à cet agent pathogène. Ces résultats suggèrent que la dose et le mode d’application d’un traitement UV-C doit être défini pour chaque espèce végétale et chaque variété afin de définir un effet bénéfique (augmentation du niveau de résistance) et non délétère (augmentation de la sensibilité). Des études antérieures ont également montré aussi que la dose optimale d’UV-C pour obtenir des effets bénéfiques dans les cultures dépend des espèces végétales (Mercier et al., 1993b ; Baka et al., 1999 ; Maharaj et al., 1999 ; Mercier et al., 2001). À notre connaissance, il existe peu d’études montrant l’impact de la variété de plante sur l’efficacité du traitement aux rayonnements UV-C. Deux variétés de Pelargonium x hortorum ont été testées dans une étude antérieure, où le traitement avec des rayonnements UV-C réduisait la sensibilité à B. cinerea de 47 % pour les deux cultivars (Darras et al., 2015).

 Impact des rayonnements UV-C appliqués en pré-récolte ou en post-récolte sur la conservation des fruits

Notre seconde étude avait pour premier objectif d’examiner l’impact des rayonnements UV-C appliqués directement sur des fruits de fraisier et de tomate ; et pour second objectif, de tester l’hypothèse selon laquelle il est possible d’influencer l’état des défenses des fruits de fraisier et de tomate APRES récolte, et Chapitre VI Discussion et perspectives 242 donc leur qualité et leur potentiel de conservation, et cela en agissant AVANT récolte, en l’occurrence en stimulant la défense des fruits pendant la phase de culture par l’application de rayonnements UV-C sur les feuilles. Lorsque les fruits du fraisier sont traités directement aux rayonnements UV-C après récolte, nous n’avons pas observé d’effet sur le développement de B. cinerea lorsqu’il était apporté manuellement. Pourtant, l’effet de stimulation des défenses des fraises traitées aux rayonnements UV-C a été clairement démontré dans notre travail lorsqu’il y a eu une contamination spontannée et naturelle par Rhizopus ou B. cinerea. La méthode d’inoculation artificielle du fruit pourrait être trop invasive et favorise ainsi le développement rapide de B. cinerea sur les fruits fragiles et riches en sucres. Ce résultat de stimulation des défenses des fraises par le traitement UV-C a été confirmé par le travail réalisé sur les fruits de tomate. Une diminution de la sensibilité à B. cinerea de 63 % a été enregistée chez les fruits de tomate traités aux rayonnements UV-C puis inoculés. Ce résultat est en adéquation avec de précédentes études réalisées également sur tomate dans lesquelles il a été démontré que lorsque les rayonnements UV-C sont appliqués à des doses non délétères en post-récolte, ils permettent d’induire une résistance naturelle à B. cinerea (Mercier et al., 1993 ; Charles et al., 2008a-d ; Charles et al., 2009). La diminution de la sensibilité devient plus marquée lorsque les fruits sont attaqués de manière spontanée et naturelle par des agents pathogènes. Ceci confirme notre hypothèse selon laquelle l’inoculation artificielle est plus agressive qu’une contaminiation naturelle. Les mêmes observations ont été faites lorsque les traitements UV-C étaient appliqués en pré-récolte sur les feuilles de fraisier et des plants de tomate. Lorsque les fraises sont issues de plantes traitées aux rayonnements UV-C, nous n’avons pas observé d’effet sur le développement de B. cinerea. Cependant, l’effet de stimulation des défenses des ces fraises a été clairement démontré lorsqu’il y a eu une contamination spontannée par Rhizopus ou B. cinerea comme dans le cas des fraises traités directement aux rayonnements UV-C. Ce résultat a été confirmé aussi par le travail réalisé sur la tomate. Une diminution de la sensibilité à B. cinerea Chapitre VI Discussion et perspectives 243 de 31 % a été enregistée chez les fruits de tomate issus des plantes traitées aux rayonnements UV-C. Si l’effet des rayonnements UV-C en post-récolte est connu dans la littérature, notre travail démontre pour la première fois l’impact des traitements UV-C en pré-récolte sur les fruits en post-récolte. La plante traitée aux rayonnements UV-C permet aux fruits de mieux réagir face à un agent pathogène après probablement perception d’un signal provenant de la plante. En plus de l’effet SDP des rayonnements UV-C, ce travail démontre que les doses non délétères de ces rayonnements n’altèrent pas la qualité des fruits mais peut l’améliorer dans certaines conditions. L’équipe de Xie et al. (2016) a démontré que les traitements UV-C sur plantes (3,6 kJ/m²) améliorent la fermeté des fraises après récolte. En effet, lorsque nous avons traité directement les fraises avec les rayonnements UV-C, la perte de fermeté enregistrée est plus lente que pour celle des fruits non traités pendant leur conservation. L’inhibition de l’expression de gènes impliqués dans la dégradation de la paroi cellulaire peut expliquer ce maintien de la fermeté (Pan et al., 2004 ; Pombo et al., 2009 ; Severo et al., 2015). Cependant, les fraises issues des plantes traitées aux rayonnements UV-C, il n’y avait pas de différence de changement de fermeté entre des fruits issus de fraisiers traités ou non avec des doses d’UV-C hormétique. Outre la fermeté, la couleur est également un paramètre majeur pour suivre l’évolution de la maturation du fruit. Xie et al. (2016) ont observé une valeur significativement plus élevée pour le paramètre a*, indice donnant la rougeur des fruits (plus le paramètre a* est élevé, plus le fruit sera rouge). Cette augmentation de la couleur rouge des fruits signifie que la teneur en anthocyanines est plus forte (Severo et al., 2016 ; Xie et al., 2016). Dans notre travail sur la variété Candiss, lorsque le traitement est appliqué après la floraison et pendant toute la phase de culture, le seul attribut de couleur qui était significativement affecté par le traitement UV-C était la valeur b*.