Aspects épidémiologique, physiologique et biochimique de l’interaction Coffea arabica L. et Colletotrichum kahawae, agent causal de l’anthracnose des baies

Abstract

Le caféier (Coffea arabica L.) est cultivé pour ses grains qui constituent la matière première la plus commercialisée à travers le monde après le pétrole. Le café Arabica est apprécié pour sa faible teneur en caféine et son arôme. Malgré sa forte production (65 % de la production mondiale du café), le caféier Arabica fait face à plusieurs contraintes parmi lesquelles l’anthracnose des baies représente la majeure dans les zones de production. La maladie se manifeste par la présence des taches nécrotiques noires apparaissant à la surface des baies. De nos jours, les molécules biochimiques et les probables interactions entre ces biomolécules impliquées dans l’infection des baies ne sont pas très bien élucidées. L’objectif de la présente thèse est d’évaluer l’effet des différentes situations culturales des caféiers et des stades phénologiques des baies sur la dynamique de l’anthracnose et les événements biochimiques associés au développement des baies. Les expérimentions ont été menées dans les plantations expérimentales, à 1100 m d’altitude (Foumbot), 1800 m d’altitude (Santa) et en milieu paysan à 1200 m d’altitude (Kouoptamo) pendant deux ans (2016 et 2017). La plantation expérimentale de Foumbot était constituée des variétés Java (tolérante) et Caturra (sensible), tandis que celles de Santa et Kouoptamo étaient constituées uniquement de la variété Java. Cette dernière étant la seule variété homologuée. Trente-deux (32) caféiers de chacune des deux variétés ont été utilisés à Foumbot et à Santa. La moitié des caféiers (16) était sous ombrage artificiel arbre par arbre et l’autre moitié était exposée en plein soleil. Les observations hebdomadaires ont été effectuées entre la 6ème et la 27ème semaine après la floraison (SAF) sur trois branches de caféier disposées à la partie haute, médiane et basse de chacun des caféiers étudiés. Les acides aminés libres et les métabolites secondaires des baies prélevées chaque deux semaines, entre la 8ème et la 16ème SAF de chaque variété par aire culturale ont été analysés par chromatographie liquide. Cette même méthode a été utilisée pour l’analyse des sucres solubles des baies inoculées in vitro prélevées à la 22ème et à la 25ème SAF sous différents modes d’éclairements in situ. De plus, l’effet des fongicides nommés Propiconazole, Diféconazole, Chlorotalonil/Carbendazime et Azoxystrobine était évalué sur la propagation de l’anthracnose en milieu paysan dans les conditions naturelles. Les résultats ont montré à 1100 m d’altitude un taux d’infection de 0,72 et 1,44 pour la variété Java ; 8,28 et 16,78 % pour la variété Caturra, respectivement sous ombrage et en plein soleil. A 1800 m d’altitude, où il y’avait seulement la variété Java, le taux d’infection était respectivement 8,28 et 36,78 % sous ombrage et en plein soleil. L’ombrage a atténué de façon significative l’infection des baies à l’anthracnose. L’analyse chromatographique a permis d’identifier 14 acides aminés libres et un acide aminé non protéique, l’acide ỿ-aminobutyrique (GABA) dans les baies des deux variétés. Laxxv teneur élevée en acides aminés acides a été obtenue des baies de la variété Caturra sous ombrage artificiel, l’asparagine étant l’acide aminé dominant (19,32 ± 2.98 g/kg matière sèche délipidée/msd). La plus faible teneur d’acide aminé libre a été obtenue des baies de la variété Java en plein soleil avec l’aspartate comme l'acide aminé faiblement représenté (0,36 ± 0,04 g/kg msd). Pour ce qui concerne les acides aminés hydrophobes, une forte teneur en tyrosine a été observée dans les baies de la variété Java indépendamment du type d’ombrage. De plus, parmi les autres acides aminés identifiés, une teneur élevée en GABA a été mesurée dans les baies de la variété Java cultivée à 1100 m d’altitude. Contrairement à tous les autres acides aminés identifiés dans les baies, la lysine, la tyrosine, l’arginine et le tryptophane ont montré des teneurs élevées entre la 8ème et la 10ème SAF qui correspond au début de la phase d’expansion des baies où les infections sont à de niveaux faibles. A 1800 m d’altitude, les acides aminés hydrophobes tels que valine, leucine, isoleucine et phénylalanine ont montré de fortes teneurs dans les baies de la variété Java. En somme, l’asparagine, l’aspartate et le glutamate interviendraient dans le métabolisme et le développement des baies. Cependant, la phénylalanine, la tyrosine, le GABA, la lysine, l’arginine et le tryptophane interviendraient dans la réponse des baies aux stress. De même la valine, leucine, l’isoleucine et la glycine seraient des molécules de signalisation en réponse aux stress. Ces analyses ont également permis d’identifier l’acide chlorogénique, l’épicatéchine et la caféine comme principaux composés secondaires des baies vertes. Les teneurs élevées ont été observées avec les baies de la variété Caturra exposée en plein soleil de 7,66 ± 2,10 g/kg msd d’acides chlorogénique et 0.68 ± 0,38 g/kg msd d’épicatéchine. Les plus faibles teneurs ont été obtenues dans les baies de la variété Java sous ombrage de 5,56 ± 0,38 g/kg msd d’acide chlorogénique et 0,12 ± 0,08 g/kg msd d’épicatéchine. L’acide chlorogénique et la caféine seraient des déterminants constitutifs importants pour la protection des baies à l’anthracnose et au stress abiotique. L’analyse des sucres solubles a révélé que le glucose est le sucre soluble accumulé dans les baies 10 jours après inoculation avec l’isolat purifié de Colletotrichum kahawae in vitro. La variété Java exposée en plein soleil a présenté une teneur en glucose 4 fois plus élevée que celle observée avec les baies de la variété Caturra sous ombrage. L’évaluation de l’effet des fongicides sur l’anthracnose des baies a montré que l’azoxystrobine a un effet inhibiteur hautement significatif sur le développement de la maladie. Ceci est un premier rapport sur l'utilisation de l'Azoxystrobine contre l’anthracnose et peut ouvrir de nouvelles perspectives pour optimiser le contrôle efficace dans les plantations de caféier