D\u00e9couvrez quels sont les fonctions des compos\u00e9s organiques volatils et comment ils pourraient \u00eatre int\u00e9gr\u00e9s dans une strat\u00e9gie de protection int\u00e9gr\u00e9e des cultures. <\/p>\n\n\n\n
80% des compos\u00e9s organiques volatils (COV) \u00e9mis dans l\u2019atmosph\u00e8re sont d\u2019origine naturelle dont les plantes sont les principaux \u00e9metteurs.<\/strong> Toutes les parties d\u2019un v\u00e9g\u00e9tal, essentiellement les feuilles, fleurs et racines, peuvent \u00e9mettre des COV. Le type et la quantit\u00e9 de COV lib\u00e9r\u00e9s par les plantes d\u00e9pendent fortement de l\u2019\u00e9tat de sant\u00e9 et de stress de l\u2019individu. Mais ils contribuent \u00e0 sa survie. Les parties a\u00e9riennes des v\u00e9g\u00e9taux \u00e9mettent majoritairement de l\u2019isopr\u00e8ne, des monoterp\u00e8nes ou encore du m\u00e9thanol. L\u2019un des r\u00f4les connus est de maintenir le processus de photosynth\u00e8se, m\u00eame en cas de conditions climatiques d\u00e9favorables. Lors des p\u00e9riodes de floraison, les organes floraux \u00e9mettent des COV (dont les monoterp\u00e8nes) afin d\u2019attirer les pollinisateurs. Enfin, les racines \u00e9mettent \u00e9galement des COV<\/strong>, dont certains semblent faciliter les interactions avec les champignons mycorhiziens arbusculaires.<\/p>\n\n\n\n Par ailleurs, en conditions stressantes, les plantes synth\u00e9tisent un plus grand nombre et une plus grande vari\u00e9t\u00e9 de COV<\/strong>. Concernant les stress abiotiques, temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es, s\u00e9cheresse et stress oxydatif peuvent amener \u00e0 une plus grande production de COV. Les conditions stressantes correspondent \u00e9galement \u00e0 des stress biotiques : attaques d\u2019organismes pathog\u00e8nes et notamment d\u2019insectes phytophages. Par exemple, \u00e0 l\u2019apparition d\u2019une blessure, les plantes lib\u00e8rent typiquement des GLV (green leaf volatiles) que la plante n\u2019\u00e9met pas ou tr\u00e8s peu en conditions normales. Les blessures provoquent \u00e9galement la lib\u00e9ration de COV mis en r\u00e9serve dans les organes de stockages. <\/p>\n\n\n\n D\u2019autre part, les COV, qu\u2019ils soient produits par les parties a\u00e9riennes ou par les racines, tiennent un r\u00f4le dans les relations avec les organismes pathog\u00e8nes<\/strong>. C’est aussi le cas avec les organismes auxiliaires : attraction de pr\u00e9dateurs des ravageurs ou de leurs parasito\u00efdes. Enfin, les COV, de par leur nature volatile, peuvent \u00e9galement \u00eatre capt\u00e9s par les plantes environnantes. Ces derni\u00e8res per\u00e7oivent ainsi un message \u00e9mis par une plante stress\u00e9e ce qui pourra leur permettre d\u2019anticiper le m\u00eame stress.<\/p>\n\n\n\n Ces mol\u00e9cules repr\u00e9sentent donc un champ de recherche primordial dans un contexte de transition agro\u00e9cologique et de r\u00e9duction de l\u2019usage de produits phytosanitaires de synth\u00e8se. Recherche d\u2019\u00e9liciteurs pour augmenter l\u2019\u00e9mission des COV par les plantes, int\u00e9gration de plantes compagnes, d\u00e9veloppement de sp\u00e9cialit\u00e9s \u00e0 base de COV\u2026 sont autant de pistes \u00e0 explorer. Toutefois, certaines caract\u00e9ristiques intrins\u00e8ques des COV laissent entrevoir des difficult\u00e9s pour mettre en place des solutions de biocontr\u00f4le efficaces.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Les compos\u00e9s organiques volatils (COV) comprennent une vari\u00e9t\u00e9 de mol\u00e9cules organiques<\/strong>, c\u2019est \u00e0 dire carbon\u00e9es, d\u2019origine naturelle ou artificielle. Les COV repr\u00e9sentent un groupe de mol\u00e9cules rassembl\u00e9es selon leur comportement physique (volatilit\u00e9) plut\u00f4t que sur une base structurale. En effet, plus la pression de vapeur d\u2019un compos\u00e9 est \u00e9lev\u00e9e, plus il est volatil. Et plus la temp\u00e9rature du point d\u2019\u00e9bullition est faible, plus il est \u00e9galement volatil.<\/p>\n\n\n\n 10\u00a0% des COV pr\u00e9sents dans l\u2019atmosph\u00e8re ont une origine anthropique<\/strong>. La combustion de mati\u00e8res comme le charbon ou le bois en produit certains. D\u2019autres sont utilis\u00e9s comme solvant, d\u00e9graissant, dissolvant\u2026 90\u00a0% des COV sont en revanche d\u2019origine naturelle<\/strong>. Il existe diff\u00e9rentes sources : v\u00e9g\u00e9taux, oc\u00e9ans, lacs et rivi\u00e8res, sols, mati\u00e8re organique d\u00e9compos\u00e9e par les microorganismes<\/strong>. Parmi ces sources, les v\u00e9g\u00e9taux sont les principaux \u00e9metteurs.<\/p>\n\n\n\n 1\u00a0% de l\u2019ensemble des m\u00e9tabolites secondaires produits par les plantes sont consid\u00e9r\u00e9s comme volatils. On retrouve trois principales cat\u00e9gories de COV\u00a0:<\/strong><\/p>\n\n\n\n D\u2019autres mol\u00e9cules appartiennent \u00e9galement aux COV comme l\u2019\u00e9thyl\u00e8ne ou des mol\u00e9cules d\u00e9riv\u00e9s des acides amin\u00e9s. Ces mol\u00e9cules participent notamment \u00e0 l\u2019odeur des fleurs et des fruits.<\/p>\n\n\n\n Les plantes relarguent certains COV directement dans l\u2019air une fois synth\u00e9tis\u00e9s par les parties a\u00e9riennes ou par les parties souterraines. Ces COV sont synth\u00e9tis\u00e9s dans des cellules \u00e9pidermiques, facilitant leur \u00e9mission dans l\u2019atmosph\u00e8re.<\/strong><\/p>\n\n\n\n Cependant, certaines familles de plantes ont d\u00e9velopp\u00e9 des tissus sp\u00e9cialis\u00e9s, dans lesquels les COV, en particulier monoterp\u00e8nes, sesquiterp\u00e8nes et ph\u00e9nylpropano\u00efdes, peuvent \u00eatre mis en r\u00e9serve de mani\u00e8re permanente. On parle de tissus s\u00e9cr\u00e9teurs. Il s\u2019agit par exemple de trichomes glandulaires ou de canaux r\u00e9sinif\u00e8res.<\/p>\n\n\n\n Enfin, les fleurs et racines peuvent aussi contenir des cellules s\u00e9cr\u00e9trices qui accumulent des COV dans leurs vacuoles.<\/strong><\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Les COV \u00e9mis par les fleurs et les fruits servent le plus souvent \u00e0 attirer les pollinisateurs ou encore les insectes et autres animaux intervenant dans la dispersion des graines. <\/strong>Les p\u00e9tales \u00e9mettent ces compos\u00e9s attractifs quand la fleur est pr\u00eate \u00e0 \u00eatre pollinis\u00e9e ou f\u00e9cond\u00e9e. En effet, les p\u00e9tales des plantes odorantes sont recouverts d\u2019un \u00e9piderme produisant et \u00e9mettant des signaux olfactifs. Le nectar, le pollen ou d\u2019autres pi\u00e8ces florales peuvent aussi avoir une odeur. Certaines fleurs \u00e9mettent cependant des COV qui imitent l\u2019odeur du partenaire sexuel d\u2019un insecte pour le leurrer. c’est notamment le cas chez certaines orchid\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n Les fruits \u00e9mettent des COV qui servent \u00e9galement de signal de localisation pour les animaux intervenant dans la diss\u00e9mination des graines. Les COV leur permettent aussi parfois d\u2019\u00e9valuer le niveau de maturit\u00e9 des fruits.<\/p>\n\n\n\n Enfin, les monoterp\u00e8nes, qui ont un r\u00f4le important dans la d\u00e9fense contre les herbivores, \u00e9loignent particuli\u00e8rement ceux-ci des fleurs, cruciales pour la reproduction.<\/p>\n\n\n\n Les plantes \u00e9mettent des COV en r\u00e9ponse \u00e0 des changements de temp\u00e9rature, de lumi\u00e8re ou encore en cas de s\u00e9cheresse ou d\u2019inondation. <\/strong>Cela permet aux m\u00e9canismes de la photosynth\u00e8se de fonctionner correctement m\u00eame en cas de stress. Par exemple, l\u2019isopr\u00e8ne agit sur les membranes cellulaires, ce qui prot\u00e8ge celles-ci en cas de stress li\u00e9s \u00e0 la temp\u00e9rature. Il poss\u00e8de \u00e9galement une action antioxydante qui serait due \u00e0 son interaction avec l\u2019ozone pr\u00e9sent dans l\u2019atmosph\u00e8re.<\/p>\n\n\n\n Les parties a\u00e9riennes ou les racines \u00e9mettent des COV selon que le stress biotique a lieu sur les parties a\u00e9riennes <\/strong>(feuilles mais aussi fleurs) ou racinaires de la plante<\/strong>. Ils peuvent par exemple s\u2019\u00e9chapper des cellules qui les contenaient quand celles-ci se trouvent cass\u00e9es lors de l\u2019attaque. Les plantes peuvent lib\u00e9rer des COV quand une mol\u00e9cule hydrolysable en un compos\u00e9 volatil se trouve soudain en contact avec l\u2019enzyme capable de la couper. C\u2019est le cas des isothiocyanates, compos\u00e9s de d\u00e9fense caract\u00e9ristiques de la famille des brassicac\u00e9es. Ces mol\u00e9cules sont produites au moment d\u2019une attaque de phytophage \u00e0 partir de glucosinolates, sous l\u2019action de la myrosinase.<\/p>\n\n\n\n Lors de l\u2019attaque d\u2019insectes phytophages ou d\u2019insectes venant pondre, les COV \u00e9mis ont un ou plusieurs r\u00f4les\u00a0:<\/strong><\/p>\n\n\n\n Lors de l\u2019attaque de champignons pathog\u00e8nes, les COV peuvent inhiber la croissance et la sporulation de ceux-ci. Enfin, certains COV semblent \u00e9galement avoir un effet sur la prolif\u00e9ration bact\u00e9rienne.<\/p>\n\n\n\n Les COV repr\u00e9sentent les indications les plus rapides et les plus fiables pour d\u00e9tecter les plantes voisines.<\/strong> Car certains sont constamment pr\u00e9sents en comparaison aux autres indices qui ne sont que p\u00e9riodiques. Les COV capt\u00e9s par les plantes \u00ab \u00e0 l\u2019\u00e9coute \u00bb de leurs voisines, qu\u2019elles soient ou non de la m\u00eame esp\u00e8ce, leur servent \u00e0 \u00e9laborer leur propre r\u00e9ponse \u00e0 un \u00e9v\u00e9nement<\/p>\n\n\n\n Parfois les COV se d\u00e9posent tout simplement de mani\u00e8re passive \u00e0 la surface des feuilles des plantes r\u00e9ceptrices. Les feuilles les retiennent \u00e0 leur surface sans d\u00e9clencher d\u2019autre r\u00e9action. Puis ces COV sont relargu\u00e9s en fonction des caract\u00e9ristiques de la surface de la feuille et de la temp\u00e9rature ambiante offrant potentiellement \u00e0 la plante un camouflage chimique, qui diminue son attractivit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n Une fois que les membranes cellulaires des plantes r\u00e9ceptrices reconnaissent les COV ext\u00e9rieurs, se d\u00e9clenche une cascade d\u2019\u00e9v\u00e8nements menant \u00e0 la synth\u00e8se de phytohormones. Comme par exemple, les GLV, de m\u00eame que certains terp\u00e8nes, favorisent la production d\u2019acide jasmonique chez les plantes r\u00e9ceptrices. Cette phytohormone module l’expression des g\u00e8nes de d\u00e9fense et permet la production de m\u00e9tabolites primaires et secondaires, dont de nouveaux COV.<\/p>\n\n\n\n Dans ce cas, les plantes r\u00e9ceptrices se pr\u00e9parent \u00e0 se d\u00e9fendre : c\u2019est-\u00e0-dire qu\u2019elles ne finaliseront la synth\u00e8se de compos\u00e9s de d\u00e9fenses qu\u2019en cas de r\u00e9elle attaque. Comme les plantes sont pr\u00eates, si elles doivent mettre en place des m\u00e9canismes de d\u00e9fenses, alors elles le feront plus rapidement et plus intens\u00e9ment.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n Ces mol\u00e9cules font l\u2019objet d\u2019\u00e9tudes de plus en plus nombreuses pour la recherche de nouvelles m\u00e9thodes de protection des cultures.<\/p>\n\n\n\n Ce concept consiste \u00e0 appliquer des \u00e9liciteurs chimiques (traitement de semences, traitement des cultures) ayant un effet sur l\u2019\u00e9mission de COV. Ces \u00e9liciteurs comme par exemple les phytohormones (telles que l\u2019acide jasmonique et l\u2019\u00e9thyl\u00e8ne) favorisent ou au contraire, inhibent la synth\u00e8se de COV. Autre piste, le silicium, sous forme d\u2019apport fertilisant, poss\u00e8derait la propri\u00e9t\u00e9 d\u2019influencer la production de compos\u00e9s volatils induits par une attaque de phytophages.<\/p>\n\n\n\n Le concept de la \u00ab Strat\u00e9gie Push Pull \u00bb repose sur les COV<\/strong>. Cela consiste \u00e0 prot\u00e9ger les cultures en int\u00e9grant des plantes compagnes \u00e0 effet r\u00e9pulsif qui \u00e9loigneront les ravageurs de la culture (strat\u00e9gie Push) et\/ou des plantes-pi\u00e8ge qui attireront les ravageurs et qui les d\u00e9tourneront donc de la culture \u00e0 prot\u00e9ger (strat\u00e9gie Pull).<\/p>\n\n\n\n Les produits actuellement travaill\u00e9s ont pour but d\u2019attirer et pi\u00e9ger, ou alors de repousser les ravageurs \u00e0 l\u2019aide de compos\u00e9s volatils habituellement \u00e9mis par les v\u00e9g\u00e9taux<\/strong>. On utilise alors des diffuseurs pour \u00e9mettre ces COV sur une parcelle \u00e0 prot\u00e9ger. La soci\u00e9t\u00e9 Agriodor explore par exemple ce moyen de lutte. Cette soci\u00e9t\u00e9 propose d\u00e9j\u00e0 deux produits qui sont des dispositifs de pi\u00e9geage massif des bruches \u00e0 base de kairomones. Ces produits diffusent un parfum qui reproduit les odeurs d\u00e9gag\u00e9es par les esp\u00e8ces h\u00f4tes (f\u00e9verole et lentille) au moment de la floraison et de la formation des gousses<\/strong>. Les bruches attir\u00e9es par l\u2019odeur se retrouvent alors pi\u00e9g\u00e9es sur une plaque englu\u00e9e. La soci\u00e9t\u00e9 Andermatt, quant \u00e0 elle, propose des granules contenant un r\u00e9pulsif \u00e0 base d\u2019huile essentielle d\u2019oignon \u00e0 disposer dans un diffuseur, contre la mouche de la carotte.<\/p>\n\n\n\n Les diff\u00e9rentes fonctions des COV rendent ces mol\u00e9cules particuli\u00e8rement attractives pour les \u00e9quipes de recherche qui travaillent sur le d\u00e9ploiement de nouvelles solutions de biocontr\u00f4le. Cependant, les caract\u00e9ristiques m\u00eames des COV laissent entrevoir des difficult\u00e9s pour mettre en place des solutions de biocontr\u00f4le efficaces\u00a0:<\/strong><\/p>\n\n\n\nLes v\u00e9g\u00e9taux, principale source \u00e9mettrice de compos\u00e9s organiques volatils dans l\u2019atmosph\u00e8re<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
D\u00e9finition des compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Diff\u00e9rentes sources de compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Les compos\u00e9s organiques volatils produits par les plantes<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
\n
Mise en r\u00e9serve des compos\u00e9s organiques volatils<\/strong> dans les plantes<\/h3>\n\n\n\n
Fonctions des compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Aide \u00e0 la reproduction par les compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Stimulation des m\u00e9canismes de d\u00e9fense par les compos\u00e9s organiques volatils face aux stress abiotiques<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Stimulation des m\u00e9canismes de d\u00e9fense par les compos\u00e9s organiques volatils en cas de stress biotiques<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
\n
Transmission de messages entre plantes via les compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Camouflage de plantes r\u00e9ceptrices par d\u00e9p\u00f4t passif de compos\u00e9s organiques volatils sur leurs feuilles<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
R\u00e9ponses de d\u00e9fense induites par les compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
R\u00e9ponses de d\u00e9fense amorc\u00e9es par les compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h4>\n\n\n\n
Compos\u00e9s organiques volatils et protection des cultures<\/strong><\/h2>\n\n\n\n
Application d\u2019\u00e9liciteurs pour influencer l\u2019\u00e9mission des compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Int\u00e9gration de plantes compagnes \u00e9mettrices de compos\u00e9s organiques volatils dans les cultures<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
D\u00e9veloppement de produits \u00e0 base de compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
Des difficult\u00e9s \u00e0 surmonter pour la mise au point de solutions efficaces \u00e0 base de compos\u00e9s organiques volatils<\/strong><\/h3>\n\n\n\n
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