Culture de Macrophomina phaseolina sur une plaque PDA. Source: Photchana Trakunsukharat, Département de l'agriculture, Thaïlande. 

L'un des agents pathogènes les plus nocifs des semences et du sol, Macrophomina phaseolina est un champignon qui infecte près de 500 espèces végétales dans plus de 100 familles.  Les hôtes comprennent: l'arachide, le chou, le poivre, le pois chiche, le soja, le tournesol, la patate douce, la luzerne, le sésame, la pomme de terre, le sorgho, le blé et le maïs, entre autres.  L'identification des isolats de M. phaseolina est généralement basée sur la morphologie et les efforts pour diviser le pathogène en sous-espèces, mais comme il existe de larges variations intraspécifiques dans le phénotype des isolats, ces critères ne sont souvent pas fiables.  L'incapacité de détecter et d'identifier correctement M. phaseolina l'utilisation de techniques morphologiques conventionnelles basées sur la culture a conduit les scientifiques à développer des approches moléculaires basées sur les acides nucléiques, telles que des méthodes basées sur des réactions en chaîne par polymérase hautement sensibles et spécifiques.  ^Les chercheurs ont également récemment créé des amorces oligonucléotidiques spécifiques à l'espèce et des sondes marquées à la digoxigénine  dans l'espoir de mieux identifier et détecter M. phaseolina. 

L'agent pathogène M. phaseolina affecte le système fibrovasculaire des racines et des entre-nœuds basaux de son hôte, empêchant le transport de l'eau et des nutriments vers les parties supérieures de la plante.  En conséquence, le flétrissement progressif, la mort prématurée, la perte de vigueur et le rendement réduit sont des symptômes caractéristiques de l’infection à M. phaseolina.  Le champignon provoque également de nombreuses maladies comme la fonte des semis, la brûlure des semis, la pourriture du collet, la pourriture de la tige, la pourriture du charbon, la pourriture basale de la tige et la pourriture des racines. Bien que des lésions brunes puissent se former sur les hypocotyles ou les semis émergents, de nombreux symptômes surviennent pendant ou après la floraison, notamment une décoloration grise de la tige et des racines pivotantes, le déchiquetage des tissus végétaux dans la tige et le sommet de la racine pivotante et le creux de la tige.  De petits points noirs peuvent se former sous l'épiderme de la tige inférieure et dans la racine pivotante, donnant aux tiges et aux racines un aspect saupoudré de charbon de bois.  Lorsque l'épiderme est enlevé, les microsclérotes petits et noirs (signe de la maladie) peuvent être si nombreux qu'ils donnent une teinte gris-noir au tissu végétal.  De plus, une décoloration brun rougeâtre et des stries noires peuvent se former dans la moelle et les tissus vasculaires de la racine et de la tige.

Pycnides et sclérotes de Macrophomina phaseolina sur haricot mungo. Source: Photchana Trakunsukharat, Département de l'agriculture, Thaïlande.

Macrophomina phaseolina a un cycle de maladie monocyclique.

Survie

Le champignon M. phaseolina possède des agrégats de cellules hyphes, qui forment des microsclérotes dans les racines pivotantes et les tiges des plantes hôtes.  Les microsclérotes hivernent dans le sol et les résidus de culture et sont la principale source d'inoculum au printemps.  Il a été démontré qu'ils survivent dans le sol jusqu'à trois ans.  Ce sont des structures noires, sphériques ou oblongues qui permettent la persistance du champignon dans de mauvaises conditions, telles que de faibles niveaux de nutriments du sol et des températures supérieures à 30 C.  Cependant, dans les sols humides, la survie des microsclérotes est significativement plus faible, souvent survivant pas plus de 7 à 8 semaines, et le mycélium ne peut pas survivre plus de 7 jours.  De plus, les graines infectées peuvent transporter le champignon dans leur tégument.  Ces graines infectées ne germent pas ou produisent des semis qui meurent peu après la levée. 

Infection

Macrophomina phaseolina est une maladie favorisant la chaleur et la sécheresse, produisant de grandes quantités de microsclérotes sous des potentiels hydriques relativement faibles et des températures relativement élevées.  Dans le soja en particulier, la pourriture due au charbon se produit généralement lorsque les plantes subissent un stress de sécheresse important. 

Lorsque les conditions sont favorables, des hyphes germent à partir de ces microsclérotes. ^La germination des microsclérotes se produit tout au long de la saison de croissance lorsque les températures sont comprises entre 28 et 35 C. ^Les microsclérotes germent à la surface des racines et les tubes germinatifs à l'extrémité des microsclérotes forment une appresorie qui pénètre dans la cellule épidermique des hôtes murs utilisant la pression de turgescence ou à travers des ouvertures naturelles. 

Les hyphes infectent les racines de la plante hôte. Initialement, les hyphes pénètrent dans le tissu cortical et se développent de manière intercellulaire, puis infectent les racines et le tissu vasculaire. Dans le tissu vasculaire, des mycéliums et des sclérotes sont produits et bouchent les vaisseaux.  Cela provoque la couleur gris-noir souvent observée dans les plantes infectées par M. phaseolina, et cela empêche également l'eau et les nutriments d'être transportés des racines aux parties supérieures de la plante.  Ainsi, en raison de cette infection systémique, les plantes malades se fanent souvent et meurent prématurément.

Comprendre le cycle de la maladie monocyclique de M. phaseolina peut aider les phytopathologistes à mieux comprendre le pathogène lui-même, cela peut aider les horticulteurs à développer des cultures résistantes aux maladies et cela peut aider les agriculteurs à comprendre à quel stade du cycle de croissance appliquer des fongicides ou mettre en œuvre d'autres techniques de gestion. .

Il existe plusieurs techniques actuellement utilisées pour gérer les infections fongiques à M. phaseolina. Souvent, des fongicides sont utilisés pour inhiber la croissance mycélienne. Ceux-ci comprennent le thirame , l' iprodione , le carbendazime , la pyraclostrobine , le fluquinconazol , le tolyfluanide et le métalaxyl et le penflufène + trifloxystrobine . ^[5] Les ingrédients actifs carbendazime et penflufène + trifloxystrobine se sont avérés être les plus puissants pour lutter contre M. phaseolina.  Dans cette même étude, le M. phaseolina isolat a montré une insensibilité aux principes actifs fluquinconazole, métalaxyl, thirame et tolyfluanide. Ainsi, les fongicides ne sont pas nécessairement un moyen efficace de gérer ce pathogène fongique.

Cependant, il existe des alternatives aux fongicides qui sont particulièrement préférées par les agriculteurs biologiques, comme une combinaison de solarisation du sol et d'amendement organique.  La solarisation du sol est une méthode d'utilisation de l'énergie solaire pour contrôler les agents pathogènes dans le sol en paillant le sol et en le recouvrant d'une grande bâche en polyéthylène généralement transparente pour piéger l'énergie solaire et chauffer le sol. Dans les études, cette méthode s'est avérée aussi efficace que les fongicides. De plus, la rotation des cultures peut être une pratique de gestion efficace. Selon les chercheurs, «la rotation hors du soja pendant trois ans peut réduire efficacement le nombre de microsclérotes et est utile pour lutter contre la pourriture due au charbon» parce que «le maïs n'est pas aussi bon qu'un hôte de M. phaseolina comme le soja, la rotation avec le maïs pendant trois ans peut aider à réduire les populations mais pas à éliminer le pathogène du sol. "  Enfin, les pratiques de travail du sol peuvent réduire l'humidité du sol et rendre l'environnement moins favorable pour le pathogène.