L'Ontario Apple Growers en partenariat avec l'Ontario Tender Fruit Growers a réalisé un projet de recherche conjoint sur la brûlure bactérienne (feu bactérien) des pommiers et des poiriers à l'aide d'un financement fourni dans le cadre de Cultivons l'avenir 2. Le but du projet était de fournir aux producteurs des moyens d'intervenir rapidement et efficacement dans les cas d'éclosions de brûlure bactérienne, en poursuivant les objectifs suivants :

  • Obtenir de l'information sur la prévalence et la distribution de la résistance de la brûlure bactérienne à la streptomycine dans les vergers d'arbres produisant des fruits à pépins en Ontario.
  • Formuler une stratégie visant à intégrer les agents de lutte biologique, des antibiotiques et du cuivre dans les méthodes de lutte contre la brûlure bactérienne.

Objectif 1 : Établir la prévalence et la distribution de la résistance de la brûlure bactérienne (Erwinia amylovora) à la streptomycine dans des vergers commerciaux de pommiers et de poiriers de l'Ontario.

La bactérie pathogène, Erwinia amylovora, est couramment maîtrisée par la streptomycine qu'on applique au moment de la floraison. De la résistance à la streptomycine a été observée dans des populations d'E. amylovora en Californie (1971), en Oregon/Washington (1972), au Michigan (1991) et dans l'État de New York (1972) (1). La plus récente étude canadienne à ce sujet a été menée en Colombie-Britannique et les résultats ont révélé la présence de résistance à la streptomycine dans la population de bactéries pathogènes (2).

En 2016, 48 vergers de pommiers et 18 vergers de poiriers ont fait l'objet d'une étude dans les cinq districts où l'on produit des pommes en Ontario. À chacun des vergers, 25 tiges infectées par la brûlure bactérienne ont été prélevées dans le bloc. Les cultivars et l'âge de la plantation ont été consignés.

Voici un résumé des étapes suivies dans le cadre du protocole de dépistage :

  • Étape 1 - Cinq tiges infectées par verger ont été sélectionnées, mises en culture sur milieu semi-sélectif et, si possible, environ 250 colonies bactériennes ou 50 colonies/tiges ont été analysées.
  • Étape 2 - Le milieu de culture artificiel sur lequel les agents pathogènes ont été isolés était semi-sélectif; par conséquent, chaque colonie a dû être identifiée comme étant une colonie d'E. amylovora par des techniques moléculaires.
  • Étape 3 - Les colonies positivement identifiées ont été placées en milieu de culture modifié avec 0, 100 et 1000 ppm de streptomycine.
  • Étape 4 - Les colonies de bactéries ayant survécu dans les cultures contenant 100 et 1000 ppm ont été ensuite analysées à l'aide de protocoles moléculaires afin d'identifier et de caractériser la nature de la résistance en cause. Une résistance modérée à la streptomycine (100 ppm) est caractérisée par la présence des gènes StrAB, alors qu'une résistance élevée (1000 ppm) résulte d'une mutation ponctuelle, ou rspL (3).

En 2016, pour compléter le processus de détection auprès de toutes les exploitations agricoles, il a été décidé de faire le dépistage de la résistance à l'antibiotique en se servant du même protocole; toutefois, l'identification d'E. amylovora par des techniques moléculaires n'a pas été effectuée en raison de contraintes de temps et de matériel. Les sites pour lesquels on avait observé une croissance bactérienne sur les milieux de culture modifiés ont été analysés en utilisant la méthode PCR en vue de confirmer qu'il s'agissait effectivement d'E. amylovora. Toute culture positive d'E. amylovora a été analysée afin d'y vérifier la présence de gènes de résistance.

Dans les 32 exploitations agricoles, on a eu recours à la méthode PCR en temps réel pour identifier l'agent pathogène responsable de la brûlure bactérienne (tableau 1), dont voici les résultats :

  • 5707 colonies bactériennes d'E. amylovora étaient sensibles à la streptomycine.
  • Aucune colonie ne présentait de résistance modérée et quatre colonies (dans trois vergers au total) présentaient une résistance élevée.
  • La mutation rspL a été confirmée par les deux technologies suivantes : PCR numérique à gouttelettes et séquençage.

La résistance à la streptomycine a été évaluée dans les isolats recueillis auprès des 41 exploitations restantes (tableau 2); toutefois, les colonies bactériennes devraient être considérées comme étant en principe d'E. amylovora. Pour cette analyse,

  • 7753 colonies bactériennes d'E. amylovora étaient sensibles à la streptomycine.
  • Quarante-deux colonies (dans 20 vergers au total) présentaient une résistance modérée et 17 colonies (dans 10 vergers au total) présentaient une résistance élevée, bien qu'en très faible proportion.
  • Des échantillons congelés provenant des exploitations 136 et 137 (présentant respectivement un isolat avec résistance élevée et huit avec résistance modérée) ont été réanalysés et aucune colonie résistante à la streptomycine n'a été observée.

Le problème qui a compliqué la non-identification isnitiale d'E. amylovora à l'aide de la méthode PCR était lié au fait qu'un épiphyte courant dans les vergers, Pantoea agglomerans, peut présenter la même apparence dans un milieu de culture artificiel semi-sélectif. P. agglomerans est présent fréquemment dans les vergers à titre d'épiphyte. Il est intéressant de remarquer que, dans une étude récente, Tancos et Cox (2017) ont observé une hausse significative de la résistance à la streptomycine dans les populations de P. agglomerans épiphytes dans les vergers où la streptomycine est appliquée de manière continue (4).

Les échantillons provenant de sept exploitations n'ont pas été traités en raison de leur mauvais état ou de l'incapacité à isoler l'agent pathogène dans le milieu de culture artificiel.

Tableau 1 : Croissance de colonies de Erwinia amylovora (identifiées à l'aide de la méthode PCR en temps réel), provenant d'échantillons recueillis dans des vergers de pommiers et de poiriers de l'Ontario, sur des milieux de culture contenant de la streptomycine
Verger Cultivar Age No. de colonies analyséesa Concentration (ppm) en streptomycineb (ppm)
0		 Concentration (ppm) en streptomycineb (ppm)
100		 Concentration (ppm) en streptomycineb (ppm)
1000
District 1 (Sud-Ouest)
1 IdaRed
5-10
193
193
0
0
2 IdaRed, Crispin
5-10
154
154
0
0
3 IdaRed, Fuji
4
137
137
0
0
4 GingerGold
3
178
178
0
0
District 2 (Centre)
1 Ida Red
25
150
150
0
0
2 Ambrosia
n/a
197
197
0
0
3 PaulaRed
15
123
123
0
0
District 3 (Georgian Bay)
1 Early Golden
10
243
243
0
0
2 Spy, Russet, IdaRed
25+
191
191
0
0
3 Mutsu, Gala
10+
176
176
0
0
4 Bartlett
10
221
221
0
0
District 4 (Niagara)
1 Courtland
3
150
150
0
0
2 Gala
1
167
166
0
1c
3 Mélange- pommes
42
223
223
0
0
4 Gala, Mutsu
13
209
209
0
0
5 Gala
3
214
214
0
0
6 Mélange- poires
15
199
199
0
0
7 Mélange- poires
n/a
249
249
0
0
8 Mélange- poires
20
250
250
0
0
9 Bosc, Bartlett
20
250
250
0
0
10 Mélange- poires
10
249
249
0
0
11 Clapp
40
250
248
0
2c
12 Mélange- poires
6
150
150
0
0
13 Michellin, Courtland
n/a
12
12
0
0
14 Gala
7
133
133
0
0
District 5 (Est)
1 Paula Red
26
247
246
0
1c
2 Gala
9
100
100
0
0
3 Gala
3
201
201
0
0
4 Mélange- pommes
n/a
249
249
0
0
5 IdaRed
4
50
50
0
0
6 Gala
n/a
150
150
0
0
7 Honeycrisp
20
50
50
0
0
Total
5,711
5,707
0
4

a Colonies de Erwinia amylovora confirmées à l'aide de la méthode PCR en temps réel.
b Milieu de culture contenant de la streptomycine; 0 signifie sans ajout de streptomycine.
c Une résistance élevée, avec présence de mutation rspL, a été confirmée par séquençage et par la méthode
PCR numérique à gouttelettes.
Surlignage en italics : colonies obtenues à partir du tableau 2 et réanalysées à partir d'échantillons congelés.

Tableau 2 : Croissance de colonies possiblement d'Erwinia amylovora (non identifiées par PCR en temps réel), provenant de vergers de pommiers et de poiriers de l'Ontario, sur milieux de culture contenant de la streptomycine.
Verger Cultivar Age No de colonies analyséesa Concentration (ppm) en streptomycineb (ppm)
0		 Concentration (ppm) en streptomycineb (ppm)
100		 Concentration (ppm) en streptomycineb (ppm)
1000
District 1 (Sud-Ouest)
1
 Silken
3
50
50
0
0
2
 Empire, Fuji
20
250
250
0
0
3
 IdaRed
5-10
252
251
0
1
4
 IdaRed, Crispin
5-10
259
251
8
0
5
 IdaRed, Fuji
5-10
257
252
5
0
6
 Golden Delicious, Gala
4
250
250
0
0
7
 Mélange- pommes
30-60
252
250
1
1
8
 GingerGold
3
250
250
0
0
District 2 (Centre)
1
 Ambrosia
1
251
250
1
0
2
 IdaRed
24
150
150
0
0
3
 Mélange- poires
30
253
250
1
2
4
 Mélange- poires
13
250
250
0
0
5
 Cortland
10-13
253
250
3
0
6
 PaulaRed
15
202
200
2
0
District 3 (Georgian Bay)
1
 Mélange- pommes
25
255
252
3
0
2
 Mélange- pommes
3-25
250
250
0
0
3
 Gala, Ambrosia
5
250
250
0
0
4
Spy
10+
100
100
0
0
5
Mutsu, Gala
10+
250
250
0
0
6
Mixed
10
50
50
0
0
7
 Gala
4
200
200
0
0
District 4 (Niagara)
1
 Harrow Crisp, Cold Snap
6
101
100
1
0
2
 Bosc
30
200
200
0
0
3
 Coldsnap
3
201
200
1
0
4
 Mélange- poires
6
201
200
1
0
5
 Bosc, French Bartlett
15-20
255
250
3
2
6
 Coldsnap, Harrow Crisp, Bounty
6
154
150
1
3
7
 Coldsnap, Harrow Crisp, Bossc
6
51
50
1
0
8
 Michelin, Cortland
10
253
250
1
2
9
 Gala
7-8
252
250
2
0
10
 Gala, Paulared
4/45
200
200
0
0
District 5 (Est)
1
 Mélange- pommes
10
252
250
1
1
2
 Gala
28
251
250
0
1
3
 IdaRed
4
200
200
0
0
4
 Gala
n/a
250
250
0
0
5
 Gala
n/a
150
150
0
0
6
 Mélange- pommes
4-6
257
250
4
3
7
 Honeycrisp
20
201
200
1
0
8
 McIntosh
30
251
250
1
0
9
 Mutsu
20
151
150
0
1
Total
7,812
7,753
42
17

a Colonies possiblement d'E. amylovora
b Résistance modérée et élevée à la streptomycine non confirmée par des techniques moléculaires.
Surlignage en italics : colonies qui ont été réanalysées pour identification par PCR en temps réel et détection sur un milieu de culture modifié.

Objectif 2. Formuler une stratégie visant à intégrer les agents de lutte biologique, des antibiotiques et du cuivre dans les méthodes de lutte contre la brûlure bactérienne dans les pommiers et les poiriers.

Des poiriers (cultivar Bosc sur porte-greffe Swiss Bartlett) et des pommiers (cultivar Gala saur porte-greffe M9) ont été plantés du début à la mi-mai 2016 dans un verger expérimental de la station de recherche Jordan d'Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC). L'espacement entre les arbres était de 1,2 m et la distance entre les rangs était de 2,45 m. Chaque parcelle comprenait cinq arbres. Il s'agissait d'un schéma expérimental de blocs aléatoires complets comportant quatre répétitions. La floraison des poiriers n'était pas suffisamment homogène pour permettre la réalisation de l'essai, c'est pourquoi seuls des pommiers ont été utilisés dans les traitements et pour l'inoculation. Le nombre d'inflorescences sur chaque arbre a été consigné avant les traitements.

Première année - 2016

Les stades de floraison ciblés pour les pulvérisations étaient le stade de préfloraison, le stade de floraison 25 à 50 % et le stade de floraison de 50 à 80 %. Toutefois, la floraison sur les jeunes arbres n'était pas du tout uniforme et des températures élevées ont accéléré la floraison de sorte que les traitements ont été appliqués avec un pulvérisateur portatif calibré au CO2, les matins du 30 et 31 mai ainsi que du 1er juin. Les arbres de toutes les parcelles ont été inoculés avec un mélange de cultures d'E. amylovora à raison de 1 x 106 ufc/L le soir du 1er juin. Les arbres ont été inspectés chaque jour après l'inoculation et le pourcentage des arbres infectés a été établi. Les inflorescences infectées ont été identifiées et dénombrées, puis retirées dans le but de protéger les arbres pour les essais de l'année suivante.

Les conditions climatiques n'étaient pas favorables à l'apparition de symptômes de la brûlure bactérienne dans les fleurs et bon nombre d'inflorescences étaient au stade de la chute des pétales au 1er juin au moment de l'inoculation. Toutefois, les symptômes de brûlure bactérienne sur les pousses ont continué à se manifester jusqu'à la fin de juin. Étant donné la présence de ces symptômes sur les pousses, on a pris note des parties affectées des arbres et ces dernières ont été retirées et détruites. Les arbres atteints en entier ont été éliminés et remplacés en novembre 2016.

Aucune analyse statistique n'a été effectuée, étant donné que la floraison n'avait pas été uniforme, car bon nombre d'arbres n'avaient pas fleuri la première année suivant la plantation et un nombre variable d'arbres avait fleuri par parcelle.

Deuxième année - 2017

Les traitements ont été effectués alors que 5 à 10 % du verger était en fleur (12 mai), 25 à 50 % (15 mai) et 50 à 80 % (19 mai). La deuxième application ainsi que et la troisième ont été effectuées à 9 h et 7 h 30, respectivement. L'inoculum d'E. amylovora a été appliqué à raison de 106 ufc/L après le deuxième et le troisième traitement.

La présence éventuelle sur les arbres de symptômes de brûlure des fleurs ou de brûlure des tiges a été vérifiée quotidiennement. Les inflorescences infectées ont été retirées à l'inspection et les tiges ont été élaguées afin de prévenir la propagation de l'infection dans l'arbre.

Les conditions ont été très favorables à la brûlure des fleurs ainsi qu'à la brûlure des tiges en 2017. Aucun des traitements n'a réduit de manière statistiquement significative la présence de brûlure bactérienne comparativement aux parcelles-témoins non traitées (figure 1). Certaines tendances intéressantes ont toutefois été observées :

  • Les traitements effectués au stade de floraison de 50 à 80 % semblent les plus importants.
  • La plus faible incidence de brûlure bactérienne a été observée avec l'utilisation de streptomycine appliquée au stade de floraison de 50 à 80 %, quel que soit le produit appliqué aux stades de floraison 5 à 10 % ou 25 à 50 %.
  • L'effet de Kasumin avec application échelonnée sur toute la saison a été comparable à celui de la streptomycine (aussi avec application échelonnée sur toute la saison).
  • Les applications échelonnées sur toute la saison d'agents biologiques seulement n'ont pas procuré de protection comparable à la streptomycine.
  • Blossom Protect a été l'agent biologique le plus efficace, lorsqu'utilisé en alternance avec la streptomycine.
  • Double Nickel appliqué tout au long de la saison a été associé à une incidence significativement plus élevée de brûlure bactérienne que dans la parcelle-témoin non traitée.
  • L'ajout de Cueva à Double Nickel semble avoir amélioré l'efficacité du traitement, sans que cette amélioration soit statistiquement significative.

Figure 1 : Incidence de brûlure bactérienne (% d'inflorescences infectées/arbre) après différents traitements sur des pommes Gala, 2017

*Les traitements qui figurent sous la même barre de couleur à droite n'ont pas donné de résultats statistiquement différents.

Message à retenir pour les producteurs de l'Ontario

Selon les résultats des essais réalisés en 2016, la résistance à la streptomycine n'était pas présente à des niveaux significatifs dans aucun des vergers évalués. Parmi les 32 exploitations où des analyses complètes ont été effectuées avec utilisation de technologies moléculaires pour l'identification de l'agent pathogène, seules quatre colonies issues de trois vergers dans la province présentaient une résistance élevée. Par ailleurs, il a été établi que la résistance dans ces quatre colonies était associée à une mutation plutôt qu'à la présence d'une population résistante dans le verger. En outre, de très faibles niveaux de résistance ont été observés dans 41 vergers dont on a évalué la résistance à la streptomycine en ayant seulement recours à des milieux de culture modifiés. Par conséquent, la streptomycine semble être encore un outil de lutte valable contre la brûlure bactérienne en Ontario.

Sous des conditions optimales pour l'apparition de la brûlure bactérienne, les agents biologiques Blossom Protect et Double Nickel utilisés seuls ou en combinaison avec Cueva peuvent être employés efficacement à tour de rôle en alternance avec la streptomycine lorsqu'ils sont appliqués au début de la période d'infection (avant que 50 à 80 % du verger soit en fleurs). L'utilisation de ces produits en alternance avec la streptomycine plus tôt dans la floraison est un bon moyen de lutter contre l'apparition de la résistance en réservant l'usage de la streptomycine pour les périodes critiques d'infection. Il faudra toutefois encore plusieurs années d'essais pour évaluer avec exactitude l'efficacité des agents biologiques sous différentes conditions environnementales.

Étant donné que Kasumin procure une maîtrise de la brûlure bactérienne comparable à la streptomycine, l'emploi en alternance de ces produits au cours des périodes d'infection élevée lorsque la floraison est plus avancée constituerait aussi une stratégie efficace de lutte contre la résistance et contribuerait à prolonger l'utilisation de la streptomycine au cours de la saison.

Caractéristiques de la lutte contre la brûlure bactérienne :

  • Recourir à un programme de lutte échelonné sur toute la saison, incluant la taille du matériel infecté le plus tôt possible (voir L'été et la répression de la brûlure bactérienne) ainsi qu'une lutte suivie contre les insectes afin de prévenir la propagation de la bactérie.
  • Utiliser une huile de dormance à base de cuivre au stade de la pointe argentée jusqu'au stade du débourrement.
  • Ne pas reporter l'application de cuivre après le stade du débourrement avancé, car le fait de retarder ce traitement peut être une source de phytotoxicité et de rugosité majeure, selon le produit cuivré utilisé, surtout dans le cas des pommes à peau plus pâle et de certaines variétés de poires comme l'Anjou.
  • Ne pas appliquer quand les conditions de séchage sont ralenties ou juste avant un gel prévu afin de minimiser aussi le risque de phytotoxicité.
  • Utiliser rigoureusement en alternance différents produits homologués durant la floraison, y compris des antibiotiques (streptomycine, Kasumin), du cuivre (Cueva) ou des agents de lutte biologiques (Blossom Protect, Double Nickel, Serenade OPTI).
  • Utiliser des volumes d'eau suffisants et veiller à ce que les produits pulvérisés atteignent les inflorescences. Voir à ce que la vitesse de l'air ne soit pas excessive en effectuant les pulvérisations ce qui risque de propulser les gouttelettes au-delà des fleurs ciblées. Pour en savoir davantage sur le calibrage des pulvérisateurs à jet porté ou sur les moyens d'évaluer le recouvrement, voir le manuel Airblast 101 Handbook (en anglais seulement).
  • Les produits de lutte sont plus efficaces quand ils sont appliqués juste avant une période d'infection. Puisque les agents de lutte biologique exercent une action préventive, ils devraient être utilisés lorsqu'un modèle de prévision (voir ci-dessous) démontre la présence de risque d'infection dans les trois ou quatre prochains jours. Les antibiotiques sont efficaces 24 heures avant et après un épisode de mouillage.
  • Les produits de lutte devraient être appliqués de nouveau tous les deux à trois jours au cours des périodes à risque d'infection.
  • Le cuivre et certains fongicides ne sont pas compatibles avec les agents de lutte biologique. Vérifier les indications sur l'étiquette.
  • Appliquer les produits de lutte lorsque des conditions propices à l'infection sont prévues à l'aide de modèles de prévision, comme :
  • Envisager de gérer la croissance des pousses charnues en limitant l'apport excessif d'azote et en incorporant Apogee à partir du stade de la chute des pétales de la fleur centrale ouverte. Les essais se poursuivent en Ontario dans le but d'établir les répercussions des pratiques culturales sur l'apparition de brûlure sur les tiges des jeunes arbres. Restez à l'affût de l'évolution de ce dossier.

Nos remerciements sincères à tous les producteurs qui ont fourni des échantillons pour analyse, qui nous ont fait partager leurs connaissances et nous ont aidés à mettre en place les vergers expérimentaux. Nous remercions aussi chaleureusement Antonet Svircev, Darlene Nesbitt et Kinga Bodnar d'Agriculture et Agroalimentaire Canada pour les analyses de laboratoire; Leslie Huffman, Lindsay Pink, Kathy Hoshkiw, Margaret Appleby et Kevin Schooley qui ont effectué les prélèvements d'échantillons, ainsi que les étudiants et étudiantes en stage d'été auprès de l'OAG et du MAAARO pour leur soutien dans la réalisation de ce projet.

Merci aux organisations suivantes pour leur généreux soutien : NuFarm Agriculture Inc., Bayer CropScience, Bio-Ferm GmbH, Certis USA, Engage Agro Corp., Arysta LifeScience, Niagara Peninsula Fruit & Vegetable Growers Association, Ontario Orchard Supply et Vanden Bussche Irrigation. Ce projet est financé en partie par Cultivons l'avenir 2 (CA2), une initiative fédérale-provinciale-territoriale. Le Conseil de l'adaptation agricole contribue à la prestation du programme CA2 en Ontario.

Références

  • Tancos, K.A., Villani, S., Keuhne S., Borejsza-Wysocka E., Breth D., Carol, J., Aldwinckle H.S. et Cox KD., Prevalence of streptomycin-resistant Erwining amylovora in New York apple orchards, dans Plant Dis. 100 :802-809,2016
  • Sholberg P.L., Bedford K.E., Haag P.et Randall P., Survey of Erwinia amylovora isolates from British Columbia for resistance to bactericides and virulence on apple, dans Can. J. Plant Pathol. 23:60-67, 2001
  • McGhee, G.C., Bellomo L., Blumer S.E. et Sundin G.W., Emergence and progression of streptomycin resistance in Erwinia amylovora in Michigan, dans International Workshop on Fire Blight, vol. 793, p. 371-374, Portland OR., 2008.
  • Tancos, K.A, Cox, K.D., The effects of consecutive streptomycin and kasugamycin applications on bacteria in apple in the phyllosphere, dans Plant Dis. 101: 158-1642017.