LES FONGICIDES
Les fongicides représentent plus de 80 % des IFT (Indicateur de Fréquence de Traitement) et 96 % de ces fongicides ciblent principalement deux maladies: le mildiou et l'oïdium. Ces dernières attaquent en effet les feuilles et les grappes et peuvent causer des dégâts quantitatifs et qualitatifs très importants (par exemple, les vins issus de vendanges oïdiées sont plus acides et moins colorés).
On distingue deux principales familles de fongicides à savoir celle des fongicides de contact et celle des fongicides systémiques. Les fongicides de contact ne sont pas absorbés par la plante (ils restent en surface de la feuille) et n’agissent que sur les parties végétales qu’ils recouvrent. Ils perturbent les processus de production d’ATP du champignon et limitent ainsi la sporulation. Les fongicides systémiques sont, quant à eux, absorbés par la plante, le plus souvent au niveau de son feuillage. Une fois entrés dans la plante, ils sont diffusés par la sève de celle-ci.
Pour fonctionner, toute cellule a besoin :
- d’ATP, essentiellement produit par les mitochondries
- d’échanges avec le milieu extracellulaire (pour, par exemple, l'approvisionnement en métabolites et en eau)
- de se diviser : la division cellulaire (mitose et méiose) permet la croissance et la reproduction de l’organisme.
Toute atteinte à l’un de ces trois besoins vitaux va donc provoquer des perturbations dans les cellules du champignon. Ces perturbations se traduisent au final par la mort du champignon. Ainsi, il existe des fongicides affectant le processus respiratoire, des fongicides affectant la synthèse de chitine, des mélanines, des stérols, des acides nucléiques, des fongicides perturbant la mitose et enfin des fongicides agissant sur les microtubules. Certains fongicides sont multisites, c’est-à-dire qu’ils agissent à la fois sur plusieurs paramètres.
Nous allons ici étudier deux fongicides : le Folpel et le
Feuille de vigne attaquée par le mildiou
I. LE FOLPEL
Présentation :
Le Folpel (ou Folpet) est un fongicide principalement utilisé dans la viticulture pour ses
propriétés anti-mildiou. Il appartient à la famille des Phtalimides.
Son nom chimique est le N-(trichlorométhylthio)phtalimide.
Mode d'action :
Le Folpel est un fongicide de contact qui est multisite. Il agit préventivement en inhibant la germination des spores et le développement du mycélium. Ceci est corrélé avec l’inhibition de la respiration cellulaire des champignons qui bloque la production d’ ATP (énergie) nécessaire à la survie du champignon (ce mécanisme est expliqué pour le fongicide Mancozèbe).
Développement du mycélium et germination des spores :
Le mycélium désigne l’appareil végétatif (ensemble des organes assurant la croissance) des champignons filamenteux. Les filaments du champignon peuvent être cloisonnés, on parlera alors d’hyphes, ou non cloisonnés, on parlera ici de siphons. Un mycélium est composé de filaments qui peuvent être aériens, de surface ou enfouis. Il est directement en contact avec le substrat (ici les feuilles de vigne ou les grappes de raisin).
Le développement du mycélium commence par la germination d’une spore (1) qui va émettre un petit tube. Ce petit tube va ensuite grandir (2) pour devenir un siphon ou un hyphe (3). Une même spore peut germer en différents points, plusieurs filaments peuvent donc se développer à partir d’une même spore. Les filaments ainsi formés peuvent se ramifier, ce qui conduit au développement d’un mycélium.
ACTION FOLPEL
L’étape suivante consiste en la croissance des filaments. Celle-ci ne s’effectue que par la partie apicale du filament car dans cette partie, la paroi n’est pas complètement formée et est donc encore déformable. Au niveau de cette partie apicale, un certain nombre de vésicules de sécrétion (qui contiennent des précurseurs de chitine ou des enzymes lytiques) et de vacuoles s’accumulent. La croissance du filament se fait par entrée d’eau dans les vacuoles : les vacuoles vont exercer une pression sur la paroi, ce qui entraîne le grandissement. En même temps que le filament croît, les précurseurs de chitine contenus dans les vésicules sont déversés par exocytose à l'extérieur de la membrane plasmique. Ces derniers vont peu à peu s’assembler pour former des fibres de chitine,qui, avec les glucanes, constituent la paroi.
La dernière étape est la ramification des filaments. Les ramifications apparaissent à l'arrière de la zone apicale. En effet, les vésicules contenant les enzymes lytiques ne sont pas dirigées vers la partie apicale mais vers les zones où doivent se former les ramifications. Ces vésicules libèrent ensuite leur contenu par exocytose. Les enzymes lytiques libérées lysent localement la paroi qui devient alors déformable. Ceci rend la croissance de la ramification possible.
→ Nous pouvons donc conclure que si le folpel inhibe la germination d’une spore, le développement du mycélium (et donc la croissance du champignon) est rendu impossible.
II. LE MANCOZEBE
Présentation :
Le Mancozèbe est aussi un fongicide utilisé pour lutter contre le mildiou sur les cultures viticoles et légumières. Il appartient à la famille des carbamates. C'est, plus précisément, un dithiocarbamate.
Le Mancozèbe et une combinaison de deux
autres dithiocarbamates : le Manèbe (de son
nom chimique
Éthylène-bis-dithiocarbamate de manganèse)
et le Zinèbe (de son nom chimique
Éthylène-bis-dithiocarbamate de zinc).
Mode d'action :
Le Mancozèbe est un fongicide de contact qui est multisite. Son mécanisme est de contrôler la dégradation de l'acide pyruvique lors du cycle de Krebs pour inhiber la respiration cellulaire du champignon.
Inhibition de la respiration cellulaire des champignons :
Nous allons d’abord expliquer comment se déroule la respiration cellulaire des champignons.
La respiration est un phénomène intracellulaire qui se déroule dans les mitochondries. Elle permet aux cellules de produire l’énergie indispensable à la synthèse des molécules organiques. La respiration cellulaire correspond à la destruction de molécules de glucose (C₆H₁₂O₆ ) par le dioxygène (O₂) selon la réaction suivante :
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ----> 6CO₂ + 6H₂O + 36 ATP
La respiration se déroule en plusieurs étapes qui sont toutes dépendantes les unes des autres.
-Première étape : la glycolyse dans le hyaloplasme
La glycolyse est une série de réactions chimiques se déroulant dans le hyaloplasme (liquide du cytoplasme dans lequel baignent les organites) et durant lesquelles le glucose est oxydé (perte d’électrons) en 2 molécules de pyruvate (ou acide pyruvique). Cette oxydation est couplée à la réduction d’un composé R’ en R’H₂ qui accepte les électrons et les protons perdus par le glucose. Ces réactions libèrent de l’énergie utilisée pour produire deux molécules d’ ATP.
Schéma bilan de la première étape de la respiration :
-Deuxième étape : le cycle de Krebs dans la mitochondrie
Les mitochondries sont des organites en forme de bâtonnets allongés, de 1 à 2 𝝁m de long. Ces organites sont présents dans toutes les cellules Eucaryotes végétales et animales. Le compartiment interne d’une mitochondrie, appelé matrice mitochondriale, est un gel contenant divers éléments dont de nombreuses substances dissoutes.
Schéma d’une mitochondrie :
Au cours de cette deuxième étape, le pyruvate pénètre dans les mitochondries et plus précisément dans la matrice mitochondriale. Dans cette matrice mitochondriale, l’acide pyruvique est totalement dégradé au cours d’une succession complexe de réactions chimiques que l’on nomme cycle de Krebs. Les réactions du cycle de Krebs produisent du CO₂ et des composés qui, ayant pris en charge les atomes d’hydrogène initialement présents dans l’acide pyruvique, se retrouvent à l’état réduit (R’H₂). Au cours de ces réactions, deux nouvelles molécules d’ATP sont produites (pour une molécule de glucose au départ).
Schéma du cycle de Krebs :
Schéma bilan de la deuxième étape de la respiration :
-Troisième étape : les réactions de la chaîne respiratoire dans les crêtes mitochondriales
La dernière étape de la respiration se déroule au niveau des crêtes de les crêtes mitochondriales qui sont des replis de la membrane interne des mitochondries. Les composés réduits R’H₂ sont à nouveau oxydés : ils cèdent à la chaîne respiratoire (ensemble complexe de molécules enchâssées dans les crêtes mitochondriales) des électrons qui circulent de transporteur en transporteur par des réactions d’oxydoréduction. L’O₂ est l’accepteur final d’électrons et de protons pour former de l’eau. L’énergie libérée par les oxydoréductions successives permet de produire 32 molécules d’ATP pour 12 molécules de pyruvate oxydées (R’H₂).
Schéma bilan de la troisième étape de la respiration cellulaire :
Au total, la respiration cellulaire produit 36 molécules d’ATP par molécule de glucose oxydé.
→ Le Mancozèbe interfère avec la production d’énergie au niveau des mitochondries. En effet, il bloque le cycle de Krebs (deuxième étape de la respiration) en empêchant la dégradation de l’acide pyruvique. Ainsi, il n’y a plus d’éléctrons issus de l’oxydation des composés R’H₂ pour la troisième étape. Il n’y a donc pas d’énergie libérée par les oxydoréductions successives, énergie qui servait à la production des 32 molécules d’ATP. Or, l’ATP est une molécule essentielle pour le bon fonctionnement des cellules car c’est une molécule riche en énergie chimique. Ainsi, avec l’action du Mancozèbe, les cellules du champignon n’ont pas assez d’énergie pour réaliser toutes les réactions chimiques du métabolisme, réactions qui sont nécessaires à la vie du champignon. Les cellules vont donc mourir, ce qui, in fine, tue le champignon.
ACTION MANCOZEBE