Analyse des effets des systèmes de culture sur la flore fongique de l'épi de blé par une approche métagénomique

Contamination of wheat grains by fusariotoxins depends on the cropping system. But it still remains difficult to understand the cropping system effects considering only the differences in wheat crop infections by the species responsible for Fusarium head blight. We hypothesize that the toxin production varies according to the whole microbiological flora which is present on the ears, as competition interference between species could be responsible for toxin production. We analysed through a metagenomic approach the whole fungi flora on wheat ears from three experimental plots of a long-term experiment in Versailles (France). Samples where harvested in 2004, and the three cropping systems were: organic farming, integrated farming, and direct drilling. Fungi communities were found to be very similar within each experimental treatment, and different between the various treatments. These data could not be linked to the differences in wheat contamination by fusariotoxins that we observed between cropping systems on the same experimental design but for other years. Nevertheless, these results gave a biological ground on the whole flora effect hypothesis to explain differences in contamination.

Les niveaux de contamination par les mycotoxines fusariennes des grains de blé dépendent des systèmes de culture. Néanmoins, il reste difficile de comprendre les différences de contamination entre parcelles en se fondant uniquement sur l'analyse de la flore responsable de la fusariose des épis, c'est-à-dire les espèces de Fusarium et de Microdochium. Une hypothèse est que la production de toxines sur les épis d'une parcelle dépend de l'ensemble de la flore présente sur les épis, les relations entre espèces de la communauté jouant à la fois sur les espèces présentes et sur leur production de métabolites. Une analyse a été réalisée sur trois traitements expérimentaux d'un essai de longue durée situé à Versailles sur des épis de blé de la récolte 2004. L'objectif était d'analyser sur ces trois systèmes (biologique, intégré, sans travail du sol avec couverture permanente) les différences de flore entre systèmes par une analyse métagénomique. Les résultats montrent que les communautés de champignons présents sur les épis de blé issus de différents systèmes de culture se distinguent de manière nette, alors qu'il y a peu de différence entre répétitions pour un même système. Les données dont on dispose ne permettent pas d'établir de relation de cause à effet entre les différences observées ici et les différences de contamination par les mycotoxines entre systèmes sur le même dispositif pour d'autres années culturales. En revanche, les résultats rendent plausibles un effet différentiel selon les systèmes de culture de l'ensemble de la communauté de champignons sur la production de mycotoxines par les Fusarium. Ces premiers résultats ouvrent la porte à une analyse plus fine des communautés microbiennes des grains de blé, dont la caractérisation constitue certainement une des clés pour une meilleure compréhension des niveaux de contamination variables obtenus sur les parcelles agricoles.