Le contexte

Les champignons phytopathogènes et les champignons xylophages sont responsables de pertes de production et altérations de la qualité des produits qui affectent la rentabilité économique des filières agricoles et forestières. Les filières céréales et forêt/bois en Nouvelle Aquitaine, n’échappent pas à ce diagnostic.

Parmi les moisissures pouvant infecter les céréales, des espèces appartenant aux genres Fusarium, Aspergillus et Penicillium sont fréquemment recensées. L’infestation fongique a lieu au champ durant la culture (Fusarium) et parfois après la récolte lorsque les conditions de stockage sont mal contrôlées (Aspergillus et Penicillium, plus rarement Fusarium). L’infection des céréales par l’agent pathogène entraîne des pertes de rendement, une diminution de la qualité de la récolte et la contamination des grains par des mycotoxines : les trichothécènes de type A et B, la zéaralénone, les fumonisines synthétisées par certaines espèces du genre Fusarium ainsi que les aflatoxines et les ochratoxines produites par des espèces des genres Aspergillus et Penicillium. En raison de la prédilection des Aspergilli pour les climats tropicaux et subtropicaux, ses toxines et plus particulièrement les aflatoxines sont principalement retrouvées dans les produits importés des pays du sud. Cependant, selon une récente étude menée pour le compte de l’Autorité européenne de sécurité des aliments, le réchauffement climatique pourrait entraîner une contamination de produits végétaux cultivés dans les zones du Sud de l’Europe, dont le sud de la région Nouvelle Aquitaine. La toxicité aigüe associée à ces mycotoxines est largement décrite dans la littérature. L’existence d’une toxicité chronique est également fortement suspectée. En conséquence, l’union européenne a mis en place une réglementation imposant des seuils de contamination pour les différents produits céréaliers mis sur le marché à destination de l’alimentation humaine et animale. Limiter l’occurrence des mycotoxines sur céréales représente donc un double enjeu : économique et de santé publique.

Lorsque le bois n’est pas protégé de manière appropriée à l’usage qui en est fait (mauvaise durabilité naturelle de l’essence utilisée, exposition anormale à l’humidité, mauvaise conception), les ouvrages en bois peuvent être soumis à des attaques de champignons de discoloration et de pourriture, responsables de pertes économiques importantes (réduction des qualités esthétiques du bois, perte de sa résistance mécanique,…). En ambiance humide, certains champignons dégradant le bois peuvent arriver à se propager de manière très néfaste en dehors du bois infecté (vers les maçonneries) ou dans du bois traité, en particulier si les toitures et/ou maçonneries présentent des défauts. La mérule (Serpula lacrymans) en est un bon exemple mais n’est pas le seul champignon xylophage dégradant le bois d’œuvre. Des études concernant des dégâts de pourriture menées au FCBA entre 2007 et 2015 ont permis d’identifier 3 genres majoritaires de champignons dégradant le bois d’œuvre : Serpula sp., Coniophora sp. et Donkioporia sp.

La majorité des stratégies de lutte mises en œuvre par les filières végétales pour limiter les maladies fongiques repose sur l’emploi de fongicides dont les nombreuses applications augmentent le coût de production et engendrent des inquiétudes croissantes quant à leur impact sur la santé et l’environnement, d’une part, et à la résistance des agents pathogènes aux fongicides, d’autre part. L'évolution réglementaire actuelle, dominée par l’entrée en vigueur des règlements européens Biocides et Reach, aura comme conséquence potentielle la disparition progressive des matières actives les plus efficaces actuellement utilisées pour le traitement préventif des bois de construction contre les développements fongiques ou pour limiter la contamination des céréales par des mycotoxines. Le développement de méthodes alternatives de lutte contre des agents fongiques, qui répondent aux attentes des citoyens et des autorités tout en assurant des niveaux de protection satisfaisants, est un défi majeur pour la communauté scientifique, les filières de production qui peut ouvrir aussi des opportunités de nouvelles activités économiques.

Que ce soit pour la filière bois ou les filières céréales, la recherche de biomolécules et de bioextraits actifs contre les champignons altérant la qualité des produits semble une voie prometteuse de par l’ubiquité de ces molécules dans le règne végétal, leur grande variété et la diversité de leurs mécanismes d’actions. Dans ce contexte, les produits et co-produits des filières agricoles et forêt/bois pourraient être des sources de biomolécules actives contre les champignons xylophages et mycotoxinogènes. De nombreuses études ont montré que les polyphénols (flavonoïdes, tannins, lignans, etc…), largement présents dans les plantes, sont parmi les constituants végétaux les plus bioactifs. Les tannins de châtaignier ou de chêne font de ces bois un matériau de construction naturellement résistant vis-à-vis des attaques biologiques. Les terpènes et stilbènes contenus dans la résine de pin sont maintenant reconnus comme actifs anti-bactériens et antiparasites. D’autres composés d’origine peptidique ou polysaccharidique de ces co-produits pourraient également s’avérer être de puissants inhibiteurs des espèces fongiques visées. Pour utiliser efficacement des biomolécules actives en traitement des bois ou des grains, elles doivent être incorporées dans des formulations qui assurent leur protection, leur bonne répartition, et leur libération au contact de leurs cibles au moment où les conditions environnementales sont favorables au développement des champignons.

Le projet

Dans un contexte de réduction de l’utilisation des fongicides chimiques, l’objectif principal du projet est de développer des solutions de biocontrôle contre les champignons toxinogènes des céréales et contre les champignons xylophages dégradant le bois d’œuvre, tout en valorisant la ressource locale en Nouvelle Aquitaine.

Cet objectif sera atteint par la mise en œuvre de la méthodologie suivante :

Tâche 1. Préparation et caractérisation primaire des extraits à partir de produits et co-produits agricoles et forestiers.

Tâche 2. Screening des extraits pour leur activité antifongique et anti-mycotoxine/anti-enzymes lignocellulolytiques et détermination des extraits les plus actifs contre chaque espèces fongiques objet de cette étude.

Tâche 3. Caractérisation et identification du ou des principes actifs des extraits d’intérêt et détermination des mécanismes d’inhibition.

Tâche 4. Formulation de solutions filmogènes à partir des extraits les plus prometteurs.

Tâche 5. Validation de l’efficacité des formulations sur des grains stockés et sur des échantillons de bois.

L’originalité de cette démarche réside dans sa globalité et sa finalité : démarrer par la recherche de biomolécules à partir de co-produits issus des filières agricoles et bois/forêt, et, en fin du projet, proposer des solutions de formulation de ces molécules pour une lutte intégrée contre les champignons toxinogènes des céréales et xylophages du bois d’œuvre.

Le partenariat

BioAXoM comporte simultanément des dimensions interdisciplinaire et transdisciplinaire, d’une part, avec la complémentarité d’activité, fondamentale (microbiologie/génétique/biochimie : INRA/MycSA et chimie : l’Université de Bordeaux/LCPO) et appliquée (FCBA, Phenobio, Action Pin, Lesbats, UPCB, CR Distribution), des équipes et partenaires associés, et d’autre part, par la transversalité de la problématique traitée au sein des filières impliquées, céréalière et forêt/bois.