Découvrez les bactéries qui ravagent les oliveraies et les vignobles

Figurant parmi les 20 principaux ravageurs végétaux prioritaires de l’Union européenne, Xylella fastidiosa est une bactérie responsable de diverses maladies des plantes. 

Elle est à l’origine du syndrome de dépérissement rapide de l’olivier (OQDS), une maladie mortelle qui a entraîné des épidémies généralisées en Europe au cours des 15 dernières années et dont l’impact économique annuel est estimé à plus de 5,5 milliards d’euros.

Les origines de la bactérie en Europe et dans le monde

Xylella fastidiosa est l’une des deux seules espèces connues de Xylella ; l’autre est Xylella taiwanensis, qui provoque la brûlure des feuilles des poiriers asiatiques sur l’île de Taïwan.

Bactérie aérobie à Gram négatif qui se développe dans les tissus de transport de l’eau des plantes (xylème), X. fastidiosa est connue pour provoquer de nombreuses maladies végétales à travers le monde. 

La bactérie peut se déplacer librement à travers les plantes via le xylème, tout en se multipliant constamment. 

Une fois que leur nombre atteint un seuil critique, le biofilm qui en résulte bloque le xylème, entraînant un stress hydrique et des carences en éléments tels que le zinc et le fer, ce qui provoque bon nombre des symptômes associés aux maladies auxquelles ce pathogène est lié.

Les premiers signalements d’une telle maladie remontent à 1892, lorsqu’un fléau inconnu a détruit environ 14 000 hectares (34 600 acres) de vignobles californiens. 

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Cette « maladie d’Anaheim » fut plus tard baptisée « maladie de Pierce », du nom de Newton Pierce, le bactériologiste chargé d’étudier l’épidémie. 

Pierce a correctement supposé qu’un agent infectieux microscopique était à l’origine de la maladie, bien qu’il n’ait pas été en mesure d’isoler ou d’identifier l’agent spécifique.

Considéré comme un virus pendant la majeure partie du XXe siècle, ce n’est qu’en 1973 que X. Fastidiosa a été reconnu comme une bactérie. Ce n’est qu’en 1987 que la bactérie a été formellement décrite et nommée Xylella fastidiosa par Wells et al. 

Depuis lors, 696 espèces végétales issues de 88 familles botaniques ont été identifiées comme hôtes potentiels de l’agent pathogène.

Parmi les maladies connues pour être causées par Xylella, plusieurs revêtent une importance agricole et économique significative. Parmi celles-ci figurent la maladie de Pierce, mentionnée ci-dessus, qui cause actuellement à l’industrie viticole californienne des pertes annuelles estimées à 104 millions de dollars (92 millions d’euros), la brûlure des feuilles d’olivier et l’OQDS.

L'OQDS provoque le flétrissement et la dessiccation des feuilles, des rameaux et des branches d'olivier, empêchant les arbres de porter des fruits et conduisant à terme à leur dépérissement et à leur mort.

Les modèles prévisionnels les plus pessimistes indiquent des pertes économiques totales pouvant atteindre 5,6 milliards d’euros rien qu’en Italie d’ici 2070, et on estime que 100 000 emplois ont déjà été perdus en raison des épidémies dans le pays.

En raison de ses effets destructeurs et de sa capacité à s’adapter rapidement à de nouveaux environnements et hôtes, Xylella fastidiosa est réglementée dans l’UE en tant qu’organisme de quarantaine. Son introduction et sa circulation sur le territoire de l’Union sont interdites par la loi.

Comment Xylella se propage et où on la trouve actuellement

Originaire d’Amérique centrale, Xylella fastidiosa est transmise entre les plantes hôtes par des insectes xylophages appartenant aux familles des Cicadellidae (cicadelles) et des Cercopidae (pucerons et cicadelles). 

Ces insectes ne sont capables que d’un vol rudimentaire sur de courtes distances (environ 100 mètres), mais on a observé qu’ils parcouraient des distances bien plus longues lorsqu’ils étaient transportés par le vent. Il a également été démontré que la transmission bactérienne se produit sous terre via des greffes de racines.

La propagation sur de longues distances se fait le plus souvent par le déplacement de plantes infectées. C'est ainsi que l'on pense que l'agent pathogène a été introduit en Italie et dans d'autres pays européens.

En octobre 2013, Xylella fastidiosa a été découverte sur des oliviers de la région des Pouilles, dans le sud de l’Italie. 

C'était la première fois que la bactérie était signalée au sein de l'Union européenne. La maladie a entraîné une baisse rapide des rendements des oliveraies et, en avril 2015, elle touchait l'ensemble de la province de Lecce ainsi que d'autres zones des Pouilles.

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La sous-espèce impliquée en Italie a été identifiée comme X. fastidiosa subsp. pauca, une souche qui montre une nette préférence pour les oliviers et les climats chauds. Cette sous-espèce a depuis été inscrite sur la liste de la loi américaine sur la protection contre le bioterrorisme agricole (Agricultural Bioterrorism Protection Act) en raison de son potentiel dévastateur.

En réponse aux épidémies en Italie, l’Autorité européenne de sécurité des aliments (EFSA) a organisé un atelier scientifique extraordinaire en novembre 2015. 

Plus de 100 scientifiques du monde entier ont participé à cet événement afin d’identifier les principales lacunes dans les connaissances et de discuter des priorités de recherche concernant cet agent pathogène. 

Au cours du même mois, l’EFSA a conclu, à partir d’expériences en cours dans les Pouilles, que la vigne constituait un réservoir potentiel de Xylella dans la région.

En octobre 2015, l’agent pathogène avait atteint la région Provence-Alpes-Côte d’Azur sur le continent français, où l’on a découvert que la sous-espèce X. fastidiosa subsp. multiplex avait infecté le myrte-laiteux, une espèce végétale introduite d’Afrique du Sud. 

L’année suivante, la bactérie a été identifiée en Corse et en Allemagne. En 2017, elle a été détectée sur les îles espagnoles de Majorque et d’Ibiza, puis sur le continent espagnol.

Depuis, Xylella a été détectée sur des oliviers et d’autres plantes hôtes à travers la péninsule ibérique, ainsi qu’au Liban et en Israël au Moyen-Orient.

Le rôle du changement climatique dans la propagation de Xylella

De nombreuses recherches indiquent que le changement climatique augmente le risque d'épidémies de maladies végétales, les variations de température et d'humidité en étant les principaux facteurs.

À mesure que les températures mondiales augmentent, l’aire de répartition géographique de nombreux agents pathogènes s’étend, exposant de nouvelles régions et espèces végétales à des maladies auparavant limitées aux climats plus chauds. 

Des températures plus élevées favorisent généralement la prolifération et la propagation d’espèces fongiques et bactériennes, en particulier lorsqu’elles s’accompagnent d’une humidité accrue. 

De plus, des températures minimales plus élevées prolongent la période d’activité saisonnière des organismes et augmentent leur capacité à survivre à l’hiver et à persister dans l’environnement. Cela s’applique non seulement aux agents pathogènes, mais aussi à leurs vecteurs.

En plus de favoriser de nombreux agents pathogènes, des températures plus élevées peuvent affaiblir les mécanismes de défense naturels d’une plante par le biais de processus tels que le stress thermique et hydrique, les rendant ainsi plus vulnérables aux infections et plus susceptibles de subir des dommages plus importants et de connaître des taux de mortalité plus élevés.

En ce qui concerne plus particulièrement Xylella fastidiosa, une récentea analysé la vulnérabilité des territoires européens à la maladie dans différents scénarios de changement climatique, en évaluant les conditions climatiques favorisées à la fois par l’agent pathogène et son vecteur principal, Philaenus spumarius, également connu sous le nom de cicadelle des prés ou cicadelle écumeuse. Cet insecte a déjà été identifié comme le vecteur responsable de la propagation de la bactérie dans les oliveraies italiennes.

L’étude a révélé qu’une augmentation de la température moyenne mondiale de 1,5 °C porte à 0,32 % la part de la superficie totale des terres menacées en Europe, tandis qu’une augmentation de 4 °C porte cette part à 1,87 %. 

Dans la fourchette des hausses de température analysées, un point de basculement correspondant à une augmentation de 3 °C a été identifié. Au-delà de ce seuil, les chercheurs ont constaté que le risque de propagation de l’agent pathogène au nord de la région méditerranéenne devient nettement plus élevé, lui permettant de se propager rapidement dans des zones auparavant non touchées.

Les auteurs affirment également qu’avant le milieu des années 1990, les condi­tions climatiques européennes, à l’exception de celles des îles de la Méditerranée, ont très probablement empêché la bactérie de s’implan­ter sur le con­ti­nent.

Efforts de lutte contre Xylella fastidiosa

Comme il n’existe aucun remède connu pour les plantes malades, les mesures de lutte actuelles se concentrent sur la prévention et le confinement. 

La stratégie la plus efficace couramment utilisée nécessite à la fois l’élimination complète des végétaux infectés, qui peuvent servir de réservoir à la bactérie, et la lutte contre les populations d’insectes vecteurs.

Outre l’élimination complète des végétaux connus pour être infectés, l’EFSA recommande la création d’une « zone tampon » d’au moins 100 mètres, à partir de laquelle toutes les espèces végétales sensibles sont également retirées et détruites.

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En raison de la nature virulente de l’agent pathogène, les experts recommandent de prendre des mesures de protection lors de l’enlèvement et du transport de toute matière organique au cours de ce processus.

Le processus de lutte contre les insectes vecteurs est tout aussi complexe, nécessitant non seulement l’élimination des organismes eux-mêmes, mais aussi de leurs habitats. 

Cette approche est nécessaire en raison de la nature polyphage et des cycles de vie à plusieurs stades de ces insectes. Philaenus spumarius, par exemple, est connu pour se nourrir d’au moins 170 plantes hôtes et passe par cinq stades distincts après l’éclosion.

Traitement et recherche sur Xylella fastidiosa

Combinaisons de modifications des méthodes de culture, de traitements bactéricides et d’interventions visant à améliorer l’état physiologique de l’hôte se sont révélées prometteuses pour influencer le développement de la maladie, allant même jusqu’à permettre la reprise des récoltes. À ce jour, cependant, aucune n’a réussi à éradiquer l’agent pathogène dans une plante infectée.

La recherche sur les méthodes de traitement est fortement limitée par le statut de quarantaine de Xylella, en particulier au sein de l’UE. D’autres restrictions de l’UE incluent l’interdiction d’utiliser des antibiotiques pour la protection des végétaux. Les domaines de recherche varient donc d’une région géographique à l’autre.

Aux États-Unis, où l’utilisation d’antibiotiques est autorisée pour les plantes, des informations sont disponibles issues d’essais sur des antibiotiques tels que l’oxytétracycline, tétracycline et la streptomycine dans le traitement foliaire de la maladie de Pierce, ainsi que de la micro-injection d’oxytétracycline dans le traitement de la brûlure foliaire induite par Xylella chez l’orme d’Amérique. 

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Bien que ces essais aient démontré une rémission des symptômes, aucun n’a réussi à éliminer l’infection, et les symptômes sont réapparus après l’arrêt du traitement.

Une initiative majeure en Europe est le projet Biovexo, une action d’innovation de l’entreprise commune « Bio-Based Industries » (BBI-JU) lancée en 2020 dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne.

Destiné spécifiquement à lutter contre Xylella dans la culture de l’olivier, BIOVEXO développe deux grandes classes de biopesticides respectueux de l’environnement : les « X-biopesticides », qui ciblent directement l’agent pathogène, et les « V-biopesticides », qui ciblent les cicadelles, vecteurs principaux de transmission de l’agent pathogène. 

Les substances composant ces produits testés sont des souches bactériennes, un métabolite microbien, des extraits végétaux et un champignon entomopathogène.

Dans le cadre d’une approche novatrice, des recherches récentes menées au Brésil portent sur la N-acétylcystéine, un médicament mucolytique couramment utilisé pour traiter les surdosages de paracétamol et pour fluidifier les mucosités épaisses chez l’homme dans des cas de troubles tels que la pneumonie et la bronchite. 

Bien que les mécanismes responsables ne soient pas encore pleinement compris, les premiers résultats ont montré l’efficacité du médicament pour perturber les biofilms bactériens lorsqu’il est appliqué par irrigation sur des cultures hydroponiques ou de plein champ.

Compte tenu du rôle que jouent les biofilms dans la protection des bactéries contre les traitements antimicrobiens, ce qui conduit en fin de compte à une résistance bactérienne, ce domaine de recherche pourrait prendre de l'ampleur, car la dégradation de la matrice protectrice du biofilm pourrait augmenter de manière significative l'efficacité des traitements ciblant directement la bactérie Xylella.

Tant qu’on n’aura pas trouvé de moyen de tuer de manière précise et systématique l’agent pathogène dans l’ensemble de l’hôte, comme cette recherche laisse entrevoir qu’il pourrait un jour être possible, la quarantaine et la destruction des plantes infectées resteront probablement la méthode de lutte la plus efficace.

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