Référence : Molecules 2025. — PMC12787118 · DOI 10.3390/molecules31010126 Type : étude phytochimique (composés bioactifs) · Plante : Verge d’or géante · Propriété → Antioxydant Accès : ⭐ libre (open access) → texte intégral traduit. Fidélité : traduction intégrale et fidèle du texte des auteurs. Appels [n] omis ; figures/tableaux « [ ] ».
La verge d’or géante (Solidago gigantea Aiton) est une espèce hautement invasive en Europe (notamment en Pologne, en Allemagne et en République tchèque), dont les métabolites secondaires peuvent constituer des sources potentielles de composés bioactifs. Cette étude a caractérisé le profil phytochimique des extraits de S. gigantea et évalué leurs activités antibactérienne, insecticide et phytotoxique. Les extraits se sont révélés riches en flavonoïdes (TFC = 101 mg QE/g) et en composés phénoliques (TPC = 175 mg GAE/g), l’acide chlorogénique et la rutine étant les constituants dominants. Une forte activité antibactérienne a été observée contre les bactéries à Gram positif, en particulier les espèces du genre Staphylococcus (CMI90 = 2,3 mg/mL ; CMB = 5 mg/mL), tandis que les bactéries à Gram négatif étaient moins sensibles, avec une sensibilité modérée de Rhizobium radiobacter et Pseudomonas syringae. L’extrait a présenté une activité fongistatique contre tous les champignons filamenteux testés, les espèces de Fusarium étant les plus sensibles (49–56 % d’inhibition de la croissance à 10 mg/mL). Les essais insecticides ont montré une mortalité significative des adultes de Tribolium confusum à 2,5–7,0 mg/mL et une inhibition de l’alimentation dès 0,5 mg/mL. Les essais de croissance des plantules ont mis en évidence des effets dépendant de la dose, allant d’une légère suppression à une stimulation modérée selon l’espèce végétale. L’application foliaire a révélé des effets à la fois stimulants et inhibiteurs, la réduction de biomasse la plus importante étant observée chez le cresson à 10 mg/mL (−45 %). Ces résultats indiquent que les extraits de S. gigantea possèdent de puissantes activités antibactérienne, antifongique, insecticide et allélopathique. Leurs effets dépendant de la concentration sur les agents pathogènes et les plantes mettent en évidence des applications potentielles en agriculture durable, notamment pour la protection naturelle des cultures et la lutte intégrée contre les ravageurs.
La recherche de solutions de remplacement sûres et efficaces aux pesticides de synthèse est devenue une priorité majeure de l’agriculture moderne en raison de la résistance croissante des agents pathogènes et des risques environnementaux et sanitaires associés aux produits agrochimiques conventionnels. Dans l’Union européenne, le retrait progressif des pesticides anciens et la mise en œuvre de réglementations axées sur la durabilité, telles que la directive 2009/128/CE et la stratégie « De la ferme à la table », accélèrent encore la demande de produits naturels d’origine végétale possédant un potentiel protecteur. Parallèlement, la résistance aux antimicrobiens (RAM) constitue un défi mondial croissant en médecine humaine et vétérinaire ainsi qu’en production végétale, domaines dans lesquels l’utilisation intensive d’antibiotiques et de produits phytopharmaceutiques a conduit à l’émergence d’agents pathogènes multirésistants. Ces pressions soulignent la nécessité de solutions innovantes et respectueuses de l’environnement, notamment d’extraits végétaux bioactifs, de plus en plus reconnus comme des outils prometteurs pour la lutte intégrée contre les ravageurs et les maladies. Dans ce contexte, les extraits végétaux bioactifs représentent une solution durable et respectueuse de l’environnement pour la protection des cultures.
La verge d’or géante (Solidago gigantea Aiton) est une plante herbacée vivace de la famille des Asteraceae, originaire d’Amérique du Nord. Elle a été introduite en Europe au XVIIe siècle comme plante ornementale, mais elle est rapidement devenue une espèce invasive dans de nombreux pays, notamment en Pologne, en Allemagne, en République tchèque et en Scandinavie. Au-delà de l’Europe, S. gigantea s’est également naturalisée au Japon, en Corée, dans l’Extrême-Orient russe, en Nouvelle-Zélande et aux Açores. Sa présence affecte négativement les communautés végétales naturelles en réduisant leur diversité et leur abondance, tout en produisant des composés allélopathiques qui inhibent la germination des graines et l’allongement des racines des plantes voisines. Dans les systèmes agricoles, ces effets peuvent réduire considérablement les rendements des cultures et augmenter les coûts de gestion.
En raison de ces propriétés, S. gigantea représente à la fois un problème écologique et une source potentielle de précieux composés bioactifs. Le potentiel bioactif de S. gigantea est associé à la diversité de ses métabolites secondaires. Ceux-ci comprennent des flavonoïdes tels que la quercétine, le kaempférol et la rutine ; des terpénoïdes, notamment le limonène, l’α-pinène et le β-caryophyllène ; des saponines ; ainsi que des acides phénoliques tels que les acides chlorogénique, caféique et rosmarinique. Ces composés possèdent des propriétés antioxydantes, anti-inflammatoires, antimicrobiennes, antifongiques, antivirales et insecticides, ce qui fait de S. gigantea une candidate prometteuse pour la mise au point de produits phytopharmaceutiques naturels.
En outre, S. gigantea et des espèces apparentées ont présenté un potentiel insecticide. Benelli a signalé l’efficacité des huiles essentielles de S. gigantea et de S. canadensis contre différents insectes ravageurs, l’huile des feuilles de S. canadensis étant particulièrement active. Herrera-Mayorga et al. ont démontré que des extraits organiques de Solidago graminifolia provoquaient la mortalité de Spodoptera frugiperda, ravageur du maïs. Toutefois, l’activité insecticide des extraits méthanoliques ou aqueux de S. gigantea n’a pas été évaluée, ce qui a motivé la réalisation d’expériences sur Tribolium confusum, ravageur des denrées stockées.
L’utilisation d’extraits dérivés de la verge d’or pourrait offrir des solutions de remplacement respectueuses de l’environnement aux pesticides chimiques conventionnels, soutenir les initiatives d’agriculture durable et s’inscrire dans les politiques de l’Union européenne visant à réduire l’utilisation des pesticides de synthèse.
Notre étude fournit une évaluation complète et multidimensionnelle des extraits de S. gigantea, en examinant simultanément leur activité antimicrobienne contre des agents phytopathogènes, leurs effets insecticides sur des ravageurs agricoles et leurs effets allélopathiques sur des espèces cultivées économiquement importantes. L’étude vise à évaluer le potentiel de S. gigantea comme source de composés bioactifs naturels destinés à des applications en agriculture, en protection des plantes et en lutte contre les ravageurs, tout en tenant compte de ses effets phytotoxiques et stimulants sur la croissance. Le profil chimique de l’extrait ainsi que ses activités antibactérienne, antifongique, insecticide et phytotoxique ont été étudiés afin d’étayer cette approche intégrée.
Les flavonoïdes et les acides phénoliques ont été étudiés en tant que principaux groupes phytochimiques présents chez S. gigantea. La teneur totale en flavonoïdes (TFC) et la teneur totale en composés phénoliques (TPC) ont été déterminées respectivement par la méthode au chlorure d’aluminium et la méthode de Folin–Ciocalteu. La TFP a été établie à 101,15 ± 0,83 mg QE/g, tandis que la TPC était de 175,47 ± 1,15 mg GAE/g.
Concernant l’identification des composés, la liste complète des flavonoïdes et des acides phénoliques est présentée dans [ ]. L’identification était limitée aux composés disponibles dans le mélange étalon d’acides phénoliques, d’alcools et de polyphénols ainsi que dans les mélanges étalons de flavonoïdes MetaSci (Toronto, Ontario, Canada). L’acide chlorogénique (58 %) et la rutine (55 %) étaient les composés dominants des groupes des acides phénoliques et des flavonoïdes, respectivement.
Une évaluation préliminaire de l’activité antibactérienne de l’extrait de S. gigantea a été réalisée par la méthode de diffusion sur disque en gélose, et les résultats ont été exprimés sous forme de coefficient d’inhibition (H) de la croissance bactérienne par rapport au témoin [ ]. L’extrait a présenté une activité inhibitrice variable contre les souches bactériennes testées. Les bactéries à Gram positif étaient plus sensibles (H = 42–67 %) que les bactéries à Gram négatif (H = 0–25 %). Parmi les souches à Gram positif, Staphylococcus aureus PCM 566 et Staphylococcus pseudintermedius PCM 2405 ont présenté la plus forte inhibition de croissance, avec des valeurs de H respectivement égales à 67 % et 60 %. En revanche, parmi les agents phytopathogènes, Rhizobium radiobacter IOR 2188 (H = 25 %) et Pseudomonas syringae IOR 2260 (H = 20 %) étaient les plus sensibles, tandis que Dickeya zeae IOR 2243, D. chrysanthemi IOR 1450 et Pectobacterium carotovorum IOR 1822 présentaient une faible inhibition (H = 15–16 %).
Aucun effet inhibiteur n’a été observé contre Escherichia coli ATCC 9637 ou Burkholderia cepacia IOR 2151 à la concentration testée de 500 µg/disque.
Les résultats relatifs à l’effet antibactérien de l’extrait de S. gigantea contre les agents pathogènes végétaux et mammaliens testés sont présentés dans [ ]. L’extrait a présenté une activité bactériostatique (CMI50 et CMI90) et bactéricide (CMB) variable contre les agents pathogènes testés.
Dans le groupe des agents phytopathogènes, les valeurs de CMI50 et de CMI90 les plus faibles ont été observées pour Rhizobium radiobacter IOR 2188 (respectivement 1,0 et 3,9 mg/mL) et Pseudomonas syringae IOR 2260 (respectivement 1,2 et 4,6 mg/mL), ce qui indique la forte sensibilité de ces souches. Une sensibilité modérée a été constatée chez Pseudomonas syringae var. lachrymans et Dickeya zeae, pour lesquelles une inhibition de 50 % de la croissance s’est produite dans l’intervalle de concentrations de 4,5 à 5,2 mg/mL. La plus faible sensibilité à l’extrait a été observée chez Burkholderia cepacia IOR 2151, avec des valeurs de CMI50 et de CMI90 respectivement égales à 10,3 mg/mL et 16,6 mg/mL. Aucune activité bactéricide (CMB) contre les agents phytopathogènes n’a été observée dans l’intervalle de concentrations testé (0,625–10 mg/mL). Des réductions de la croissance cellulaire ont toutefois été détectées à 5 et 10 mg/mL [ ].
Parmi les agents pathogènes des mammifères, la valeur de CMI50 la plus faible a été obtenue pour le bacille sporulé Bacillus subtilis PCM 2021 (1,2 mg/mL), suivi de Staphylococcus aureus PCM 566 (2,2 mg/mL) et de Staphylococcus pseudintermedius PCM 2405 (3,8 mg/mL). L’extrait a présenté une activité bactéricide contre les bactéries à Gram positif à la dose de 10 mg/mL. En revanche, aucun effet inhibiteur ou bactéricide n’a été observé contre les bacilles à Gram négatif, notamment Escherichia coli PCM 2561, pour laquelle la CMI et la CMB étaient toutes deux supérieures à 10 mg/mL.
Ces résultats indiquent que l’extrait possède des propriétés antibactériennes sélectives, particulièrement efficaces contre les agents pathogènes à Gram positif.
Le coefficient d’inhibition ou de stimulation de la croissance (H/S %) des champignons filamenteux et de l’oomycète exposés à l’extrait de S. gigantea est présenté dans [ ]. L’extrait a été testé aux doses de 2,5, 5 et 10 mg/mL selon la technique du milieu empoisonné sur milieu Czapek–Dox.
L’effet fongistatique de l’extrait de S. gigantea était variable et compris entre 2 et 56 %, selon la concentration de l’extrait (X) et l’espèce fongique ou d’oomycète (Y). Un effet significatif de la dose d’extrait (X) et de l’espèce fongique (Y) a été observé (HSD de Tukey, p = 0,05). L’activité fongistatique augmentait régulièrement avec la concentration de l’extrait (X). L’inhibition moyenne augmentait avec la dose (X), passant de 34,2 % à 2,5 mg/mL à 43,8 % à 10 mg/mL, toutes les moyennes étant significativement différentes les unes des autres (X : C < B < A). L’inhibition la plus élevée a été obtenue à 10 mg/mL, atteignant 56 % chez Fusarium culmorum (souche Fc16). Les champignons saprotrophes du genre Mucor ont également présenté une réponse clairement dépendante de la dose (respectivement 29 %, 44 % et 55 % aux doses D1–D3). En revanche, Trichoderma harzianum a présenté une inhibition stable à toutes les doses (44–47 %), sans différence significative entre les traitements.
Des différences hautement significatives de l’effet fongistatique ont été enregistrées entre les espèces testées (Y : F < E < D < C < B < A). L’effet fongistatique le plus marqué a été observé contre F. culmorum, en particulier pour les souches Fc5, Fc6 et Fc16, chez lesquelles une inhibition de croissance de 49 à 56 % a été observée selon les doses. Pour F. graminearum, l’inhibition n’a dépassé 50 % qu’à la dose la plus élevée (D3). L’inhibition la plus faible a été enregistrée chez B. cinerea (Y = 3 %) et Rh. solani F93 (Y = 13 %). À la dose la plus élevée, l’inhibition de croissance n’était respectivement que de 8 % et 23 %, ce qui indique une faible sensibilité. La croissance radiale de l’oomycète Phytophthora cinnamomi IOR 2080 dépendait de la dose, avec des réductions de croissance comprises entre 35,1 ± 0,3 % et 40,5 ± 0,3 % par rapport au témoin.
Aucun effet stimulant (S < 0) n’a été observé chez les espèces testées. Même B. cinerea, qui a présenté un effet compris entre −0,8 % et 7,8 %, n’a pas montré de véritable stimulation.
L’indice de vitesse de croissance linéaire (T) des champignons saprotrophes et phytopathogènes polyphages ainsi que de l’oomycète traités par l’extrait de S. gigantea est présenté dans [ ]. Les vitesses de croissance variaient significativement selon l’espèce testée et la concentration de l’extrait.
Les champignons saprotrophes du genre Mucor ont présenté une diminution de la vitesse de croissance clairement dépendante de la dose. Chez M. mucedo Mm1, T est passé de 76 dans le témoin à 29 à la concentration d’extrait la plus élevée (10 mg/mL). Chez T. harzianum Th1, la vitesse de croissance a diminué de T = 76 à 38, mais est restée relativement stable à toutes les doses d’extrait, ce qui indique une inhibition modérée indépendante de la dose.
Parmi les agents phytopathogènes polyphages, Ph. cinnamoni IOR 2080 et B. cinerea Bc1 ont présenté des variations minimes de leur vitesse de croissance par rapport aux témoins (intervalle de T : 27–36), ce qui indique une faible sensibilité à l’extrait. Rh. solani F93 a présenté une diminution modérée de T, de 72 à 52 à la dose la plus élevée.
Les espèces de Fusarium ont présenté des réponses variables. F. graminearum IOR 722 et 1970 ont montré une forte réduction de la vitesse de croissance (T = 51 → 17 et T = 54 → 26, respectivement). Parmi les souches de F. culmorum, l’inhibition la plus prononcée a été observée chez Fc5 et Fc16, T diminuant jusqu’à 15–20, soit une réduction approximativement deux à trois fois supérieure à celle des témoins. Les autres souches de F. culmorum (Fc1, Fc6 et Fc12) ont présenté des réponses intermédiaires, avec dans certains cas une récupération partielle à 10 mg/mL.
Aucun effet stimulant de l’extrait sur la vitesse de croissance des colonies n’a été observé chez les espèces testées. Globalement, l’extrait a exercé l’effet inhibiteur le plus marqué sur Mucor et certaines souches de Fusarium, une inhibition modérée sur Rhizoctonia et un effet minime sur Phytophthora et Botrytis.
L’effet de l’extrait sur l’inhibition de la vitesse de croissance des isolats testés est présenté dans [ ].
Afin d’évaluer l’activité biocide de l’extrait [ ], les espèces de champignons et l’oomycète testés ont été réisolés sur un milieu témoin Czapek–Dox dépourvu d’extrait de S. gigantea. L’étude a confirmé que l’extrait de verge d’or ne possède aucun effet fongicide, puisque les souches testées ont pu reprendre leur croissance. Un effet fongistatique ou biostimulant ultérieur a toutefois été observé [ ], selon la concentration de l’extrait (X) et l’espèce fongique (Y). L’extrait de verge d’or a présenté un effet stimulant sur B. cinerea Bc1 (Y ≈ 32 %). La croissance de T. harzianum Th1 a également été stimulée, mais uniquement à la dose de 5 mg/mL (12 %). Chez les champignons du genre Fusarium et l’oomycète Ph. cinnamoni, une inhibition de la croissance mycélienne (Y) de 18 à 29 % a été observée à la dose de 10 mg/mL. L’inhibition la plus forte a été observée pour les isolats F. culmorum Fc1 et Fc5 (H = 29 % et 24 %, respectivement).
L’analyse du coefficient de croissance (T) a mis en évidence des réponses différentes selon l’espèce et la dose d’extrait [ ]. La vitesse de croissance était comprise entre T = 31 et 85. Les saprotrophes M. mucedo Mm1 et T. harzianum Th1 ont conservé une vitesse de croissance élevée, quelle que soit la dose (respectivement T = 77–84 et T = 73–85), ce qui indique l’absence d’inhibition permanente de la croissance.
Parmi les agents phytopathogènes polyphages, les réponses à l’extrait étaient variables. B. cinerea Bc1 a présenté une nette stimulation de la croissance par rapport au témoin (T = 46 → 65–67). Ph. cinnamoni IOR 2080 et Rh. solani F93 ont présenté des diminutions modérées de la vitesse de croissance à la dose la plus élevée (respectivement T = 44 et 64), ce qui indique une inhibition réversible.
Parmi les espèces de Fusarium, la réduction la plus importante de la vitesse de croissance a été observée chez F. culmorum Fc1 et Fc5 (T = 48 → 31 ; 51 → 35), tandis que les autres souches (Fc6, Fc12 et Fc16) ont présenté une diminution modérée (T = 55 → 44). F. graminearum IOR 722 et IOR 1970 ont également présenté des réductions de la vitesse de croissance, respectivement de T = 61 → 53 et de T = 59 → 47.
En conclusion, l’extrait de verge d’or n’a présenté aucune activité biocide contre les souches de champignons ou d’oomycète testées. L’application de l’extrait a entraîné une réduction réversible de la vitesse de croissance du mycélium, dépendante de la dose et de l’espèce, et le seul effet stimulant observé était une augmentation de la vitesse de croissance de B. cinerea Bc1.
Les analyses indiquent comment les différentes concentrations d’extrait influencent la mortalité et l’alimentation — mesurée par la perte de masse de la pastille de blé — des femelles et des mâles du tribolium brun de la farine (Tribolium confusum). L’analyse statistique a montré des effets différents selon la concentration de l’extrait et le sexe du ravageur utilisé dans les bioessais.
Plus précisément, l’analyse statistique a montré que la mortalité des femelles était significativement plus élevée aux doses de 5,5 et 7,0 mg/mL que dans le témoin [ ]. À toutes les autres doses, la mortalité des femelles était également supérieure à celle du témoin, mais ces différences n’étaient pas significatives. L’extrait testé n’a eu aucun effet significatif sur le comportement alimentaire des femelles, mesuré par la perte de masse de la pastille de blé [ ].
Chez les mâles, la mortalité était significativement plus élevée aux doses de 2,5, 4,0 et 6,0 mg/mL que dans le témoin [ ]. Toutefois, pour toutes les autres concentrations de l’extrait, la mortalité n’était pas significativement supérieure à celle du témoin. En outre, une inhibition significative de l’alimentation, mesurée par la perte de masse de la pastille de blé, a été observée chez les mâles [ ]. Plus précisément, la perte de masse de la pastille de blé était significativement inférieure à celle du témoin aux doses d’extrait de 0,5 et 2,5 mg/mL. Aux doses de 1,0, 4,0, 5,5 et 6,0 mg/mL, la perte de masse de la pastille de blé était également plus importante dans le témoin, mais sans différence significative.
L’effet de l’extrait aqueux de S. gigantea sur la croissance des plantules âgées de 7 jours des espèces végétales testées est présenté dans [ ]. Globalement, les doses d’extrait appliquées n’ont pas eu d’effet significatif sur la croissance des plantules. Une réduction de moitié de la croissance des plantules de concombre par rapport au témoin a été observée aux doses de 5 et 10 mg/mL. En revanche, la croissance des plantules de cresson est restée à un niveau similaire (2,8–3,6 cm), bien que la dose la plus élevée ait exercé un effet stimulant, augmentant leur longueur de 27 %.
L’effet de l’extrait aqueux de Solidago sur la masse sèche des plantules âgées de 7 jours des plantes testées est présenté dans [ ]. Les résultats sont exprimés en pourcentage par rapport au témoin. L’application de l’extrait de Solidago a généralement entraîné une légère réduction de la biomasse des plantules, la diminution ne dépassant pas 10 %. La réduction la plus importante de la masse sèche, soit 8 %, a été observée chez le blé d’hiver après l’application de la dose de 2,5 mg/mL. Aucun effet stimulant de l’extrait sur l’accumulation de biomasse n’a été détecté chez les espèces végétales testées.
L’effet de l’extrait de S. gigantea a été évalué au moyen d’un indice de phytotoxicité [ ] après chacune des pulvérisations réalisées aux 10e, 15e et 20e jours de croissance des plantes, aux doses de 2,5, 5 et 10 mg/mL. Des effets à la fois stimulants et inhibiteurs ont été observés.
La pulvérisation réalisée au 10e jour de croissance a provoqué un jaunissement des bords des feuilles, en particulier chez les plants de concombre et surtout aux doses de 10 et 5 mg/mL. Les traitements ultérieurs n’ont pas induit d’effets phytotoxiques supplémentaires et l’état des plantes s’est amélioré. La décoloration, particulièrement visible sur les feuilles de concombre, a disparu [ ].
À l’issue de l’expérience en phytotron, la masse sèche des plantes a été déterminée. Les valeurs de masse sèche variaient et dépendaient à la fois de la dose d’extrait appliquée (X) et de l’espèce végétale (Y) [ ], avec des effets stimulants et inhibiteurs sur la croissance des plantes.
L’effet stimulant le plus marqué par rapport au témoin a été observé chez le concombre (X = 15 %). La phytotoxicité de l’extrait augmentait avec la dose (Y = 108 % > 99 % > 81). L’application foliaire à 2,5 mg/mL a significativement augmenté la masse sèche du concombre, de 37 % par rapport au témoin, tandis que la dose de 5 mg/mL a stimulé la croissance du blé d’hiver de 11 %. La réduction de biomasse la plus importante a été enregistrée chez le cresson alénois à la dose la plus élevée de 10 mg/mL, avec une diminution de 45 %, tandis que, chez les autres plantes, la réduction de masse sèche à cette dose ne dépassait pas 10 %.
Globalement, les résultats indiquent que l’extrait aqueux de S. gigantea ne présente pas une phytotoxicité univoque et que ses effets sur les plantes dépendent à la fois de l’espèce végétale et de la dose appliquée. À faible concentration, l’extrait peut présenter des propriétés stimulantes sur la croissance, tandis que les doses plus élevées peuvent limiter celle-ci, particulièrement chez les espèces plus sensibles. Ces résultats suggèrent que les composés présents dans l’extrait pourraient être utilisés comme régulateurs naturels de la croissance végétale ou comme biostimulants, bien que leurs effets dépendant de la dose doivent être soigneusement pris en compte.
Les extraits d’espèces végétales invasives telles que S. gigantea présentent un double avantage : ils fournissent une source renouvelable de métabolites bioactifs tout en permettant la valorisation d’une biomasse écologiquement problématique. Les résultats de notre analyse LC-MS/MS ont confirmé que l’extrait méthanolique de S. gigantea utilisé dans cette étude était riche en polyphénols, conformément aux recherches antérieures sur les espèces du genre Solidago. La teneur totale en flavonoïdes (TFC) et la teneur totale en composés phénoliques (TPC) se situent dans les intervalles rapportés pour d’autres taxons de Solidago. Par exemple, Shelepova et al. ont rapporté chez S. canadensis des valeurs de TFC comprises entre 65 et 175 mg QE/g et des valeurs de TPC comprises entre 204 et 293 mg GAE/g, tandis que S. graminifolia présentait des teneurs comparables. Quatorze métabolites principaux ont été identifiés, dont six acides phénoliques, sept flavonoïdes et un alcool phénolique. L’acide chlorogénique (CGA) et la rutine étaient les représentants dominants de leurs classes respectives. Cette composition correspond étroitement à celle rapportée par Shelepova et al. pour des populations de Solidago provenant de régions climatiques similaires, ce qui suggère l’existence d’un chimiotype commun dans les peuplements d’Europe centrale.
L’activité allélopathique est considérée comme un facteur majeur de l’invasivité des espèces du genre Solidago, qui accumulent fréquemment des teneurs élevées en acides phénoliques et en flavonoïdes capables de supprimer la germination et la croissance des plantes voisines. L’abondance de CGA, de rutine, de quercitrine et de quercétine, composés largement reconnus pour leurs activités antimicrobienne et allélopathique, fournit une base mécanistique aux effets biologiques — bactériostatiques, fongistatiques et insecticides — observés dans cette étude.
Les essais allélopathiques ont mis en évidence des réponses clairement dépendantes de l’espèce et de la dose. De faibles concentrations d’extrait ont stimulé la croissance du concombre et du blé d’hiver, tandis que des doses plus élevées ont inhibé le développement et provoqué une chlorose transitoire chez le concombre. Le cresson alénois a été fortement inhibé dans tous les traitements. Ces résultats suivent le modèle d’hormèse caractéristique de l’allélopathie, qui est déterminé par des acides phénoliques et des flavonoïdes connus pour modifier la perméabilité membranaire, le stress oxydatif, l’absorption des nutriments et la signalisation hormonale.
L’intégration du profil phytochimique et de l’activité biologique suggère que l’acide chlorogénique, la rutine, les dérivés de la quercétine et les lactones terpénoïdes présents chez S. gigantea peuvent contribuer conjointement à ses effets allélopathiques. Ces composés ont des rôles documentés d’inhibiteurs de la germination, de modulateurs de la croissance, d’inhibiteurs de la croissance microbienne et de substances dissuasives pour l’alimentation des insectes, ce qui concorde étroitement avec les effets multiples observés dans la présente étude.
Les essais antibactériens ont révélé une sélectivité marquée entre les souches à Gram positif et à Gram négatif. B. subtilis, S. aureus et S. pseudintermedius se sont révélés très sensibles (CMI90 = 7,5–9,3 mg/mL ; CMB = 10 mg/mL), conformément aux études antérieures portant sur S. gigantea et des diterpénoïdes purifiés. Les agents phytopathogènes à Gram négatif n’ont présenté que des réponses bactériostatiques, en particulier P. syringae et Rh. radiobacter, tandis qu’E. coli et B. cepacia étaient en grande partie insensibles, ce qui reflète le rôle protecteur de leur membrane externe.
L’extrait a également présenté une activité fongistatique modérée, mais à large spectre. La croissance de Fusarium spp., B. cinerea, Rhizoctonia solani et Ph. cinnamomic (oomycète) a été réduite de 40 à 56 % à 10 mg/mL, avec des effets similaires sur les saprotrophes. Aucun effet fongicide ni aucune stimulation hormétique ne sont survenus. Ces résultats concordent avec des études antérieures montrant une inhibition modérée par les extraits de Solidago, sans stimulation de la croissance fongique.
Les effets biologiques observés correspondent étroitement aux propriétés connues des métabolites dominants. L’acide chlorogénique perturbe les membranes microbiennes, affecte l’homéostasie ionique, module les enzymes métaboliques, inhibe la germination des spores et interfère avec la détection du quorum. La rutine et la quercétine présentent des activités antibactérienne, antifongique et antivirale ; elles agissent en synergie avec d’autres composés phénoliques et altèrent la formation des biofilms. L’action combinée de ces composés explique le spectre d’activité de l’extrait.
L’extrait a présenté des effets insecticides significatifs contre Tribolium confusum. La mortalité des mâles est survenue à 2,5–6 mg/mL, tandis que les femelles ont répondu à 5,5–7 mg/mL. L’inhibition de l’alimentation n’était significative que chez les mâles. Des études comparables ont montré une activité similaire chez d’autres espèces de Solidago, le choix du solvant, l’organe végétal, l’espèce d’insecte et le stade de développement influençant fortement la toxicité. Le CGA, la quercétine et la rutine contribuent probablement à l’activité observée, car ces composés sont connus pour influencer l’alimentation et la survie de plusieurs espèces d’insectes.
Globalement, les propriétés allélopathiques, antimicrobiennes et insecticides des extraits de S. gigantea mettent en évidence la bioactivité multifonctionnelle de cette espèce invasive. Ces effets résultent probablement de l’action combinée des acides phénoliques et des flavonoïdes et concordent avec des mécanismes connus tels que la perturbation des membranes, la modulation du stress oxydatif et l’interférence avec les systèmes de communication microbienne. Le profil d’activité de l’extrait — effets antifongiques modérés, activité notable contre les bactéries à Gram positif, effets limités sur les souches à Gram négatif et activité insecticide mesurable — suggère que la biomasse de S. gigantea pourrait constituer une ressource potentielle pour l’agriculture durable, la lutte intégrée contre les ravageurs et la valorisation écologique. Les recherches futures devraient viser à identifier les métabolites synergiques, à optimiser les méthodes d’extraction et à étendre les essais à d’autres agents pathogènes et ravageurs afin de mieux évaluer les applications pratiques et la pertinence environnementale de l’extrait.
Le matériel végétal de Solidago gigantea A. a été récolté en septembre 2023, au stade de la floraison, dans la commune de Wisznia Mała, en Pologne (51.213353, 17.046135). Immédiatement après la récolte, les plantes ont été transportées du champ au laboratoire de l’Institut de génie agricole de l’Université des sciences de l’environnement et de la vie de Wrocław. Avant le séchage, le matériel a été conservé au froid (4 ± 1 °C) et à l’abri de la lumière afin de limiter les processus de dégradation. Avant le séchage, la matière première a été découpée en segments de 20 ± 2 mm de longueur. Le séchage par sublimation a été effectué au moyen d’une installation FreeZone 4.5 L Plant (Labconco, Fort Scott, Kansas, États-Unis). Le matériel végétal a été précongelé hors de la chambre de séchage à −20 °C, à une vitesse de congélation de 1 °C/min, afin d’éviter l’effet indésirable d’autocongélation. Immédiatement après la congélation, les échantillons ont été placés sur des plateaux dans la chambre de séchage, où la pression a été abaissée à 100 Pa. Selon les données de la littérature, la méthode par contact, qui fournit de la chaleur à l’échantillon au moyen d’une plaque chauffante à haute température, réduit la durée du séchage, mais peut affecter défavorablement la qualité du produit séché. Une solution de compromis a donc été retenue, reposant sur un transfert thermique par contact et une faible température de plaque chauffante de 22 °C.
Les plantes séchées ont été broyées dans un broyeur IKA POL M20 Universal Mill (Staufen, Allemagne), puis extraites au méthanol absolu selon un rapport de 1:5 (m/v). Le mélange a ensuite été agité pendant 60 min sur un agitateur rotatif à 125 tr/min. Enfin, les extraits bruts ont été filtrés et séchés au moyen d’un évaporateur rotatif VWR IKA (Ulm, Allemagne). Les extraits secs ont été pesés et conservés à 4 °C jusqu’aux essais ultérieurs.
Un extrait méthanolique de la plante a été préparé pour l’identification des flavonoïdes et des acides phénoliques. En résumé, 50 g de parties aériennes végétales pulvérisées ont été mis en suspension pendant 24 h dans 500 mL de méthanol à 80 % [v/v] (Sigma-Aldrich, Steinheim, Allemagne), sous agitation constante à 120 tr/min, selon des protocoles précédemment appliqués. Après la durée d’extraction, le solvant a été séparé du matériel extrait et la procédure a été répétée trois fois au total. Après récupération de trois fractions d’extrait, le solvant a été évaporé au moyen d’un évaporateur rotatif sous vide. Pour les analyses ultérieures, des échantillons présentant une concentration d’extrait de 50 mg/mL ont été préparés en dissolvant l’extrait, pesé avec une précision de ±0,005 g, dans du méthanol de qualité Chromasolv (Sigma-Aldrich, Steinheim, Allemagne), puis en le diluant 100 fois et en le filtrant sur des filtres pour seringue Phenex-RC (Phenomenex, Torrance, Californie, États-Unis). Avant l’analyse, 100 µg de lutéoline (Sigma-Aldrich, Steinheim, Allemagne) ont été ajoutés à chaque échantillon comme étalon interne ; la présence de lutéoline dans l’échantillon avait été déterminée lors d’un essai antérieur. Les analyses ont été réalisées en trois exemplaires sur un instrument LCMS-8045 doté d’une source d’ionisation de type ESI (Shimadzu, Kyoto, Japon) et équipé d’une colonne Kinetex 2.6u C18 100A de 100 × 3,0 mm avec une enveloppe ULTRA de 3 mm (Phenomenex, Torrance, Californie, États-Unis).
La phase mobile utilisée pour la séparation chromatographique était constituée d’acide formique aqueux à 0,1 % (A) et de méthanol (B). Un gradient de solvant a été appliqué : de 10 à 20 % de B entre 0 et 5 min, 60 % de B entre 5 et 10 min, puis de 60 à 10 % de B entre 10 et 13 min ; les conditions ont ensuite été maintenues pendant 4 min afin de stabiliser les conditions analytiques. Le débit et le volume d’injection étaient respectivement de 0,35 mL/min et 10 µL. La température de la colonne était réglée à 35 °C.
L’identification des flavonoïdes et des acides phénoliques reposait sur le mode MRM [ ]. Conditions opératoires : azote pour la nébulisation, à un débit de 3 L/min, et pour la désolvatation, à une température de 526 °C ; débit des gaz de chauffage et de séchage de 10 L/min ; températures de l’interface, de la ligne de désolvatation (DL) et du bloc chauffant respectivement égales à 300, 250 et 400 °C.
La TFC et la TPC ont été déterminées par une méthode spectroscopique colorimétrique. Pour la TFC, 1 mL d’extrait à une concentration de 100 µg/mL dans le méthanol (Sigma-Aldrich, Steinheim, Allemagne) a été mélangé à 0,2 mL d’une solution de chlorure d’aluminium à 10 % m/v, à de l’acétate de potassium à 1 M et à 5,6 mL d’eau distillée, puis laissé au repos pendant 30 min. Les échantillons ont ensuite été analysés à 415 nm au moyen d’un spectromètre Cintra 303 (GBC Scientific Equipment Ltd., Dandenong, Australie). La TFC a été exprimée en équivalents de quercétine.
La TPC a été déterminée par la méthode de Folin–Ciocalteu. Un volume de 1 mL d’extrait végétal à 100 µg/mL dans le méthanol a été mélangé à 2,5 mL de réactif de Folin–Ciocalteu à 10 % [m/v], puis maintenu pendant 5 min. Ensuite, 2 mL de carbonate de sodium à 75 % m/v ont été ajoutés et l’échantillon a été incubé au bain-marie pendant 10 min à 50 °C. L’absorbance des échantillons a ensuite été mesurée à 765 nm au moyen d’un spectromètre Cintra 303 (GBC Scientific Equipment Ltd., Dandenong, Australie). Les résultats ont été exprimés en mg d’équivalents d’acide gallique (GAE).
Les extraits obtenus de S. gigantea ont été testés contre un large éventail de micro-organismes, comprenant des coques à Gram positif (Staphylococcus aureus PCM 566 et Staphylococcus pseudintermedius PCM 2405), des bacilles sporulés à Gram positif (Bacillus subtilis PCM 2019), des bacilles à Gram négatif (Escherichia coli ATCC 9637 et des bactéries phytopathogènes telles que Burkholderia cepacia IOR 2151, Dickeya zeae IOR 2243, Dickeya chrysanthemi IOR 1452, pathovar Erwinia chrysanthemi, Pectobacterium carotovorum IOR 1822, pathovar Erwinia carotovora, Pantoea agglomerans IOR 2187, Pseudomonas syringae IOR 2260, Pseudomonas syringae var. lachrymans IOR 2183 et Rhizobium radiobacter IOR 2188), ainsi que des champignons phytopathogènes polyphages : souches IOR Fc5 (79), F6 (1596) et Fc12 (8) de Fusarium culmorum ; F. culmorum Fc1 et Fc16 ; souches IOR 722 et 1970 de Fusarium graminearum ; Botrytis cinerea Bc1 ; Phytophthora cinnamoni IOR 2080, un oomycète ; Rhizoctonia solani F93 ; et les champignons saprotrophes Trichoderma harzianum Th1 et Mucor mucedo Mm1.
Ces souches provenaient de la Collection polonaise de micro-organismes (PCM, Institut d’immunologie et de thérapie expérimentale, Académie polonaise des sciences, Wrocław, Pologne) et de la Collection de cultures d’agents phytopathogènes de l’Institut de protection des plantes (IOR, Poznań, Pologne). Les champignons filamenteux provenaient de l’IOR ou de notre propre collection. Les cultures bactériennes ont été maintenues sur LBA (Luria Broth Agar, Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, États-Unis), tandis que les champignons ont été maintenus sur PDA (Potato Dextrose Agar, Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, États-Unis) ; les deux types de cultures ont été conservés sur gélose inclinée à 4 °C.
L’activité antibactérienne des extraits de Solidago gigantea a été évaluée par la méthode de diffusion sur disque en gélose selon Matuschek et al. (2014). Une aliquote de 100 μL de suspension bactérienne à 1,5 × 10^8 UFC/mL a été étalée sur gélose Mueller–Hinton (MHA) pour les agents pathogènes des mammifères ou sur gélose Luria Broth (LB) pour les agents phytopathogènes. La turbidité des souches bactériennes a été normalisée à 0,5 McFarland au moyen d’un spectrophotomètre VIS-723G (Rayleigh, Pékin, Chine). Des disques de papier Whatman no 1 de 5 mm de diamètre (Angleterre) ont été placés à la surface de la gélose et imprégnés de 30 μL de solutions mères à 500 µg/disque. Une solution de DMSO à 10 % a été utilisée comme solvant et témoin négatif, tandis que des disques filtrants imprégnés de gentamicine à 30 µg/mL (Sigma-Aldrich, États-Unis) ont servi de témoins positifs. Les boîtes ont été incubées pendant 24 h à 37 °C pour les agents pathogènes des mammifères et à 28 °C pour les agents phytopathogènes. L’activité antimicrobienne a été évaluée en mesurant au pied à coulisse le diamètre des zones d’inhibition, en mm, puis en soustrayant le diamètre du disque, soit 5 mm, afin d’obtenir la taille réelle de la zone d’inhibition. Chaque essai a été réalisé en trois exemplaires et les valeurs moyennes sont présentées dans [ ]. Les résultats sont exprimés sous forme de coefficient d’inhibition (I) de la croissance bactérienne selon la formule (1) :
(1) I (%) = [(C − S)/C] × 100
où C est la zone d’inhibition du témoin positif et S la zone d’inhibition obtenue avec l’extrait de S. gigantea.
Les concentrations minimales inhibitrices (CMI) ont été déterminées par une méthode de dilution en série dans des plaques de culture tissulaire à 96 puits (VWR European, Louvain, Belgique). Les espèces bactériennes ont été cultivées sur gélose Mueller–Hinton (MHA ; Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, États-Unis) à 36 °C, tandis que les phytopathogènes ont été incubés dans du bouillon Luria (LB ; Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, États-Unis) à 28 °C pendant 20 h. Après incubation, les suspensions bactériennes ont été préparées dans du NaCl à 0,9 % et leur turbidité a été normalisée à 0,5 McFarland au moyen d’un spectrophotomètre VIS-723G (Rayleigh, Pékin, Chine). La densité finale de l’inoculum bactérien était d’environ 5 × 10^5 UFC/mL.
Les extraits secs ont été dissous dans du diméthylsulfoxyde à 10 % (DMSO ; Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Missouri, États-Unis) et préparés à des concentrations comprises entre 10 et 0,625 mg/mL. Une solution de DMSO à 10 % a été utilisée comme témoin négatif.
Après ajout de l’inoculum bactérien, les plaques ont été incubées pendant 20 h à 37 °C pour les bactéries et à 28 °C pour les phytopathogènes. La croissance bactérienne a été suivie en mesurant la densité optique (DO) à 590 nm au moyen d’un photomètre pour microplaques Multiscan Go (Thermo Scientific, Waltham, Massachusetts, États-Unis). Chaque expérience a été réalisée en trois séries indépendantes comportant quatre répétitions techniques par traitement [ ].
La CMI90 a été définie comme la concentration d’extrait la plus faible inhibant au moins 90 % de la croissance bactérienne par rapport au témoin positif. Le pourcentage d’inhibition de la croissance a été calculé selon la formule (2) :
(2) Inhibition de la DO (%) = [(DO_C − DO_S)/DO_C] × 100
où DO_C est la densité optique moyenne du témoin positif et DO_S la densité optique de l’échantillon testé.
La concentration minimale bactéricide (CMB) a été définie comme la concentration d’extrait la plus faible tuant au moins 99 % des cellules bactériennes. Pour déterminer la CMB, les cultures provenant des puits ne présentant aucune croissance visible ont été inoculées sur des boîtes de MHA et incubées dans les mêmes conditions.
L’activité antifongique a été évaluée au moyen de la technique du milieu empoisonné, modifiée conformément à notre étude antérieure de Gębarowska et al. L’extrait, dissous dans du DMSO à 10 %, a été ajouté au milieu gélosé Čapek liquéfié, refroidi à 56 °C, afin d’obtenir des concentrations finales de 10,0, 5,0 et 2,5 mg/mL (D1–D3). Le milieu a été versé dans des boîtes de Petri et laissé se solidifier. Après solidification, le milieu a été inoculé avec deux disques de 5 mm de diamètre découpés dans la marge en croissance active d’une colonie fongique âgée d’une semaine et placés à l’opposé l’un de l’autre dans la boîte. Après 24 h d’incubation, les disques mycéliens ont été retirés de manière aseptique. Le témoin contenait le solvant, du DMSO à 10 %, à la concentration la plus élevée. Toutes les expériences ont été réalisées avec quatre répétitions. La croissance radiale des colonies a été mesurée quotidiennement jusqu’à ce que les colonies témoins recouvrent entièrement la surface de la boîte de Petri.
En outre, afin de déterminer l’activité fongicide de l’extrait de verge d’or, les champignons testés ont été réisolés sur un milieu témoin Czapek–Dox dépourvu d’extrait après l’achèvement de l’expérience.
Les résultats sont exprimés sous forme d’indice de croissance linéaire et de coefficients d’inhibition ou de stimulation de la croissance des colonies. L’indice de croissance linéaire est calculé selon la formule (3) :
(3) T = A/D + b₁/d₁ + … + bₓ/dₓ
où :
T — indice de croissance linéaire ;
A — moyenne des mesures du diamètre de la colonie (mm) ;
D — durée de l’expérience (jours) ;
b₁–bₓ — augmentation du diamètre de la colonie depuis la dernière mesure (mm) ;
d₁–dₓ — nombre de jours écoulés depuis la mesure précédente.
Le coefficient d’inhibition (I) ou de stimulation (S) de la croissance radiale des champignons a été calculé selon la formule d’Abbott modifiée (4) :
(4) I/S (%) = [(C − S)/C] × 100
où :
I/S — inhibition (I) ou stimulation (S) de la croissance radiale du mycélium (%) ;
C — diamètre de la colonie sur la boîte témoin (mm) ;
S — diamètre de la colonie sur la boîte contenant l’extrait.
L’activité insecticide de l’extrait de Solidago gigantea a été déterminée sur une espèce de ravageur des denrées stockées, le tribolium brun de la farine (Tribolium confusum Duv.) (Coleoptera, Tenebrionidae). Les ravageurs utilisés pour l’étude ont été préparés dans des chambres de croissance dans des conditions contrôlées : obscurité, 30 ± 1 °C et humidité relative de 60 ± 5 %. T. confusum était élevé sur des flocons d’avoine du commerce mélangés en proportions égales à de la farine d’avoine. Les bioessais ont été réalisés dans les mêmes chambres climatiques.
L’activité antiappétente et l’effet létal de l’extrait de verge d’or ont été évalués au moyen du bioessai sur disque de pastille de blé. Ce bioessai est une méthode couramment utilisée en entomologie pour tester l’activité antiappétente de divers composés chez les insectes. Cette méthode a été décrite pour la première fois par Nawrot et al. en 1986, puis en 2009 ; elle a ensuite été reproduite et utilisée de manière constante dans les recherches, comme en témoigne son adoption dans des études telles que celles de Jackowski et al. Les concentrations suivantes d’extrait méthanolique de verge d’or ont été utilisées dans les bioessais : 0,5, 1,0, 2,5, 4,0, 5,5, 6,0 et 7,0 mg/mL. Ces doses d’extrait ont été choisies à partir d’essais de toxicité portant sur une autre espèce de Solidago, à savoir l’extrait éthanolique de S. graminifolia testé contre Spodoptera frugiperda, ravageur du maïs. Dans cette étude, les auteurs ont mis en évidence une concentration létale médiane (CL50) de 0,496 mg/mL. Les doses d’essai de l’extrait méthanolique de Solidago gigantea ont donc été établies à partir d’une concentration de 0,5 mg/mL.
Pour préparer chaque concentration, de l’éthanol à 99 % a été utilisé comme solvant et une goutte de Tween 80 comme émulsifiant. Le témoin était constitué d’éthanol à 99 % et d’une goutte de Tween 80. Les expériences ont été réalisées en séries — extrait à la concentration considérée contre témoin — de sorte que des échantillons témoins ont été préparés à chaque essai. Des disques de pastille de blé de 1 cm de diamètre ont été immergés à l’aide de pinces dans la solution correspondante d’extrait testé ou dans le solvant, constitué d’éthanol à 99 % et d’une goutte de Tween 80, puis placés dans de grandes boîtes de Petri en verre de 210 mm de diamètre. Après 30 min de séchage, les disques ont été pesés avec une précision de 0,01 mg et placés dans des boîtes de Petri en polystyrène de 90 mm de diamètre. Une fois les disques pesés pour tous les traitements, les insectes testés, mâles ou femelles, ont été placés dans les boîtes de Petri, qui ont ensuite été fermées avec des couvercles et introduites dans la chambre de croissance dans les conditions décrites ci-dessus. Les essais ont été réalisés avec cinq répétitions. Les insectes utilisés dans l’étude ont été sélectionnés dans les élevages au stade nymphal, ce qui a permis leur séparation selon le sexe. L’expérience a été réalisée dans une chambre climatique dans des conditions constantes : obscurité, 30 ± 1 °C et humidité relative de 60 ± 5 %. Chaque répétition comprenait cinq adultes mâles ou femelles de T. confusum, âgés de 2 à 5 jours. Après 120 h, les ravageurs ont été retirés des boîtes de Petri. La mortalité des insectes a été vérifiée et les pastilles de blé restantes ont été pesées de nouveau.
Afin d’évaluer l’effet de l’extrait aqueux de verge d’or géante (Solidago gigantea) sur la germination des graines et la croissance des plantes, des essais ont été réalisés sur les plantes modèles suivantes : blé d’hiver (Triticum aestivum L.), concombre de plein champ (Cucumis sativus L.) et cresson (Lepidium sativum L.). Les graines ont été désinfectées en surface avec du NaOCl à 5 % pendant 15 min, puis rincées trois fois à l’eau distillée stérile. L’extrait aqueux a été préparé par évaporation à sec de l’extrait méthanolique au moyen d’un évaporateur rotatif sous vide. Le résidu méthanolique sec a été pesé, puis dissous dans de l’eau contenant 0,05 % de Tween 20 à 40 °C, sous agitation douce afin d’assurer une solubilisation complète.
Les graines désinfectées ont été trempées pendant 15 min dans un extrait aqueux de verge d’or aux concentrations de 2,5, 5 et 10 mg/mL. Après séchage, elles ont été placées sur une gélose à l’eau à 0,5 %, à raison de 10 tubes pour chaque dose. Des graines trempées dans de l’eau distillée ont servi de témoins. Après 7 jours d’incubation à température ambiante et à la lumière du jour, la longueur des parties aériennes des plantules a été mesurée en centimètres. La biomasse végétale a ensuite été déterminée en séchant le matériel végétal à 50 °C pendant 24 h, puis à 105 °C pendant 1 h supplémentaire. Les plantes ont été pesées, avec 10 répétitions, et les résultats sont présentés en pourcentage du témoin. La longueur des plantules a été mesurée après 7 jours de croissance. Les résultats sont présentés dans [ ].
L’effet de l’extrait aqueux de Solidago gigantea sur les plantes aux premiers stades de développement a été évalué in vivo. L’expérience a été menée dans un phytotron dans des conditions environnementales contrôlées : photopériode de 16/10 h, jour/nuit, et température de 26/18 °C. Les graines ont été semées dans le sol et, après la levée, au début de la phase végétative, les plantes ont été pulvérisées avec un extrait aqueux de verge d’or aux concentrations de 10, 5 et 2,5 mg/mL, à raison de 2 mL par pot, avec trois répétitions. Un sol brun mélangé à du sable selon un rapport de 2:1 et présentant un pH de 6 à 6,5 a été utilisé comme substrat. Les pulvérisations ont été effectuées à trois reprises, aux 10e, 15e et 20e jours de végétation. Les plantes pulvérisées avec de l’eau distillée ont servi de témoins. L’effet allélopathique a été évalué au moyen de l’indice de phytotoxicité [ ] après chaque pulvérisation. Après 25 jours de végétation, la biomasse des parties aériennes a été déterminée comme décrit ci-dessus. Les résultats sont présentés dans [ ].
Tous les résultats des [ ] sont présentés sous forme de moyenne ± ED (erreur standard) par rapport au témoin. Les méthodes statistiques appliquées étaient l’ANOVA à deux facteurs et le test post hoc de Tukey. Le seuil de significativité a été fixé à p < 0,05. Les analyses statistiques ont été réalisées au moyen du logiciel Statistica v.13.
Dans le bioessai sur disque de pastille de blé, destiné à déterminer le potentiel insecticide de l’extrait méthanolique de verge d’or géante, la mortalité et la perte de masse de la pastille de blé, indicatrice de l’inhibition de l’alimentation, ont été utilisées pour les analyses statistiques. La mortalité a été calculée selon la formule suivante :
Mortalité = (nombre d’individus morts après 120 h/nombre d’individus testés) × 100 %.
L’effet sur l’inhibition de l’alimentation a été estimé à partir de la perte de masse de la pastille de blé après 120 h d’alimentation.
La normalité des jeux de données correspondant aux différentes concentrations et au sexe des ravageurs a été vérifiée au moyen du test W de Shapiro–Wilk. Les données ne suivant pas une distribution normale, la méthode non paramétrique du test U de Mann–Whitney a été utilisée pour les comparaisons par paires, entre l’extrait à une concentration donnée et le témoin. Les essais correspondant aux différentes concentrations d’extrait n’ont pas été réalisés simultanément ; un témoin distinct a donc été préparé pour chaque essai. La significativité a été évaluée à p ≤ 0,05. Les analyses ont été réalisées avec le logiciel STATISTICA v. 13 (TIBCO Software Inc., Palo Alto, Californie, États-Unis).
Les extraits végétaux constituent de précieuses sources de composés bioactifs et représentent des solutions de remplacement prometteuses aux pesticides conventionnels, en particulier dans le contexte de l’augmentation de la résistance aux antimicrobiens et aux produits antiparasitaires. Les extraits de S. gigantea, riches en acide chlorogénique, en rutine et en dérivés de la quercétine, ont présenté une forte activité antibactérienne contre les bactéries à Gram positif et des effets bactériostatiques contre certaines souches phytopathogènes à Gram négatif, tandis que d’autres sont restées insensibles. L’extrait a présenté une activité fongistatique, en particulier contre Fusarium spp., sans effet fongicide. Il a également montré un potentiel insecticide contre T. confusum, en provoquant une mortalité importante et une inhibition de l’alimentation. L’activité allélopathique variait selon les espèces végétales, allant d’effets modérés sur le concombre et le blé d’hiver à une forte inhibition chez le cresson. Globalement, S. gigantea semble constituer une source prometteuse de composés naturels pour la protection des plantes et la lutte contre les ravageurs. Des études supplémentaires portant sur les composés isolés sont nécessaires afin de préciser leurs mécanismes d’action, leur spécificité et leur innocuité.
Étude phytochimique et biologique in vitro/in vivo limité de la verge d’or géante (Solidago gigantea Aiton), principalement à partir de parties aériennes récoltées au stade de la floraison et d’extraits méthanoliques ou aqueux. Quatorze métabolites majeurs ont été identifiés — six acides phénoliques, sept flavonoïdes et un alcool phénolique —, l’acide chlorogénique et la rutine étant dominants ; aucun composé pur isolé n’a été testé séparément. TFC : 101,15 ± 0,83 mg QE/g ; TPC : 175,47 ± 1,15 mg GAE/g. Les cibles comprenaient des bactéries à Gram positif et négatif, des bactéries phytopathogènes, des champignons filamenteux, un oomycète, l’insecte Tribolium confusum et les plantes Triticum aestivum, Cucumis sativus et Lepidium sativum. L’extrait a été particulièrement actif contre Staphylococcus spp. et Bacillus subtilis ; dans les résultats détaillés, les bactéries à Gram positif présentaient des CMI50 de 1,2–3,8 mg/mL et une activité bactéricide à 10 mg/mL, tandis que Rhizobium radiobacter et Pseudomonas syringae présentaient des CMI50/CMI90 de 1,0/3,9 et 1,2/4,6 mg/mL. Aucune CMB contre les phytopathogènes n’a été observée entre 0,625 et 10 mg/mL. L’activité antifongique était fongistatique et réversible, atteignant 49–56 % d’inhibition chez certaines souches de Fusarium et jusqu’à 56 % chez F. culmorum Fc16 à 10 mg/mL, sans activité fongicide. Chez T. confusum, la mortalité augmentait significativement chez les mâles à 2,5, 4,0 et 6,0 mg/mL et chez les femelles à 5,5 et 7,0 mg/mL ; l’inhibition significative de l’alimentation concernait les mâles à 0,5 et 2,5 mg/mL. Les effets végétaux dépendaient de l’espèce et de la dose : augmentation de 37 % de la masse sèche du concombre à 2,5 mg/mL, augmentation de 11 % chez le blé d’hiver à 5 mg/mL et diminution de 45 % de la biomasse du cresson à 10 mg/mL. Niveau de preuve : essais expérimentaux de laboratoire et en phytotron sur extraits bruts, sans étude clinique, sans validation au champ et sans démonstration d’efficacité ou d’innocuité chez l’être humain.
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