Contribution différentielle des réactions de défense générale aux résistances quantitatives de la pomme de terre à Pectobacterium atrosepticum et à Phytophthora infestans

par Alexander Kröner

Thèse de doctorat en Biologie et agronomie

Sous la direction de Didier Andrivon.

Soutenue en 2012

à Rennes, Agrocampus Ouest .


  • Résumé

    L’utilisation des résistances génétiques, (en particulier des résistances partielles) est un enjeu scientifique majeur dans le cadre actuel de construction de méthodes de phytoprotection durables et respectueuses de l’environnement. Si les résistances quantitatives sont réputées durables, les mécanismes sous-jascents impliqués ne sont pas encore bien connus. L’objectif de la thèse est de mieux comprendre quels sont les éléments clé à l’origine de ce type de résistance pour promouvoir son utilisation en protection des plantes. Les travaux réalisés partent de l’hypothèse que la résistance quantitative est liée à des différences quantitatives (intensité et/ou cinétique) des réponses de défense de l’hôte induites par des éliciteurs issus du pathogène. Nous avons testé cette hypothèse sur des tubercules de 5 variétés de pomme de terre avec des niveaux de résistance variables à deux agents pathogènes différents taxonomiquement et par leurs processus infectieux: la bactérie nécrotrophe Pectobacterium atrosepticum (agent de pourriture molle), et l’oomycète hémi-biotrophe Phytophthora infestans (agent du mildiou). Un classement de résistance inter-variétale a été établi par mesure de la quantité des symptômes provoqués par ces pathogènes. En parallèle, l’induction des réactions de défense par le lipopolysaccharide (LPS) bactérien et un filtrat de culture concentré (CCF) de l’oomycète a été étudiée par mesure de l’activité de la phénylalanine ammonia-lyase (PAL) et de l’accumulation des composées phénoliques. Les résultats obtenus ont mis en évidence un lien positif entre les niveaux de résistance de la pomme de terre à P. Atrosepticum et l'intensité des défenses induites par le CCF mais un lien négatif pour le pathosystème pomme de terre – P. Infestans. Nous avons également montré que l’accumulation de certains composés phénoliques varie dans le même sens que la résistance. Plusieurs de ces molécules, comme l’acide chorogénique et la rutine, réduisent la croissance des pathogènes in vitro, alors que d’autres, comme la nicotiflorine, n’ont pas d’effet toxique direct. Ceci suggère que l’efficacité des défenses induites s’explique par l’action combinée d’ effets directs et indirects. L’ensemble de ces résultats amène à proposer un modèle mécanistique de résistance partielle plus complexe que celui envisagé dans l’hypothèse initiale, et associant effets physiologiques des résistances induites et traits d’histoire de vie liés aux processus infectieux des agents pathogènes eux mêmes.

  • Titre traduit

    Differential contribution of general defence mechanisms to quantitative resistance of potato to Pectobacterium atrosepticum and Phytophthora infestans


  • Résumé

    Using genetic resistance (especially quantitative resistance) is a major challenge for the design of more durable and environmentally friendly strategies in crop protection. If quantitative resistance is considered durable, underlying mechanisms are still poorly understood. The objective of the present work is to identify key elements underlying this type of resistance to favour its integration in crop protection. It started with the hypothesis that quantitative resistance is linked to quantitative differences (intensity and/or timing) of defence responses induced in the host plant by pathogen derived elicitors. We checked this hypothesis on tubers from 5 potato cultivars with variable levels of resistance against two taxonomically distant pathogens with distinct infectious strategies: the necrotrophic bacterium Pectobacterium atrosepticum causing soft rot and the hemi-biotrophic oomycete Phytophthora infestans causing late blight. A resistance ranking between cultivars has been established by quantification of disease symptoms caused by these pathogens. Simultaneously, induction of defence responses by the bacterial lipopolysaccharide (LPS) and by a concentrated culture filtrate (CCF) from the oomycete was studied by measuring the activity of phenylalanine ammonia-lyase (PAL) and the accumulation of phenolic compounds. Results provide evidence for a positive link between the level of quantitative resistance of potato to P. Atrosepticum and the intensity of defence induced by CCF, but a negative link for the pathosystem potato – P. Infestans. We also identified individual phenolic compounds positively linked with resistance level. Some of them (i. E. Chlorogenic acid and rutin) diminish growth of both pathogens in vitro, but others (i. E. Nicotiflorin) have no direct toxic effect. This suggests efficacy of inducible defence to be based on a combined action of direct and indirect effects. Taken together, our results point us to a more complex mechanistic model for quantitative resistance than supposed by our initial hypothesis, integrating physiological aspects of induced resistance with infection linked life history traits of the pathogen.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (122 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. (90-106 p.)

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  • Bibliothèque :
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C 106
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  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : PV ENN 2 L (BG-2012/384)
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