Les bactérioses du riz dues à Xanthomonas oryzae au Burkina Faso : Diversité et identification de sources de résistance adaptées

par Issa Wonni

Thèse de doctorat en Biologie intégrative des plantes

Sous la direction de Boris Szurek, Irénée Somda et de Léonard Ouedraogo.


  • Résumé

    La bactériose vasculaire du riz (BLB) et à stries foliaires (BLS) causées respectivement par Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) et X. oryzae pv. oryzicola (Xoc) sont deux maladies émergentes en Afrique de l'Ouest, suite à l'expansion de la culture du riz et à l'introduction de variétés à haut rendement au cours de ces dernières décennies. Trois nouvelles races de Xoo ont été caractérisées en Afrique dont on a montré, sur la base d'une analyse génétique, leur spécificité africaine. En revanche, une étude réalisée sur une dizaine de souches de Xoc isolées au Mali en 2003, démontre qu'elles sont apparentées à des souches de Xoc asiatiques. En Asie, plusieurs gènes de résistance à Xoo ont été identifiés et déployés dans les programmes de lutte contre BLB. Cependant aucun gène de résistance à Xoc n'a été encore identifié chez le riz. Les objectifs de notre étude étaient (i): d'implémenter les collections de souches de Xoo et Xoc Africaines disponibles mais incomplètes, à l'aide de nouvelles campagnes d'échantillonage réalisées de 2009 à 2012 dans différentes zones agroécologiques du Burkina Faso et du Mali, (ii) de déterminer la diversité génétique de ces souches, (iii) d'identifier et caractériser de nouvelles sources de résistance contre BLB et BLS au sein d'accessions de riz cultivées au Burkina Faso. Nos résultats ont montré que les souches africaines de Xoc sont hautement variables tant d'un point de vue génétique que du pouvoir pathogène. L'analyse par PCR de deux effecteurs de types III conservés (xopAJ et xopW) permet de différencier les souches de Xoc en deux groupes, xopAJ étant absent dans la majorité des souches et une insertion de 1050 bp étant détectée dans la séquence codante de xopW de certaines souches. Néanmoins, il apparait que la forte diversité génétique des Xoc n'est pas corrélée à leur origine géographique, ni à la période de collecte, ou à la nature de l'hôte. Les souches de Xoo caractérisées appartiennent toutes à la race A1 qui n'avait pas encore été signalée au Mali. Au regard de la diversité des souches et de leur évolution, il est important d'envisager un plan de surveillance épidémiologique à plus large échelle des populations de Xo dans les régions concernées en Afrique de l'Ouest. Enfin, nous avons montré que certaines variétés de riz cultivées au Burkina Faso présentent un phénotype de résistance spécifique des souches africaines de Xoo et ce, à tous les stades de développement de la plante. Ces données originales contrastent par rapport au phénotype des lignées de riz résistantes de référence (Xa4, xa5 et Xa7 efficaces uniquement au stade de tallage maximum). Eu égard à l'absence de gènes de résistance dans le riz efficaces contre Xoc, ces variétés qui constituent également une source de résistance efficaces contre la diversité des souches de Xoc africaines, offrent potentiellement un nouveau moyen pour assurer le contrôle du BLS au Burkina Faso et éventuellement dans d'autres pays Africains.

  • Titre traduit

    Rice bacterial diseases due to Xanthomonas oryzae in Burkina Faso : diversity and identification of locally-adapted resistance sources


  • Résumé

    Bacterial Leaf Blight (BLB) and Bacterial Leaf Streak (BLS) diseases respectively caused by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) and X. oryzae. pv oryzicola (Xoc) are two emerging diseases of rice in West Africa, due to the recent expansion of rice cultivation and introduction of improved rice varieties over the last decade. Three news Xoo races were characterized based on genetic analysis, demonstrating their african specificity. In contrast, a study achevied on about ten Xoc strains isolated in Mali in 2003, show that they are related to asian Xoc strains. In Asia, several R genes against Xoo have been identified and deployed in breeding program to control BLB. In contrast, no R gene against Xoc has been identified in rice. The objectives of this PhD thesis are to (i) complete the Xo collections of African isolates upon annual sampling operated from 2009 to 2012 in various agroecological areas of Burkina Faso and Mali, (ii) determine the genetic diversity of these strains , (iii) identify and characterize news sources of resistance genes to BLB and BLS within rice accessions cultivated in Burkina Faso.Our results showed that african Xoc are highly diverse genetically and phenotypically. PCR-based analyse of two conserved type III effector gene (xopAJ and xopW) differentiated two groups of Xoc strains, with xopAJ not detected in a majority of African Xoc strains and 1050 bp insertion detected in xopW gene for few strains. However, the high genetic diversity observed among the Xoc strains is not correlated to geographical origin, sampling data or host plant species. Xoo strains characterized belong all to race A1 previously reported by Gonzalez et al. (2007) in Burkina Faso. Given the diversity of X. oryzae strains and their evolution, it is essential to establish a large scale epidemiological monitoring of Xo populations in concerned regions in west Africa.At last, some accessions cultivated in Burkina Faso showed specific resistance to african Xoo strains at all plant development stages. These original data contrast with rice lines carring Xa4, xa5 and Xa7 resistance genes against BLB, which are only effective at maximun tillering stage.Given no sources of effective resistance genes against BLS is available in rice, these accessions which were also efficient against a set of Xoc strains representative of the diversity in Africa, represent a huge potential source for the control of BLS in Burkina Faso, and eventually in others african countries.


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