Obtention et Caractérisation de nouveaux génotypes de pois chiche, par radio-mutagenèse, résistants à Orobanche foetida

• Auteur / Autrice : Inès Brahmi
• Direction : Omrane Belhadj, Philippe Simier, Yassin Mabrouk
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences du végétal – Physiologie cellulaire et moléculaire du végétal
• Date : Soutenance en 2015
• Etablissement(s) : Nantes en cotutelle avec Université de Tunis El-Manar. Faculté des Sciences de Tunis (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies de l'information et mathématiques (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Biologie et Pathologie Végétales (Nantes)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Nantes-Angers-Le Mans - COMUE (2009-2015) - Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques
• Jury : Président / Présidente : Benoît Saint-Pierre
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Omrane Belhadj, Philippe Simier, Yassin Mabrouk, Benoît Saint-Pierre, Haythem Mhadhbi, Christian Magné
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Haythem Mhadhbi, Christian Magné

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rayons gamma

Pois chiches

Plantes parasites

Orobanches

Résistance aux maladies

Génotype

Mots clés libres

Minirhizotron

Résumé

Les orobanches sont des adventices parasites largement répandues dans les agrosystèmes du bassin méditerranéen. En Tunisie, Orobanche foetida s’attaque aux Légumineuses cultivées et en cause d’importantes pertes. Les méthodes de lutte actuellement proposées demeurent insuffisantes. Parmi ces dernières, la sélection des variétés résistantes reste la méthode de contrôle la plus économique. Dans ce contexte, l’induction de mutations génétiques en utilisant les rayons gamma a été testé pour augmenter la variabilité génétique de pois chiche avec l’objectif ici à moyen terme de proposer de nouvelles lignées résistantes. L’effet de l’irradiation sur la germination et la croissance des plantes de pois chiche (cv. Amdoun) a été étudié. La dose 150 Gy a été définie comme la dose mutagène capable d’induire des mutations génétiques chez le pois chiche (cv. Amdoun). Une première sélection phénotypique dans une parcelle naturellement infestée par O. Foetida a permis de sélectionner 30 génotypes mutants (M2), en raison de leur faible sensibilité, qui se traduisait par un nombre réduit d’orobanches émergées. Ces génotypes ont été ensuite étudiés au laboratoire pour apprécier d’une part leur capacité à induire la germination des graines d’orobanche et d’autre part leur degré de résistance en conditions d’infestation artificielle. Aucun des mutants n’a perdu totalement sa capacité à induire la germination de l’orobanche mais cinq d’entre eux ont une capacité significativement réduite par rapport au témoin Amdoun. La résistance repose également sur l’induction d’une nécrose précoce du parasite, empêchant la formation du suçoir, et sur une perturbation du développement souterrain de la hampe florale qui limite l’émergence du parasite. L’ensemble de ces caractères induits par radiomutagenèse est stable puisque conservés dans la génération M3. L’efficacité de la radiomutagenèse pour induire une résistance forte repose sur la modulation, dans les racines sous infestation, du profil d’accumulation des composés phénoliques solubles et de l’expression d’acteurs majeurs de la résistance à l’orobanche tels que les peroxydases et la polyphénoloxydase.

Broomrapes are parasitic weeds widespread in agricultural systems of the Mediterranean basin. In Tunisia, Orobanche foetida attacks on cultivated legumes cause significant losses. Currently proposed control methods are insufficient. The selection of resistant varieties is the most economic method of control. In this context, the induction of genetic mutations is used to increase the genetic variability in the medium term for propose new resistant lines. In our study, the effectiveness of radio mutagenesis was evaluated in chickpea. The effect of irradiation on the germination and growth of chickpea plants (cv. Amdoun) was studied. The 150 Gy dose was defined as the mutagen dose capable of causing genetic mutations in chickpea A first phenotypic selection in a naturally O. Foetida infested plot was used to select 30 genotypes (M2 progeny), because of their low sensitivity which resulted in a reduced number of emerged orobanche. These genotypes were then studied in the laboratory to appreciate first their ability to induce seed germination broomrape and also their degree of resistance under artificial infestation. None of the mutants has completely lost the ability to induce germination of Orobanche seeds but five of them displayed a significantly reduced capacity compared to Amdoun control. Additional resistance components were observed, such as early necrosis of the parasite which prevents haustorium formation, and late disturbance in the subterranean development of the floral shoot which reduced parasite emergence. All the radiomutagenesis induced characters were stable as kept in the following M3 generation. This study shows that the effectivness of radiomutagenenis for producing strong resistance is related to modulations of accumulation of phenolic compounds and expression patterns of peroxidases and polyphenoloxidase in chickpea roots under infestation.