Étude de l’interaction entre Phytophthora parasitica et le microbiote rhizosphérique à la surface de la plante hôte Solanum lycopersicum

par Marie Larousse

Thèse de doctorat en Biologie moléculaire et cellulaire

Sous la direction de Éric Galiana.

Le président du jury était Pierre Frendo.

Le jury était composé de Éric Galiana, Pierre Frendo, Odile Berge, Florence Val, Aurélie Deveau.

Les rapporteurs étaient Odile Berge, Florence Val.


  • Résumé

    Les oomycètes phytopathogènes ont co-évolué avec les microbiotes des plantes hôtes. Il en résulte la formation de biofilms et des réseaux complexes d’interactions dont nous commençons juste à comprendre l’incidence sur la biologie et la virulence des oomycètes. Déterminer la nature de ces interactions et leur rôle dans le contexte d’une infection est aujourd’hui un enjeu cognitif qui concerne la caractérisation des mécanismes moléculaires et communautaires sous-jacents. C’est également une opportunité en termes d’innovation pour élaborer des méthodes de lutte alternative à l’usage de fongicides. Dans ce contexte, ce travail de thèse a consisté à étudier, d’une part, la formation de biofilm chez Phytophthora parasitica, un oomycète polyphage et tellurique, ainsi que, d’autre part, les interactions au sein de ce biofilm entre P. parasitica et le microbiote procaryote rhizosphérique de la plante hôte Solanum lycopersicum. L’analyse du génome de P. parasitica et du transcriptome du biofilm a conduit à la caractérisation d’une nouvelle famille de mucines restreinte à la lignée des oomycètes, les protéines MUCL. Ces 315 protéines sécrétées (25-30 kDa) sont réparties en 15 groupes et possèdent deux domaines : un domaine hautement conservé de fonction inconnue ; un domaine caractéristique des mucines, riche en résidus Sérine et Thréonine avec de très nombreux sites putatifs d’O-glycosylation. Chez P. parasitica, les 3 gènes PPMUCL1/2/3 sont exprimés et co-régulés spécifiquement au stade biofilm.

  • Titre traduit

    Study of the interaction between the rhizospheric microbiota of Solanum lycopersicum and the pathogen Phytophthora parasitica


  • Résumé

    The interactions between a pathogen and the host surface resident microbiota are critical to disease outbreak. These interactions shape the distribution, the density and the genetic diversity of inoculum. However for most plant pathogens how each of these interactions acts on disease as a single one or as a member of a functional network remains to be specified. This issue is addressed here through the analysis of two types of interactions involving the polyphagous oomycete P.parasitica : (i) the intraspecific interaction that leads to monospecific biofilm formation by P. parasitica zoospores on plant surface; (ii) the interspecific interactions that occur between P. parasitica biofilm and the prokaryotic microbiota of Solanum lycopersicum rhizosphere. The biology of monospecific biofilm is investigated through the characterization of MUCL, a new oomycete-specific Mucin-like Protein family. Gene profiling, biochemical and immunohistological analyses define the extent of this family and lead to identify three members, PPMUCL1/2/3, as residing in P. parasitica biofilm. The Phytophthora parasitica-Microbiota interaction is explored using first a metagenomic approach. Two microbial metagenomes derived from a soil of a tomato greenhouse is defined and compared after 16S RNA gene sequencing: M1 which corresponds to the sub-rhizospheric microbiota able to colonize the roots of axenic tomato seedlings; M2, the sub-microbiota able to colonize the tomato seedling roots previously coated with P. parasitica monospecific biofilm. A representative collection of microorganisms from M2 were also obtained through in vitro selection on a medium prepared from P. parasitica extract.

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