Identification de marques épigénétiques chez le nématode à galles parasite de plantes Meloidogyne incognita

par Loris Pratx

Thèse de doctorat en Interactions moléculaires et cellulaires

Sous la direction de Pierre Abad et de Laetitia Zurletto.

Soutenue le 04-05-2017

à l'Université Côte d'Azur (ComUE) , dans le cadre de École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) , en partenariat avec Université de Nice (1965-2019) (établissement de préparation) , Institut Sophia Agrobiotech (Sophia Antipolis, Alpes-Maritimes) (laboratoire) et de Institut Sophia Agrobiotech [Sophia Antipolis] (laboratoire) .

Le président du jury était Cécile Sabourault.

Le jury était composé de Pierre Abad, Laetitia Zurletto, Cécile Sabourault, Denis Tagu, Isabelle Fudal, Stéphane Maury, Nicolas Nègre.

Les rapporteurs étaient Denis Tagu, Isabelle Fudal.


  • Résumé

    Meloidogyne incognita est le nématode causant le plus de dégâts en agriculture. Sa particularité est d'être un organisme à reproduction asexuée obligatoire. Une femelle engendre des clones a priori 100% identiques génétiquement. Pourtant, M. incognita est capable de faire preuve d'une grande plasticité phénotypique lui permettant de répondre à de nouveaux environnements. Un exemple est le déterminisme du sexe, un phénotype lié aux conditions environnementales et semblant impliquer des régulations chromatiniennes. Un autre exemple est la capacité à contourner les résistances des plantes (virulence), un caractère héréditaire mais non-Mendelien. Dans le cadre de cette thèse, j'ai cherché à tester l'implication des mécanismes épigénétiques dans la plasticité phénotypique en absence de sexe de M. incognita. A ces fins, j'ai évalué la conservation des mécanismes épigénétiques chez les nématodes à galles. Cette approche a permis de pointer que les mécanismes connus chez C. elegans sont conservés chez les nématodes parasites de plantes. Puis, une méthodologie de ChIP-seq a été mise en place afin de comparer les profils d'accumulation des marques d'histones chez M. incognita au cours de la réponse aux conditions environnementales. Cette stratégie a permis la mise en évidence 1- de patrons d'histones modifiées marquant le développement du parasite et 2- de régions génomiques comportant plus de 300 gènes dont des candidats facteurs d'avirulence déjà décrits dans la littérature spécifiquement perdue entre M. incognita (a)virulents. Ces travaux de thèse présentent un intérêt fondamental sur la compréhension de l'évolution d'un organisme en absence de reproduction sexuée.

  • Titre traduit

    Identification of epigenetic marks in the plant-parasitic root-knot nematode Meloidogyne incognita


  • Résumé

    Meloidogyne incognita is the most damaging plant-parasitic nematode in agriculture. M. incognita reproduces in an asexual way by obligatory parthenogenesis. Genetically identical individuals develop from females and form clonal populations. Although these clones share the same genetic heritage, modifications of their phenotype can be observed when they are exposed to unfavorable environments. This phenotypic plasticity is characterized through two phenotypes of interest: sex-differentiation and virulence (i.e. capacity to parasite a resistant crop). Sex-differentiation varies among environmental conditions and was reported to be linked to decondensed chromatin regions. Virulence is an heritable character transmitted in a non-Mendelian way. Our study focuses on identifying the role of epigenome in the generation of phenotypic variability. To this end we detailed the presence of proteins involved in epigenetic regulations in Meloidogyne spp. We also developed a ChIP-seq assay to compare histone modifications between different developmental stages and between virulent and avirulent parasites. Our results allow to detect specific histone patterns associated with M. incognita development. These results lead us to propose a model that could explain sex determination in M. incognita. We also could link virulence acquisition with the loss of some specific genomic regions that contains more than 300 genes including already described potential avirulence factors. This study opens the way for analyzing the role of epigenetic mechanisms at a whole genome scale, and allows to identify novel biological processes involved in phenotypic variation in asexual organisms.


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