Étude des interactions PGPRs/génotypes de blé tendre dans la lutte contre la septoriose

Study of PGPRs/wheat genotypes interactions in the control of Septoria Leaf Blotch

• Auteur / Autrice : Erika Samain
• Direction : Thierry Aussenac
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie. Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance le 18/06/2019
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Agroécologie, Hydrogéochimie, Milieux et Ressources. UP C101 (2016-2022 ; Beauvais - Rouen)
• Jury : Président / Présidente : Essaïd Ait Barka
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Thierry Aussenac, Monica Höfte, Anissa Lounès-Hadj Sahraoui, Sameh Selim, Nathalie Jullian-Pawlicki, Diederik van Tuinen, Yvan Moënne-Loccoz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Monica Höfte, Anissa Lounès-Hadj Sahraoui
• DOI : 10.70675/4649f8a5z5127z479aza20ezfb349fef3542

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mycosphaerella

Pathogénicité

Triticum aestivum

Résistance aux maladies

Mots clés libres

Paenibacillus sp. strain B2

Mélange de PGPRs

Résistance systémique induite

Génotypes de blé

Mycosphaerella graminicola

Résumé

Septoria tritici leaf blotch (STB), causée par Mycosphaerella graminicola est considérée comme la maladie la plus dommageable du blé. Ce travail a pour objectif l'étude de la durabilité et de l'efficacité de la résistance induite (RI) des rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes (PGPR), contre STB. À travers l'étude de plusieurs PGPRs pour leur capacité à stimuler la croissance (SCP) et d'IR chez différents génotypes de blé. Deux mélanges ont été déterminés, Mix2, composé de Paenibacillus sp. strain B2 (PB2) et de la souche AA, et Mix3, de PB2, Microbacterium SSM001 et Arthrobacter SSM004, en proportions égales. Les PGPR des Mix2 et Mix3 ont montré une colonisation racinaire ecto- et endophyte, jusqu’au stade dernière feuille (DF), avec un effet ''helper'' sur la colonisation racinaire par PB2. La SCP a été observée uniquement avec Mix2 et Mix3. En stress hydrique, l'RI de Mix2 et Mix3 était plus efficace que PB2. Toutefois, PB2, Mix2 et Mix3 ont montré une RI stable et durable contre STB jusqu'à DF, suggérant sa corrélation avec PB2 et dépend de la souche de M. graminicola, du génotype et du stade du blé. L'importante RI des PGPR contre STB a été confirmée au champ. En sol non-stérile, aucun impact significatif sur les communautés microbiennes du sol (CMS), par séquençage de l'ADNr 16S et ITS, n'a été montré. Mais une diminution significative de l'efficacité des PGPR a été observée, uniquement pour PB2 et Mix3, pour certaines variétés testées. L'analyse de l'expression des gènes de la RI de PB2, Mix2 et Mix3 a montré l'induction de gènes marqueurs des voies de défenses, AJ, phénylpropanoïdes et phytoalexines, FAO, avec des inductions stables de Pr1, glucanase et flavonoïde, les suggérant en tant que gènes marqueurs de la protection. Nous avons identifié un mélange de PGPR, avec une RI stable et durable contre STB et le stress hydrique, stimule la croissance du blé, et sans impact sur les CMS. Ce travail peut contribuer à la réduction de l'écart des résultats obtenus en laboratoire et au champ

Septoria tritici leaf blotch (STB) caused by Mycosphaerella graminicola is regarding as the most important disease in wheat. The present work aims to study the durability and efficiency of the plant-growth-promoting rhizobacteria (PGPR)-induced resistance (IR) against STB. Many of PGPR were screened, in single and co-inoculations, for their root colonization, plant growth promotion (PGP) and IR, using different wheat genotypes. However, two effective PGPR-mixtures were identified, Mix2; Paenibacillus sp. strain B2 (PB2) with an effective approval strain AA and Mix3; PB2 with Microbacterium SSM001 and Arthrobacter SSM004, in equal portions. PGPR in Mix2 and Mix3 showed ecto- and endophytic root colonization until the flag-leaf growth stage (FL), with a helper impact on root colonization by PB2. Only, with Mix2 and 3, PGP was observed. Under drought stress, the IR by Mix2 and 3 was more efficient compared to PB2. However, all of them showed high and durable IR against STB until FL, which seems to be more correlated to PB2 and depends on plant-genotype, growth-stage and M. graminicola strain. Interestingly, the high PGPR-IR against STB was confirmed under field conditions. Using the non-sterile field soil, they didn’t show significant impact on the soil microbial communities (SMC), using the 16S rDNA and ITS MEGA sequencing. But, a significant reduction in the PGPR’ efficiency was recorded, only, for PB2 and Mix3, and in some tested cultivars. Gene expression analysis of the PB2-, Mix2- and Mix3-IR showed upregulations of gene markers involved in the basal defenses, JA, phenylpropanoids & phytoalexins and ROS pathways, with stable priming inductions of Pr1, glucanase, and flavonoide, suggesting them as protection markers. We identified an effective PGPR-mixture induces high and durable and stable resistance against STB and drought stresses, promotes plant growth, and without disturbance on the SMC. The global results may help to reduce gap between laboratory and field results