Analyse de la structure génétique et de la dynamique évolutive des populations pathogènes de Xanthomonas oryzae pv. oryzae et caractérisation de gènes de résistance dans des variétés de riz au Burkina Faso

par Amadou Diallo

Projet de thèse en Mécanismes des Interactions parasitaires pathogènes et symbiotiques

Sous la direction de Boris Szurek et de Mahamadou Sawadogo.

Thèses en préparation à Montpellier en cotutelle avec l'Université Ouaga 1 Pr Joseph KI-ZERBO , dans le cadre de Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-...) , en partenariat avec IPME - Interactions Plantes Microorganismes Environnement (laboratoire) depuis le 24-05-2018 .


  • Résumé

    La bactériose vasculaire (Bacterial Leaf Blight en anglais) due à Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) est une maladie émergente du riz qui sévit en Afrique de l'Ouest et particulièrement au Burkina Faso. Des travaux effectués entre 2009 et 2015 ont permis de caractériser la diversité des souches de Xoo tant au plan génétique que phénotypique. Ces souches sont distinctes des souches asiatiques et se caractérisent par un nombre plus restreint de gènes codant les effecteurs de type TAL. Récemment, il a été démontré que les effecteurs TalC et Tal5 présents dans les souches de Xoo africaines jouent un rôle de virulence majeur en induisant l'expression du gène de sensibilité SWEET14. En outre, de nouvelles sources de résistance ont été identifiées au sein de variétés de riz cultivées au Burkina Faso. Des tests de virulence ont montré leur grande efficacité d'action face à un large spectre de souches africaines de Xoo, et ce à tous les stades de développement de la plante. Il s'agit des variétés NERICAs pluviales (NERICA 12, 13 et 17) et des variétés améliorées FKR19 et FKR43. Cependant, les gènes déterminant la résistance n'ont pas encore été caractérisés tant chez l'hôte que chez l'agent pathogène (Xoo du Burkina). En effet, pour réduire les risques de contournement de la résistance de ces variétés face aux potentielles facultés d'adaptation de l'agent pathogène, il est impératif d'évaluer leur durabilité au champ avant l'exploitation de ces nouvelles sources de résistance dans des programmes d'amélioration et leur déploiement à plus grande échelle. A cet effet, une meilleure connaissance de la structure des populations de l'agent pathogène donnera un éclairage sur leur dynamique ce qui apparait clairement comme une condition permettant d'anticiper et de contrôler la maladie, puisqu'elle guidera l'orientation de la sélection et le déploiement des gènes de résistance impliqués. D'où l'intérêt de ce projet de (i) déterminer les gènes impliqués dans la résistance, tant au niveau des variétés de riz (analyse de ségrégation) que de ceux impliqués dans son élicitation chez les souches de Xoo (facteursd'avirulence), (ii) analyser la diversité des populations de Xoo collectées entre 2013 et 2018 par une approche MLVA, et de ces déterminants essentiels du pouvoir pathogène que sont les effecteurs de type TAL (séquençage complet du TALome) et (iii) évaluer la stabilité des résistances sur les sites rizicoles subissant une forte pression parasitaire.

  • Titre traduit

    Analysis of genetic structure and evolutionary dynamic of pathogenic populations of Xanthomonas oryzae pv. oryzae and characterization of resistance genes in rice varieties in Burkina Faso


  • Résumé

    Bacterial leaf blight due to Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo) is an emergent rice disease that is acting severely in West Africa and particularly in Burkina Faso. Work carried out between 2009 and 2015 allowed to characterize the genetic and phenotypic diversity of Xoo strains. These strains are distinct from Asian strains and are characterized by a smaller number of genes coding the TAL (Transcription Activator-Like) effectors. Recently, the TalC and Tal5 effectors present in African Xoo strains have been shown to play a major virulence role in inducing the expression of the SWEET14 sensitivity gene. In addition, new sources of resistance have been identified in varieties of rice grown in Burkina Faso. Virulence tests have shown their high efficacy against a wide spectrum of African Xoo strains at all stages of the plant's development. These are pluvial NERICAs (NERICA 12, 13 and 17) and improved varieties FKR19 and FKR43. However, resistance genes have not yet been characterized in both the host and the pathogen (Xoo from Burkina). Indeed, in order to reduce the circumventing risks of the resistance of these varieties in front of the pathogen's potential adaptation capabilities, it is imperative to evaluate their durability in the field before exploitation of these new sources of resistance in improvement programs and their deployment to a larger scale. For this purpose, a better knowledge of the populations' structure of the pathogen will give a lighting on their dynamic which clearly appears as a condition allowing to anticipate and control the disease, since it will guide the orientation of the selection and the deployment of the resistance genes involved. Hence the interest of this project to (i) determine the genes involved in resistance, both in terms of rice varieties (segregation analysis) and those involved in its elicitation in Xoo strains (avirulence factors), (ii) analyze the diversity of Xoo populations collected between 2013 and 2018 using an MLVA approach, and these essential determinants of the pathogenicity that are TAL effectors (complete sequencing of TALome) and (iii) assess the stability of resistances at rice-growing sites undergoing high parasite pressure.