Caractérisation de l’effet de stimulateurs de défense des plantes (SDP) en fonction du stade de développement et de l’apport en azote

Characterization of the effect of plant natural defense stimulators (NDS) according to the stage of development and nitrogen intake

• Auteur / Autrice : Camille Verly
• Direction : Alia Dellagi, Loïc Rajjou, Marie-Emmanuelle Saint-Macary
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences agronomiques
• Date : Soutenance le 25/06/2019
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut Jean-Pierre Bourgin (Versailles ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Paris-Sud (1970-2019)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Staphyt (Inchy-en-Artois, Pas-de-Calais)
• Jury : Président / Présidente : Marie Dufresne
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alia Dellagi, Marie Dufresne, Charles Desprès, Bernard Dumas, Elsa Ballini, Alexandre Degrave
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Charles Desprès, Bernard Dumas

Mots clés

Mots clés contrôlés

Maladies -- Lutte biologique contre

Arabidopsis thaliana

Plantes -- Protection

Plantes -- Moyens de défense

Plantes -- Maladies -- Lutte biologique contre

Mots clés libres

Plantes

SDP

Défenses

Fertilisation azotée

Stade de développement

Bio protection

Plants

Elicitors

Defenses

Nitrogen fertilization

Developmental stage

Bio protection

Résumé

Les Stimulateurs de Défense des Plantes (SDP), utilisés dans le cadre de la protection des cultures, constituent une option intéressante pour réduire l’utilisation de produits phytosanitaires « conventionnels » et optimiser les stratégies de biocontrôle. Ces produits sont capables d’activer les défenses de la plante et limiter ainsi l’infection par les agents pathogènes. Cependant, l’efficacité de ces SDP reste erratique et est potentiellement dépendante de nombreux paramètres agronomiques et environnementaux encore méconnus ou mal maîtrisés. Des méthodes de diagnostic de l’activation de défense sont requises pour optimiser l’usage des SDP. Le stade de développement de la plante ainsi que la nutrition minérale, et essentiellement la nutrition azotée, jouent un rôle majeur dans la mise en place des défenses en présence d’agents pathogènes ou d’éliciteurs. Durant cette thèse, une étude de l’impact du stade de développement de la plante et de sa nutrition azotée sur les réponses à des éliciteurs a été menée. Une nutrition optimale s’est avérée nécessaire pour une mise en place des défenses et une protection efficaces. Dans le but d’améliorer les méthodes de criblage des produits ayant potentiellement des activités SDP, deux tests diagnostiques ont été développés durant cette thèse : 1) un test de laboratoire appelé « GUSTAVE » basé sur l’utilisation de plantes d’Arabidopsis exprimant des fusions GUS sous le contrôle de promoteurs de gènes de défense et 2) un test immunologique appelé « ELICITEST » basé sur des anticorps mis au point durant cette thèse dont l’utilisation fait l’objet d’un dépôt de brevet. Nos résultats indiquent que l’efficacité des SDP est fortement affectée par la nutrition azotée et dépend du pathosystème considéré. Nous avons développé pour la profession de outils simples qui permettront d’améliorer la mise au point des conditions d’utilisation de ces produits.

Plant Defense Elicitors (PDE), used in crop protection, are an attractive option to reduce the use of "conventional" crop protection products and optimize biocontrol strategies. These products are able to activate plant defenses and thus limit infection by pathogens. However, the effectiveness of these SDP remains erratic and is potentially dependent on many agronomic and environmental parameters still unknown or poorly controlled. Diagnostic methods for defense activation are required to optimize the use of SDP. The stage of development of the plant as well as mineral nutrition, and essentially nitrogen nutrition, play a major role in the establishment of defenses in the presence of pathogens or elicitors. During this PhD, a study of the impact of the plant developmental stage and of nitrogen nutrition on the responses to elicitors was conducted. Optimal nutrition is needed for effective defense activation and protection. In order to improve the screening methods of products with potentially PDE activities, two diagnostic tests were developed during this thesis: 1) a laboratory test called "GUSTAVE" based on the use of Arabidopsis plants expressing GUS fusions under the control of defense gene promoters and 2) an immunoassay called "ELICITEST" based on antibodies developed during this thesis whose use is the subject of a patent application. Our results indicate that the efficacy of SDP is strongly affected by nitrogen nutrition and depends on the pathosystem considered. We have developed simple tools for professionals that will allow improving the conditions of PDE use.