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Phoma du tournesol : déterminisme de la tolérance de l'hôte à la maladie

Alignan, Marion (2006) Phoma du tournesol : déterminisme de la tolérance de l'hôte à la maladie. (Sunflower black stem : determinism of host tolerance to disease.)

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Abstract

La maladie des taches noires du tournesol, dont l'agent responsable est le champignon Phoma macdonaldii, n'a jusqu'alors été que très peu étudiée. En France, si son apparition remonte au début des années 1980, elle provoque aujourd'hui des dégâts de plus en plus inquiétants. Elle a été classée, en 2004, deuxième maladie plus importante après le Mildiou, par les acteurs de la filière tournesol. Aucun génotype de tournesol n'a pu à ce jour être répertorié comme résistant à la maladie ; nous ne disposons que de génotypes tolérants. Nos travaux, qui se sont orientés selon trois axes, ont permis de mettre en évidence différents points : - Une étude histologique a révélé que le premier frein à la pénétration du champignon dans les cellules de l'hôte semble être des ornementations cuticulaires particulières plus prononcées chez le génotype tolérant par rapport au génotype sensible. Une cinétique de l'infection a également été réalisée. - L'étude des phytoalexines du tournesol, la scopolétine et l'ayapine, a permis de mettre en évidence que ces dérivés coumariniques ont un effet inhibiteur important sur la germination du champignon, et que l'ayapine est également capable d'inhiber la croissance de Phoma macdonaldii. De plus, le dosage de la scopolétine in planta, à différents temps après contamination par le Phoma, a prouvé que la molécule présentait un niveau de synthèse et d'accumulation jusqu'à deux fois plus élevé chez le génotype tolérant étudié par rapport au génotype sensible. - Enfin, grâce à la mise au point d'une puce à ADN composée de 1000 unigènes, dont plus de 100 gènes impliqués dans la résistance des plantes aux maladies, nous avons pu mettre en exergue l'expression différentielle de certains gènes entre un génotype tolérant et génotype sensible, en réponse à l'infection. Ces gènes pourraient être impliqués dans la tolérance du tournesol à Phoma macdonaldii. Les différents résultats obtenus nous laissent envisager une amélioration du tournesol afin d'augmenter son niveau de résistance aux maladies. ABSTRACT : Few investigations have been undertaken on the mechanisms subtending the tolerance of sunflower to black stem disease. Caused by the necrotrophic fungus Phoma macdonaldii, the disease occurs in France from the 1980's. Today it is responsible of yield losses with increased seriousness. In 2004, it was the second more important disease on sunflower, after mildew. So far, no resistant genotype has been identified. Tolerant genotypes exist and their tolerance was shown to be highly variable. Our investigations, developped according to three main axes, have allowed to shed light on differents points : - an ultrastructural investigation revealed that the first limitation to the fungus penetration in the host cells seems to be particular cuticular ornamentations more pronounced in tolerant genotype compared to the susceptible one. A kinetic of infection was also realised. - The study of sunflower phytoalexins, scopoletin and ayapin, allowed us to show that these coumarinic derivatives have a strong inhibitor effect on the fungus germination. Ayapin was also able to inhibit Phoma macdonaldii growth. Quantification of scopoletin in planta, at different time after contamination by Phoma, proved that this compound showed a level of synthesis and accumulation twice more important in tolerant genotype compared to the susceptible one. - Finally, with the construction of a 1000 element cDNA microarray, on which were included more than 100 cDNA implicated in biotic stress responses, we revelead differential expression of some genes between partially resistant and susceptible genotypes. These genes could be implicated in sunflower tolerance to Phoma macdonaldii. The different results obtained will hopefully allow sunflower inprovement in order to increase its resistance to this disease.

Department or laboratory:Laboratoire de Biotechnologie et Amélioration des Plantes - BAP (Castanet-Tolosan, France)
Directeur de thèse:Barrault, Gérard
Uncontrolled Keywords:Tournesol (Helianthus annuus) – Phoma macdonaldii – Défense des plantes – Champignon nécrotrophe – Puce à ADN – Phytoalexines – Tolérance – Résistance
Subjects:Biology > Molecular and cellular biology and genetics - Biotechnology
Agronomy > Plant sciences
Deposited On:14 December 2006

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