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Déterminisme de la tolérance du tournesol à Phoma macdonaldii au collet et sur racines : approches génétiques et histologiques

Abou Al Fadil, Taissir (2006) Déterminisme de la tolérance du tournesol à Phoma macdonaldii au collet et sur racines : approches génétiques et histologiques. (Partial resistance to collar and root necrosis caused by Phoma macdonaldii in sunflower : genetical and histological approaches.)

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6.04 Mo

Abstract

La maladie des taches noires du tournesol, ou Phoma du tournesol, est en constante progression en France depuis les années 1980. Elle a été classée, en 2004, deuxième maladie plus importante après le Mildiou. Elle provoque des pertes de rendement qui peuvent atteindre jusqu'à 70 pour cent lorsque l'agent pathogène, s'attaquant au collet de plantules, est à l'origine d'une sénescence prématurée de la plante. Les études réalisées à ce jour portent essentiellement sur la contamination du tournesol par Phoma macdonaldii au niveau de la tige. Des études génétiques ont mis en avant une résistance partielle de type polygénique. Cependant, aucun travail n'a été réalisé sur les attaques de Phoma au niveau des racines et du collet. Nos travaux, ont permis de mettre en exergue différents points : grâce à la mise au point d'un test de contamination racinaire et au collet à la transformation de souches de Phoma macdonaldii avec une protéine verte fluorescente (GFP), nous avons pu mener une étude histologique et cytologique de l'interaction au niveau racinaire et collet. Cette étude nous a permis de suivre la mise en place et le développement de l'infection, et a révélé que des contaminations racinaires pourraient être à l'origine de contaminations au collet. L'étude de l'interaction entre 4 génotypes de tournesol et 10 souches monospores de Phoma macdonaldii sur tige, collet et racine a par ailleurs permis de mettre en évidence que la réaction de la plante hôte pouvait varier selon l'organe infecté. Aucune corrélation n'a pu être détectée entre les réponses de certains génotypes aux attaques sur racines, collet et tige, rendant nécessaire l'évaluation de la résistance aux différents types d'attaque. La variabilité génétique de la résistance partielle à la maladie des tache noires a été étudiée à partir de 88 familles F3 provenant de croisement entre le génotype AS-613 et son mutant M3-8. La différence significative entre le deux parents montre l'existence d'un changement concernant la résistance partielle au Phoma chez le mutant M3-8. La comparaison entre le meilleur parent et 10% des familles F3 sélectionnées (gain génétique), prouve la nature polygénique de la résistance partielle à cette maladie. Le contrôle génétique de la résistance partielle du tournesol au Phoma macdonaldii suit à une contamination sur collet et racinaire a été étudié sur plusieurs lignées de tournesol et leurs hybrides F1 face à 4 isolats différents de Phoma macdonaldii dans un programme de croisements diallèles. L'importance des aptitudes générale et spécifique à la combinaison dans le contrôle génétique à cette maladie a été démontée par cette étude. A partir d'une carte génétique réalisée au laboratoire, nous avons également pu identifier des QTLs impliqués dans la résistance du tournesol au Phoma, sur collet et racines. Certains de ces QTLs sont impliqués dans la résistance de l'hôte à différentes souches de l'agent pathogène, alors que d'autres sont spécifiques d'un isolat donné. ABSTRACT : The black stem disease of sunflower "Phoma macdonaldii" has been spreading steadily since 1980 and it is actually the second most serious diseases of sunflower after mildew in France. It causes premature ripening resulting in yield losses up to 70 for cent when the pathogen infects the collar of seedlings. Previous studies for partial resistance in sunflower to Phoma black stem have been performed by infection of cotyledon petioles with Phoma spores. They revealed the existence of a polygenic partial resistance to Phoma in sunflower. As far as we know, partial resistance to collar and root necrosis has not been reported in the literature. In order to study the resistance of different genotypes to the disease, several experiments were undertaken which are : using a method of inoculation on collar and root with a transformed isolate of Phoma macdonaldii with GFP, we studied the interaction of Phoma on collar and root. This study helped us to understand the developpement of isolates in infected tissue. We suggest by this study that, infected root may cause collar infection in sunflower. In another experiment, the interaction between 4 genotypes of sunflower and 10 isolates of Phoma on shoot, collar and root was studied. We highlighted for the first time that response of plant to Phoma vary depending infected tissue. Using 88 F3 families coming from a crass between AS-613 and its Mutant lime M3-8, genotype variation for resistance to black stem was studied. Significant difference between AS-613 and M3-8 showed that mutation has changed resistance to Phoma. A comparison between the best parent and 10% selected F3 families revealed the polygenic nature of resistance. Genetic control of partial resistance to Phoma macdonaldii was also studied using some sunflower lines and their F1 hybrids for collar and root infection with 4 isolates of Phoma using a Diallel cross. We showed that general combining ability (GCA) is important to control of resistance to Phoma macdonaldii. Finally using a genetic map of our laboratory, we identified the QTLs involved in resistance to Phoma on collar and root. Some of QTLs control resistances to different isolates but some others are specific to a given isolate.

Department:Laboratoire de Biotechnologie et Amélioration des Plantes - BAP (Castanet-Tolosan, France)
Directeur de thèse:Dechamp-Guillaume, Grégory
Uncontrolled Keywords:Tournesol (Helanthus annuus) - Phoma macdonaldii - Microscopie confocal - Champignon nécrotrophe - GFP - Tolérance - Résistance quantitative
Subjects:Agronomy
Biology > Molecular and cellular biology and genetics - Biotechnology
Agronomy > Plant sciences
Deposited On:24 January 2008

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