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Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137: biocontrol properties, colonization and induced systemic resistance towards Botrytis cinerea on grapevine and Arabidopsis thaliana

Muzammil, Saima (2012) Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137: biocontrol properties, colonization and induced systemic resistance towards Botrytis cinerea on grapevine and Arabidopsis thaliana. (Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137: proprietés de biocontrole, colonisation et résistance systemique induite contre Botrytis cinerea sur la vigne et Arabidopsis thaliana.)

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Abstract

Au cours de cette thèse, un isolat de sol de désert, Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137, a été évalué pour ses propriétés bioactives contre le champignon phytopathogène Botrytis cinerea, pour sa colonization sur Vitis vinifera L., et Arabidopsis thaliana ainsi qu’en vue d’étudier les méchanismes de résistance systémique induite (ISR) contre B. cinerea. Les résultats obtenus nous ont permis premièrement de montrer que Sa. algeriensis NRRL B-24137 peut présenter des activités antifongiques contre B. cinerea et que des métabolites peuvent être responsables de cette activité antifongique. Bien que ces métabolites soient encore en cours d’étude et que cette étude mérite d’être approfondie, nous avons démontré ensuite les propriétés de colonisation de l’isolat du sol du désert chez la vigne. Les résultats ont permis de montrer que la souche peut former des populations rhizosphèriques ainsi que des sous-populations endophytiques chez des plants de vigne (Cabernet Sauvignon sur porte-greffe 44-53 M) à des étapes précoces de colonisation. Puis nous avons démontré que la souche bénéfique peut induire une résistance systémique contre B. cinerea. Bien que les mécanismes impliqués ne soient pas encore compris, des parties préliminaires de ces travaux démontrent que les expressions de gènes responsables de la production de glucanase, chitinase ainsi qu’un inhibiteur de polygalacturonase ne semblent pas potentialisés pendant le phénomène de résistance systémique. Enfin nous avons démontré l’interaction entre Sa. algeriensis NRRL B-24137 et Arabidopsis thaliana qui résulte dans une association intime dûe également à colonisation rhizosphèrique et endophytique de la plante modèle. La souche bénéfique peut églement induire un phénomène de résistance systémique sur A. thaliana contre B. cinerea et les analyses de plantes mutées ont permis de determiner des parties des mécanismes impliqués dans l’ISR aini que des nouveaux mécanismes impliqués qui peuvent être induits par des microbes bénéfiques. ABSTRACT : In this thesis, the desert soil isolate, Saccharothrix algeriensis NRRL B-24137, has been evaluated for its bioactive properties towards the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea, for its colonization of Vitis vinifera L., and Arabidopsis thaliana as well as to study the mechanisms of induced systemic resistance (ISR) towards B. cinerea. The results obtained allowed us firstly to show that Sa. algeriensis NRRL B-24137 can exhibit strong antifungal properties towards B. cinerea and that some metabolites can be responsible of this antifungal activity. Although these metabolites are still under consideration and that this study needs further works, we have demonstrated then the colonization properties of the desert soil isolate with grapevine plants. The results showed that the strain can form rhizospheric as well as endophytic subpopulations with grapevine plants (Cabernet Sauvignon cultivar graffed on 44-53 M rootstock) at early step of colonization. Then we have demonstrated that the beneficial strain could induce a systemic resistance towards B. cinerea. Although the mechanisms are not yet well understood, preliminary parts of this work demonstrated that the genes responsible of glucanase production, chitinase as well as inhibitor of polygalacturonase activity do not seems to be primed during the systemic resistance phenomenon. Finally we demonstrated that the interaction between Sa. algeriensis NRRL B-24137 and Arabidopsis thaliana plants results in a close association due also to a rhizo- and endophytic colonization of the model plant. The beneficial strain can also induce a systemic resistance in A. thaliana towards B. cinerea and analyzes of plant mutants have allowed to determine parts of the mechanisms involved in ISR as well as new mechanisms that could be trigerred by beneficial microbes.

Department:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Lebrihi, Ahmed and Compant, Stéphane
Uncontrolled Keywords:Sa. algeriensis strain NRRL B-24137 - PGPR - Endophyte - colonisation - Vitis vinifera L. - Arabidopsis thaliana - Défenses - ISR - Botrytis cinerea. KEYWORDS : Sa. algeriensis strain NRRL B-24137 - PGPR - Endophyte - colonization - Vitis vinifera L. - Arabidopsis thaliana - Defence - ISR - Botrytis cinerea
Subjects:Biology > Molecular and cellular biology and genetics - Biotechnology
Agronomy > Plant sciences
Deposited On:26 November 2012

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