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Thèse soutenue le 18 décembre 2014
Encadrement : Florence Val

Résumé :

L’utilisation des résistances quantitatives, est un enjeu majeur pour la construction de méthodes de phytoprotection durables et respectueuses de l’environnement. Si ces résistances sont réputées durables, les mécanismes sous-jacents ne sont pas encore complètement élucidés. L’objectif de ce travail de thèse est de vérifier l’hypothèse selon laquelle la résistance quantitative serait directement liée à des différences quantitatives (intensité et/ou cinétique) des réactions de défense des plantes induite par des PAMPs (Pathogen Associated Molecular Patterns). Cette hypothèse a été testée sur quatre génotypes de pomme de terre avec des niveaux variables de résistance à Phytophthora infestans (agent du mildiou). Pour mimer cet agent pathogène, un filtrat de culture concentré (CCF) de l’oomycète a été utilisé comme PAMP. La caractérisation chimique du filtrat a permis d’identifier trois élicitines (INF1, INF4 et INF5) et un polysaccharide complexe à base de galactose comme molécules actives.

Les génotypes de pomme de terre ont été classés en fonction de leur niveau de résistance après inoculation par P. infestans. En parallèle, les réponses de défenses induites par le CCF ont été évaluées par RT-PCR quantitative. Cette étape a nécessité le développement d’un outil moléculaire d’une cinquantaine de marqueurs représentatifs des voies de défense générales de la pomme de terre. L’induction des transcrits a été validée par des dosages de phytohormones et de composés phénoliques. Un profilage non ciblé de l’ensemble des métabolites induits par le CCF a permis de compléter cette étude.

L’analyse des transcrits et des métabolites montre une induction différentielle des voies de signalisation (acide salicylique (SA), acide jasmonique (JA) et éthylène (Et)) dans les quatre génotypes. Une induction forte des transcrits de la voie du SA (pr-1, pr-2, wrky1) et une accumulation transitoire (12h) d’acide salicylique ont été observées dans un des deux génotypes résistants. Les voies JA et Et ne semblent pas être induites. L’analyse globale des transcrits discrimine les quatre génotypes en fonction du niveau d’induction des voies de défense indépendamment de leur niveau de résistance. Les gènes les plus exprimés, quel que soit le, sont ceux impliqués dans la signalisation, les protéines PR (pr-2, pr-4), les phénolamides (tht), et les peroxydases (pox). D’autres gènes comme ein3, erf1, chs2, pect sont réprimés dans tous les génotypes. Néanmoins, des différences sont observées dans la cinétique et l’intensité de l’induction des gènes. Les résultats préliminaires du profilage métabolique séparent les génotypes sensibles des résistants mais cette analyse prend en compte à la fois les métabolites constitutifs et induits. Les différences entre les génotypes résistants et sensibles pourraient s’expliquer par des quantités élevées en composés antimicrobiens constitutifs, acide chlorogénique, quercétine, et rutine, dans les génotypes résistants.

L’ensemble de ces résultats souligne le caractère génotype-dépendant des réponses de défense induites par le CCF. Ils suggèrent que la résistance quantitative pourrait s’expliquer par l’action combinée des défenses induites et constitutives.