Thèse : Identification de récepteurs impliqués dans l’immunité de la vigne après stimulation par de nouveaux éliciteurs oligosaccharidiques

Porteur(s) : INRA

Directeurs de thèse : Benoît Poinsot, Xavier Daire (UMR Agroécologie)

Financeur(s) : Conseil Régional de Bourgogne ; INRA

Période du projet : 2015-2018

Présentation

Les plantes sont soumises à différents stress biotiques et abiotiques provenant de leur environnement. Parmi eux, les agents pathogènes sont une des principales contraintes pour la productivité et la rentabilité agricole, en particulier pour les grandes cultures telles que le blé, le colza ou la vigne. La vigne est ainsi la cible de nombreuses maladies telles que la pourriture grise (Botrytis cinerea), le mildiou (Plasmopara viticola) et l’oïdium (Erysiphe necator). Le maintien d’une bonne production nécessite l’emploi de traitements phytosanitaires qui représentent un risque pour l’environnement et la santé humaine. Ainsi la viticulture française représente 3,3% de la surface agricole mais consomme plus de 14,4% des pesticides (Butault et al., 2011). En France, le plan Ecophyto vise à réduire de moitié l’utilisation des pesticides, interdire les plus dangereux, tout en maintenant une agriculture économiquement performante. Dans ce contexte, la recherche de méthodes alternatives aux traitements phytosanitaires est devenue une nécessité. Une possibilité consiste à utiliser des stratégies agro-écologiques en stimulant les défenses immunitaires des plantes par des molécules élicitrices (Herth, 2011).

La résistance des plantes est déclenchée par la perception de l’agent invasif via des récepteurs membranaires PRRs (Pattern Recognition Receptors) capables de détecter des motifs moléculaires endogènes ou exogènes appelés éliciteurs (Jones & Dangl, 2006). Cette immunité induite repose sur la reconnaissance par les PRRs de motifs moléculaires conservés qui identifient une classe entière de pathogènes ; par exemple la chitine des champignons ou la flagelline des bactéries (Dodds & Rathjen, 2010). Ces molécules élicitrices sont appelées PAMPs ou MAMPs (Pathogen ou Microbe-Associated Molecular Patterns). Des fragments de parois cellulaires libérés lors de blessures agissent également comme des signaux de danger : ce sont les DAMPs (Damage-Associated Molecular Pattern) qui sont reconnus par d’autres PRRs membranaires (Heil & Land, 2014). La paroi végétale est constituée d’une matrice complexe de cellulose, d’hémicellulose et de pectine, dont sont dérivés les oligogalacturonates (OGs). Il a été montré que les OGs sont des éliciteurs (DAMPs) qui induisent l’expression de réponses de défense précoces et jouent un rôle dans la résistance induite contre le champignon Botrytis cinerea (Galletti et al., 2011).

Notre équipe étudie les mécanismes de l’induction de résistance des plantes aux pathogènes via la stimulation de leurs défenses, essentiellement sur vigne (Vitis vinifera). Nos travaux de recherche sont actuellement intégrés dans le projet trinational Plant-KBBE « PAMP-triggered immunity in crops » (ANR PATRIC 2014-2017) qui vise à promouvoir de nouvelles méthodes de prévention et de traitements des phytopathologies en exploitant l’immunité innée des plantes. Un intérêt particulier est porté sur les oligosaccharides, puisque certaines de ces molécules possèdent des propriétés élicitrices (Trouvelot et al., 2014). Des expériences de stimulation de la vigne réalisées en 2014 ont montré que certains d’entre eux possèdent un effet éliciteur efficace puisqu’une résistance induite contre P. viticola a été observée.

Si ces oligosaccharides déclenchent des réponses immunitaires, cela suggère qu’ils doivent être perçus par des récepteurs de la plante. Des analyses microarrays réalisées au laboratoire sur des plantes traitées par ces oligosaccharides montrent que des gènes PRR sont sur-exprimés.

Le premier objectif consistera à déterminer la signalisation déclenchée par ces nouveaux éliciteurs oligosaccharidiques et caractériser l’immunité induite contre certains pathogènes. Le second objectif de cette thèse consistera à identifier les récepteurs PRR qui participent à la perception de ces éliciteurs oligosaccharidiques. Le dernier objectif visera à améliorer l’efficacité des traitements avec des éliciteurs oligosaccharidiques en collaboration avec des industriels (Partenaires 1 & 7 du projet ANR KBBE « PATRIC »).