Genotype specific interactions in host-parasite systems

Les interactions spécifiques entre génotypes dans les systèmes hôte-parasite

• Auteur / Autrice : Lucie Salvaudon
• Direction : Jacqui Shykoff
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Arabidopsis thaliana

Virulence (microbiologie)

Coévolution

Mots clés libres

Interactions hôte-parasite

Hyaloperonospora arabidopsis

Intéractions génotype par génotype

Résumé

Au cours de mes travaux de thèse je me suis intéressée aux processus coévolutifs intervenant dans les associations hôte-parasite, et en particulier comment ils peuvent être affectés par un contrôle partagé du phénotype de l’infection. En effet, les génotypes de l’hôte et du parasite peuvent tous deux contribuer à l’expression des traits phénotypiques liés à la valeur sélective du parasite, comme l’infectivité et la transmission, ou à celle de l’hôte, comme la résistance et la virulence. Ces traits peuvent alors dépendre des génotypes de l’hôte et du parasite, mais aussi de leur interaction spécifique. En utilisant une approche expérimentale sur l’oomycete pathogène Hyaloperonospora arabidopsis et son hôte Arabidopsis thaliana j’ai pu montrer que des traits phénotypiques quantitatifs, tels que l’intensité des symptômes et le succès de transmission du parasite, peuvent être soumis à des interactions entre génotypes hôte et parasite. Par ailleurs cette interaction, que l’on retrouve aussi à l’échelle de la population, altère la relation entre la transmission du parasite et sa virulence et peut donc altérer les prédictions sur l’évolution de cette dernière. Enfin, la prise en compte des deux protagonistes dans la détermination du phénotype met en avant l’importance des mécanismes de l’hôte, pour résister ou tolérer la présence du parasite, et des processus de dépendance évolutive sur l’impact causé par le parasite. En effet, en fonction de l’identité du parasite, du type de défense de l’hôte, et de leurs histoires évolutives respectives, le résultat de l’infection peut varier depuis un coût important pour l’hôte jusqu’à même un bénéfice apparent pour ce dernier.

In this PhD thesis I investigated the coevolution processes occurring in host-parasite associations, and, in particular, how this coevolution is affected by a shared control of the infection phenotype by both protagonists. Indeed, in this type of association, the host and parasite genotypes can both contribute in the expression of phenotypic traits linked to parasite fitness, like infectivity of transmission, as well as to host fitness, for resistance and virulence traits. All these traits then depend on host genotype, on parasite genotype, but can also depend on the specific interaction between the two. With an experimental approach on the infection by the oomycete Hyaloperonospora arabidopsis (= parasitica) on the host plant Arabidopsis thaliana, I demonstrated that quantitative traits such as symptoms intensity and parasite transmission success can also be controlled by these host genotype by parasite genotype interactions. Furthermore these interactions, which can also be found at the population scale, alter the relationship between parasite transmission and virulence. They can then make it more difficult to predict the evolution of virulence in natural populations. Finally, taking into account both protagonists in the determination of infection phenotype emphasize the important role of host mechanisms, aimed at resist or tolerate parasitic damages, and of evolved dependence processes, on the impact of parasites. Indeed, depending on parasite identity, host type of defenses, and their respective evolutionary histories, the outcome of an infection can range from high costs, to even apparent benefits for the host.