Induction de résistances chez le blé (Triticum aestivum L.) lors d’une interaction compatible avec Blumeria graminis (DC. E.O Speer) : mécanismes mis en jeu après applications de tréhalose et d’heptanoyl d’acide licylique, dérivé fonctionnalisé de l’acide salicylique

Induction of resistances in wheat (Triticum aestivum L.) during a compatible interaction with Blumeria graminis (DC. EO Speer) : mechanisms involved after application of trehalose and heptanoyl salicylic acid, a functionalized derivative of salicylic acid.

• Auteur / Autrice : Christine Tayeh
• Direction : Philippe Reignault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des fonctions biologiques
• Date : Soutenance le 18/12/2012
• Etablissement(s) : Littoral
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de chimie environnementale et interactions sur le vivant
• Jury : Président / Présidente : Philippe Jacques
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Monica Höfte, Fabienne Baillieul, Patrice Halama, Béatrice Randoux
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Monica Höfte, Fabienne Baillieul

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Maladies -- Lutte contre

Plantes -- Protection

Salicylique, Acide

Triticum aestivum

Mots clés libres

Triticum aestivum

Blumeria graminis f.sp. tritici

Interaction compatible

QRTP-PCR

Inducteurs de résistance

Triticum aestivum

Blumeria graminis f. sp. tritici

Compatible interaction

Defence reaction

QRT-PCR

Resistance inducers

Résumé

L’utilisation de molécules stimulatrices des défenses des plantes (SDP), également appelées inducteurs de résistance, constitue une alternative potentielle aux traitements fongicides conventionnels pour combattre les maladies dues à des champignons phytopathogènes. Trois SDPs, le tréhalose (TR), l’acide salicylique (SA) et l’heptanoyl d’acide salicylique (HSA), un dérivé fonctionnel du SA, protègent le blé (Triticum aestivum L.) contre l’oïdium (Blumeria graminis f.sp. tritici), lorsqu’ils sont utilisés de façon préventive. La protection obtenue n’est pas liée à un effet fongistatique direct sur la germination des spores du champignon, mais à l’induction chez le blé de défenses qui diminuent le développement de la maladie. Notre travail consistait à caractériser les mécanismes de défense mis en jeu après applications foliaires de TR, de HSA et de SA chez un cultivar de blé sensible à l’oïdium. Un suivi de l’expression de gènes marqueurs de défense, réalisé par RTqPCR, a été mené en cinétique,depuis le traitement par les SDPs jusqu'à 4 jours après infection. Les activités enzymatiques correspondantes ont été également mesurées, et l’influence indirecte des SPDs sur le processus infectieux a été observé en microscopie in planta. Ainsi, les réactions de défense déclenchées par le TR, le SA et le HSA ralentissent l’évolution de l’infection, jouant respectivement sur la germination des conidies, structures infectieuses de Bgt, sur la germination du tube germinatif appressorial (AGT) et sur la proportion d’AGTs qui parviennent à pénétrer dans les tissus foliaires. Le TR est à l’origine d’une augmentation de l’expression des gènes codant pour une lipoxygénase, une protéine de transfert des lipides et une phospholipase C, impliquées dans le métabolisme lipidique et la signalisation, et de gènes codant pour des protéines PR comme les chitinases et PR1, tous connus comme marqueurs de défense. Ainsi, les réactions déclenchées par le TR correspondent à un effet inducteur de défenseplutôt qu’à une réaction de stress osmotique. Le HSA modifie particulièrement le métabolisme lipidique, en induisant fortement et pendant toute la cinétique, l’expression du gène codant pour la LOX et l’activité correspondante, aussi bien hors contexte infectieux qu’en contexte infectieux. Cette augmentation de l’activité LOX n’est pas retrouvée chez des feuilles traitées au SA et caractérise donc le HSA. L’importance des réactions observées avec le TR, le SA et le HSA, hors contexte infectieux et en présence de Bgt amène à discuter les effets éliciteurs et potentialisateurs de ces 3 SDPs.

The use of plant elicitors, also known as resistance inducers, is an alternative to conventional fungicides to control diseases caused by phytopathogenic fungi. Three resistance inducers, trehalose (TR), salicylic acid (SA) and heptanoyl salicylic acid (HSA), a functional derivative of SA, protect wheat (Triticum aestivum L.) against powdery mildew (Blumeria graminis f . sp. tritici) when applied prior to infection. The protection obtained is not linked to any direct fungistatic effect on the fungal spore germination, but to the induction of wheat defences that impair the development of the disease. Our work aimed at characterizing the defence mechanisms triggered after foliar applications of TR, HSA and SA in a wheat cultivar susceptible to powdery mildew. Monitoring of defence markers genes expression by RTqPCR was conducted during a time-course experiment from the treatment time until 4 days after infection. Corresponding enzyme activities were also measured, and the indirect influence of elicitors on the infectious process was observed by microscopy in planta. Thus, defence responses triggered by TR, SA and HSA slow the progression of the infection, respectively altering the germination of infectious structures such as conidia, the differentiation of appressorial germ tube (AGT) and the proportion of AGTs that manage to penetrate the epidermis. TR causes an increase in the expression of genes encoding a lipoxygenase, a lipid transfer protein and a phospholipase C, which are involved in lipid metabolism and signaling, and genes encoding for PR-proteins such as chitinases and PR1, all known as markers of defence. Thus, the reactions triggered by TR match with the ones triggered during induced defence rather than during osmotic stress response. HSA specifically targeted lipid metabolism, inducing strongly and throughout the time-course, the expression ofthe gene encoding LOX and the corresponding enzyme activity, both in infectious and non-infectious contexts. This increase in LOX activity was not found in leaves treated with SA and thus characterizes HSA mode of action. The importance of the reactions observed with TR, SA and HSA, in non-infectious conditions and in the presence of Bgt have to be considered regarding either elicitation or potentiation.