Interaction entre la vigne, Vitis vinifera L. , et une bactérie endophytique, Burkholderia phytofirmans souche PsJN : colonisation, induction de défenses et résistance systémique contre Botrytis cinerea

Interaction between grapevine, Vitis vinifera L. And an endophytic bacterium, Burkholderia phytofirmans strain PsJN: colonization, induction of defences, and systemic resistance toward Botrytis cinerea

• Auteur / Autrice : Stéphane Compant
• Direction : Christophe Clément, Essaïd Ait Barka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie végétales
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes -- Moyens de défense

Botrytis cinerea

Endophytes

Plantes -- Maladies -- Lutte biologique contre

Vitis

Mots clés libres

Burkholderia phytofirmans souche PsJN, Rhizobactéries stimulant la croissance des plantes, Colonisation, Résistance systémique induite, Résistance systémique acquise

Résumé

Lors de ces travaux, l’interaction entre la vigne, Vitis vinifera L. , et une PGPR endophytique, Burkholderia phytofirmans souche PsJN, a été étudiée. Ceci a permis de caractériser des phénomènes de colonisation bactérienne, des réponses de défense de la plante, ainsi qu’une résistance systémique induite (ISR) permettant une protection contre l’agent pathogène Botrytis cinerea Pers. L’association entre la vigne et la souche PsJN a tout d’abord été étudiée en conditions gnotobiotiques en utilisant des plantules in vitro, la souche bactérienne de type sauvage ou des dérivés génétiques (PsJN::gfp2x et PsJN::gusA11). Ceci a permis de déterminer une colonisation épi- et endophytique des racines de vigne par la souche PsJN ainsi qu’une migration de la bactérie de l’intérieur des racines jusqu’aux feuilles, par le biais du flux d’évapo-transpiration de la plante via les vaisseaux du xylème. La colonisation de la vigne par la souche PsJN a ensuite été étudiée en conditions non stériles en utilisant des boutures fructifères dans le but de décrire une possible colonisation des inflorescences. Les résultats obtenus ont permis de montrer une colonisation épi- et endophytique du système racinaire par la bactérie et ensuite, une migration des racines jusque la rafle et les jeunes baies, en présence d’autres micro-organismes. La mise en place de composés de défense ainsi qu’une ISR induite par la souche PsJN a été ensuite déterminée sur des boutures fructifères. Ceci a été caractérisé avant sa progression systémique et avec des conditions plus stériles. Des événements précoces tels que l’accumulation de peroxyde d’hydrogène et d’oxyde nitrique, ainsi que la synthèse de composés phénoliques ont été caractérisés au niveau racinaire. De plus, il est apparu, d’après des résultats préliminaires, que la souche PsJN induit, au niveau local ainsi qu’au niveau systémique, des gènes codants des protéines PR dont la signalisation dépend de la voie de l’acide salicylique et / ou de l’acide jasmonique. Ceci a permis de suggérer que la souche bactérienne induit des mécanismes communs des phénomènes de résistance systémique acquise (SAR) et d’ISR. Ces phénomènes permettent, par la suite, une protection de la vigne au niveau floral vis à vis de l’infection causée par B. Cinerea Pers

The interaction between grapevine, Vitis vinifera L. , and an endophytic PGPR, Burkholderia phytofirmans strain PsJN, has been studied in this work. This has allowed to characterize phenomenons of bacterial colonization, some plant defence responses as well as induced systemic resistance (ISR) confering protection against the phytopathogen Botrytis cinerea Pers. Association between grapevine and strain PsJN has been studied, firstly, under gnotobotic conditions by using in vitro plantlets, PsJN wild-type strain or some genetically derivatives (PsJN::gfp2x and PsJN::gusA11). This has allowed to determine epi- and endophytic colonization of grapevine roots by strain PsJN as well as a migration of the bacterium from the endorhiza to the leaves, mediated by the plant transpiration stream via xylem vessels. Grapevine colonization by strain PsJN has been then monitored under non-sterile conditions by using fruiting cuttings, with a special emphasis on putative inflorescence colonization. Results have demonstrated an epi- and an endophytic colonization of the root system by strain PsJN and then, its spreading from the endorhiza to grape inflorescence stalk and to young berries, even in presence of other microorganisms. Plant defence compounds as well as a ISR induced by strain PsJN has been then determined on fruiting cuttings. This has been characterized before its systemic spreading inside plants and with some more sterile conditions. Some early events such as hydrogen peroxide and nitric oxide accumulations as well as phenolic compound synthesis have been characterized at the root level. In addition, preliminary results have demonstrated that strain PsJN induces locally and systemically some PR-encoding genes, dependent of salicylate and/or jasmonate signaling pathways. This has allowed to suggest that this bacterium induces common mechanisms of Systemic Acquired Resistance (SAR) and of ISR phenomenons. These phenomenons allow then a protection of grapevine flowers against infection caused by B. Cinerea Pers