Stimulation des défenses naturelles de la vigne par le méthyle jasmonate et l'ethéphon : mécanismes d'action du méthyle jasmonate

Stimulation of grapevine natural defenses by methyl jasmonate and ethephon : molecular mechanisms o fmethyl jasmonate signal transduction

• Auteur / Autrice : Bertrand Faurie
• Direction : Jean-Michel Mérillon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance aux maladies

Effets de l'étéphon

Vigne

Éliciteurs

Étéphon

Plantes -- Moyens de défense

Résumé

La stimulation des défenses naturelles des plantes par des molécules élicitrices est une nouvelle approche phytosanitaire, respectueuse de l'environnement et de la santé humaine. Chez la vigne, des travaux ont montré que le méthyle jasmonate (MeJA) induisait, sur boutures foliaires et au vignoble, une forte résistance de la plante au champignon pathogène, Erysiphe necator, l'oidium. Cet accroissement de la résistance de la plante est dû à l'activation des mécanismes de défense par le MeJA, tels que l'expression des gènes codant les protéines de défense, ou les enzymes impliquées dans la voie de biosynthèse des stilbènes, phytoalexines de la vigne. Selon les mêmes mécanismes, l'éthylène, employé sous forme d'éthéphon, possède un effet phytoprotecteur contre l'oidium, sur boutures foliaires. Cependant, nous n'avons pas observé d'amélioration par l'éthéphon de la résistance induite par le MeJA. En présence de ce dernier, l'éthéphon présente bien un effet synergique sur la production des stilbènes, mais également un fort effet inhibiteur sur l'induction des gènes de défenses codant les protéines de défenses, ce qui doit expliquer l'effet observé du cotraitement sur la résistance à l'oidium. La compréhension des mécanismes impliqués dans la transmission des signaux éliciteurs permettra d'identifier des molécules aptes à induire les défenses naturelles des plantes et ainsi améliorer leur résistance aux stress biotiques et abiotiques. Pour cela, nous avons déterminé quels étaient les principaux partenaires moléculaires (Ca2+, kinases, phosphatases,. . . . ) impliqués dans la transmission du signal MeJA lors de l'induction des mécanismes de défense des suspensions cellulaires de vigne.

Grapevine, Vitis vinifera, is susceptible to many pathogens, causing massive damages, yield losses and wine quality. The intensive use of phytochemicals is now incompatible with health and respect of the environment. Alternative strategies have been developed, including stimulation of plant natural defenses based on elicitor treatment. Methyl jasmonate is recognized to be one of these elicitors, including, in the vineyard, an improvement of the resistance to Erysiphe necator, also known as powdery mildew. Ethylene treatment, based on the use of ethephon, had been studied and experiments done on grapevine foliar cuttings have shown that it was also able to trigger resistance to E. Necator. In each case, elicitor treatment was shown to induce defense-related genes expressions and implicated in stilbenes metabolism, which are the main grapevine phytoalexins. We didn't obtain an increased resistance to the fungus by adding ethephon to MeJA-treated foliar cuttings, although stilbens and related genes were synergistically induced. Ethephon addition to MeJA treatment also induced high inhibitions of defense-related genes, which may explain the lack of resistance observed for MeJA/ethephon treatment. Elicitor signal transduction to the nucleus, leading to the activation of plant defense mechanisms is a new way to improve this strategy and develop better elicitor for the future. We have demonstrated that various molecular partners are implicated in MeJA signal transduction, like calcium influx, proteins reversible phosphorylation and reactive oxygen species synthesis.