Analyse intégrative de l’interaction Arabidopsis thaliana – Plasmodiaophora brassicae : vers l’élucidation des mécanismes associés à la résistance partielle

• Auteur / Autrice : Mélanie Jubault
• Direction : Maria Manzanares-Dauleux
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et agronomie
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polyamines

Locus à caractère quantitatif

Brassicacées

Résumé

La hernie des crucifères, provoquée par le biotrophe Plasmodiophora brassicae, est une maladie majeure des Brassica cultivées. L’association des méthodes culturales aux résistances génétiques est le seul moyen efficace de contrôler la maladie. Cependant, le succès des stratégies d’introduction et la gestion raisonnée des résistances dans un objectif de durabilité nécessitent la compréhension de la fonction et des mécanismes associés aux différents facteurs de résistance. L’espèce modèle Arabidopsis thaliana, également hôte de P. Brassicae, présente une variabilité naturelle de réponse à la hernie des Crucifères. L’objectif de ma thèse est de déterminer quels sont les facteurs génétiques de résistance et les voies métaboliques associées à la résistance partielle en se basant sur le modèle A. Thaliana – P. Brassicae. La résistance partielle portée par l’accession Bur-0 a été caractérisée à partir de deux populations en ségrégation (F2/3 et lignées recombinantes) issues de croisements entre Bur-0 et l’accession sensible Col-0. Cette résistance partielle, de nature quantitative, est sous le contrôle d’au moins quatre QTL additifs et quatre QTL épistatiques. Afin d’identifier les voies métaboliques associées à la résistance partielle portée par l’accession Bur-0, des analyses différentielles du transcriptome ont été réalisées, à l’aide de la puce CATMA. La réponse de résistance partielle se caractérise principalement par l’induction des voies de défense, la mise en place de mécanismes prévenant l’expansino cellulaire et limitant le détournement du métabolisme carboné de l’hôte par l’agent pathogène.

Clubroot, caused by the obligate biotroph Plasmodiophora brassicae, is one of the economically most important diseases of Brassica crops in the world. The development of resistant cultivars is currently the most efficient way to control clubroot in all Brassica crops. However, successful strategies for breeding and management of durable host-plant resistances require knowledge of clubfoot resistance gene fonctions and associated mechanisms. The model plant resistances require knowledge of clubroot resistance gene functions and associated mechanisms. The model plant Arabidopsis thaliana is also a host for clubroot and shows natural variation in the responses to clubroot. The present work aims to determine the genetic factors and metabolic pathwasys associated with partial resistance, using the A. Thaliana – P. Brassicae pathosystem. A quantitative trait locus approach was carried out using two segregating potpulations (F2/3 and recombinant inbred lines) from crosses between the partially resistant accession Bur-0 and the susceptible one Col-0. Four additive QTLs and four epistatic regions controlling partial resistance to clubroot were identified. A functional genomic approach, using the CATMA whole genoe microarray, was then applied to measure changes in gene expression associated with partial quantitative resistance. We showed that partial clubroot resistance response was characterizd by an induction of classical plant defense responses, an active inhibition of cell enlargement and proliferation and a reduced metabolic diversion by the pathogen. In particular, this work highlighted the involvement of arginine metabolism in partial clubroot resistance.