Interaction entre la vigne (Vitis vinifera L. ) et une bactérie PGPR, Burkholderia phytofirmans souche PsJN : mécanismes de défense impliqués lors de la perception de la bactérie par la plante, et lors de l’établissement de la protection contre le froid et la pourriture grise

Interaction between grapevine (Vitis vinifera L. ) and a PGPR bacterium, Burkholderia phytofirmans strain PsJN : defense mechanisms involved during perception of bacterium by plant, and during protection establishment towards cold stress and grey mold

• Auteur / Autrice : Sophie Bordiec
• Direction : Essaïd Ait Barka, Sandrine Dhondt
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie végétales
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Reims

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhizobactéries promotrices de la croissance des plantes

Botrytis cinerea

Plantes -- Moyens de défense

Plantes -- Effets du froid

Vigne

Mots clés libres

Burkholderia phytofirmans, Potentialisation

Résumé

Burkholderia phytofirmans souche PsJN (bactérie de type PGPR) est capable de coloniser le système racinaire de la vigne et de diffuser dans la plante. Au cours de mes travaux de recherche, nous avons tout d’abord montré que la bactérie est perçue par les cellules de vigne, cette perception induisant des réponses de défense. Par ailleurs, l’interaction entre la souche PsJN et la vigne confère à la plante une protection vis-à-vis de Botrytis cinerea et d’une exposition à 4°C. Afin de mieux caractériser cette protection, nous avons analysé la mise en place de composés de défense en réponse à ces deux stress dans des vitroplants entièrement colonisés par la bactérie. Les plants bactérisés montrent une tolérance envers le froid. Cette protection est associée à la potentialisation de l’expression de gènes impliqués dans les réponses de défense, une accumulation de proline, ainsi qu’une activation plus rapide des systèmes de détoxification de l’H2O2 et des aldéhydes. Par ailleurs, il a été démontré que la souche PsJN protège la vigne contre B. Cinerea. L’étude de l’expression de plusieurs gènes de défense n’a pu révéler la potentialisation de leurs expressions. Par contre, cette protection a été associée à une accumulation plus importante de phytoalexines. Ces travaux démontrent donc que la relation bénéfique qui s’établit entre la vigne et la souche PsJN, se manifeste par une protection contre le froid ou B. Cinerea via le phénomène de potentialisation. Cependant, la présence de la bactérie localement semble être un facteur déterminant pour l’établissement de la résistance dans la mesure où aucune protection contre ces stress n’a été obtenue en condition systémique.

The PGPR Burkholderia phytofirmans strain PsJN is able to colonize grapevine roots and to diffuse to leaves, inflorescences and berries. The present work aimed to better characterize this interaction. Firstly, our results showed that interaction between grapevine cell suspensions and this bacterium induced plant defense responses. This demonstrated that strain PsJN was locally recognized by the plant cells, which triggered plant immunity modifications. Interaction between grapevine and strain PsJN also confers to the plant a protection against Botrytis cinerea and cold stress (4°C). In order to better characterize this protection, induced defense responses were analyzed in fully bacterized plantlets submitted to these stress. The bacterium induced a protection against cold stress. This protection is correlated with priming of some stress-related gene expressions, an accumulation of proline, and a faster activation of H2O2 and aldehyde scavenging systems. Moreover, it was demonstrated that B. Phytofirmans strain PsJN protects grapevine against B. Cinerea. Analysis of defense-related gene expressions showed no priming of their expressions. Nevertheless, the observed protection was correlated with a higher phytoalexin accumulation. Thus, this work demonstrated that the beneficial relationship between grapevine and strain PsJN induced a protection against cold exposure (4°C) or B. Cinerea attacks, which was correlated with priming phenomenon. Nevertheless, preliminary studies showed that the presence of strain PsJN locally seemed to be an important factor for resistance establishment, since no protection against these stresses was observed in a systemic context