Pathogénie de Dickeya dianthicola et Dickeya solani chez Solanum tuberosum, développement et évaluation de stratégies de lutte biologique

Pathogenesis of Dickeya dianthicola and Dickeya solani onto Solanum tuberosum, development and evaluation of the biological control strategies

• Auteur / Autrice : Yannick Raoul des Essarts
• Direction : Denis Faure
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 30/06/2015
• Etablissement(s) : Paris 11
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Végétal (1992-2015 ; Orsay, Essonne)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de biologie intégrative de la cellule (Gif-Sur-Yvette, Essonne ; 2015-....)
• Jury : Président / Présidente : Michael Dubow
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Denis Faure, Michael Dubow, Nicole Cotte-Pattat, Claire Prigent-Combaret, Valérie Hélias, Jean-Marc Seng, Amélie Beury-Cirou
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nicole Cotte-Pattat, Claire Prigent-Combaret

Mots clés

Mots clés contrôlés

Antibiose

Quorum sensing

Erwinia

Pomme de terre -- Maladies

Mots clés libres

Dickeya

Jambe noire

Pourriture molle

Stratégies de lutte biologique

S. tuberosum

Antibiose

Dickeya

Blackleg

Soft-rot

Biocontrol strategies

S. tuberosum

Antibiosis

Résumé

Chez S. tuberosum, les pathogènes bactériens Pectobacterium et Dickeya causent les maladies de la jambe noire et de la pourriture molle au champ et lors du stockage des tubercules. Outre les méthodes de prophylaxie, aucune méthode de lutte n’est efficace contre ces bactéries. La FN3PT/RD3PT mène des projets de recherche en phytopathologie et épidémiologie pour mieux comprendre les traits de vie et la physiologie de ces pathogènes, et proposer des solutions de lutte adaptées. L’objectif de ce travail était double : comparer le pouvoir pathogène de deux bactéries émergentes D. dianthicola et D. solani et étudier des stratégies de lutte biologique contre Pectobacterium et Dickeya. D’abord, deux souches isolées au champ, D. dianthicola RNS04.9 et D. solani 3337 ont été comparées au niveau de leur pouvoir pathogène sur tubercules et sur plante entière. Cette étape a nécessité la mise au point de pathosystèmes appropriés. D. dianthicola RNS04.9 apparait plus virulente que D. solani 3337 sur plante entière, alors que le contraire est observé sur tubercules. Une comparaison génomique complétée d’études fonctionnelles ont révélé l’exsitence de certains traits propres à chaque souche, notamment, le catabolisme de l’arabinose et de l’urée chez D. solani 3337 et celui du rhamnose chez D. dianthicola RNS04.9. Ensuite, un criblage d’isolats bactériens a été réalisé pour identifier des agents de lutte biologique capables d’inhiber la croissance de Dickeya et Pectobacterium. Six bactéries, des genres Pseudomonas ou Bacillus, ont été retenues. Les essais menés en serre ont montré l’efficacité d’une combinaison de trois Pseudomonas pour diminuer les symptômes de jambe noire causées par D. dianthicola et sa transmission à la descendance. La séquence du génome de ces agents de lutte biologique a été déterminée. Avec ces données, par qPCR, un maintien des agents de phytoprotection dans le sol a été observé. Enfin, un criblage de molécules chimiques a été réalisé sur la base de leur capacité anti-quorum-sensing pour réduire l’expression des facteurs de virulence chez Pectobacterium. Deux inhibiteurs du quorum-sensing ont été identifiés. En conclusion de ce travail, la possibilité de coupler différentes stratégies de lutte contre ces pathogènes pectinolytiques est discutée.

Pectobacterium and Dickeya phytopathogens are the causative agents of the blackleg and soft rot diseases on S. tuberosum, in the field or during tuber-storage. Today, no effective method permits to control these bacteria. The FN3PT / RD3PT conducts plant pathology and epidemiology researches to understand the life traits and physiology of these pathogens and propose adapted control solutions. The aim of this study was dual: to compare the virulence of two emerging pathogens D. dianthicola and D. solani, and to study biocontrol strategies directed at Pectobacterium and Dickeya. First, two strains were isolated from field samples, D. dianthicola RNS04.9 and D. solani 3337. The virulence of these strains was compared in tuber and whole plant-assays. This step required the development of appropriate pathosystems. D. dianthicola RNS04.9 appeared more virulent than D. solani 3337 on whole plant tests, while the opposite was observed on tubers tests. Genome comparisons and functional studies led to the dientifiation of some genetic traits unique to each strain such as the catabolism of arabinose and urea in D. solani 3337 and that of rhamnose in D. dianthicola RNS04.9. A screening of bacterial isolates was also performed to identify biocontrol agents capable of inhibiting the growth of Dickeya and Pectobacterium strains. Six isolates, belonging to the Pseudomonas or Bacillus genera were selected. The greenhouse trials have shown the efficacy of a combination of 3 Pseudomonas to reduce blackleg symptoms caused by D. dianthicola and its transmission to the offspring. The sequence of the genome of each biocontrol agents has been determined. With these data, the survival of biocontrol agents in the soil has been investigated by qPCR. Finally, a screening of chemical compounds was carried out on the basis of their anti-quorum sensing, i.e. their ability to quench the expression of Pectobacterium virulence factors. Two quorum-sensing inhibitors have been identified. As a conclusion to this work, opportunities to mix the various biocontrol strategies directed at pectinolytic pathogens is discussed.