Thèse soutenue

VineMicrobiome : Une analyse approfondie de la communauté microbienne naturelle de Vitis vinifera
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Auteur / Autrice : Cátia Pinto
Direction : Florence FontaineAna Catarina Gomes
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences - STS
Date : Soutenance le 27/09/2017
Etablissement(s) : Reims en cotutelle avec Universidade de Aveiro (Portugal)
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne ; 2000-2011)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Résistante Induite et Bioprotection des Plantes sites (RIBP) EA 4707 - USC INRAE 1488 (Reims, Marne)
Jury : Examinateurs / Examinatrices : Florence Fontaine, Ana Catarina Gomes, Christophe Clément
Rapporteurs / Rapporteuses : Artur Alves, Patrice Rey

Mots clés

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Résumé

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La vigne est une culture fruitière largement cultivée, qui abrite naturellement un microbiome complexe, i.e. colonisée par des microorganismes neutres, phytopathogènes ou bénéfiques. Parmi les phytopathogènes, ceux associés aux maladies du bois (MDB) induisent des maladies très destructrices, et les traitements disponibles pour les contrôler ont actuellement une efficacité partielle. Les microorganismes bénéfiques (BCA) peuvent jouer un rôle spécifique dans la protection des plantes contre les phytopathogènes et le défi actuel est de comprendre comment ces microorganismes interagissent avec les plantes et leur potentiel biotechnologique pour le développement de stratégies innovantes. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude était d'abord de caractériser les communautés microbiennes associées à la vigne tout au long de son cycle végétatif et, d'autre part, de mieux comprendre les interactions entre la vigne- BCA – MDB. Pour cela, deux potentiels BCA isolés de la vigne ont été testés contre des espèces de Botryosphaeriaceae et leur potentiel de colonisation, l'induction de mécanismes de défense dans la vigne, en présence ou non de D. seriata (F98.1), ont été caractériser ainsi que l’analyse de leur génome.Les résultats ont montré que le microbiome de la vigne était très dynamique au cours de son cycle végétatif. Comme prévu, la biodiversité microbienne était plus élevée dans les sols, et les communautés variaient entre le sol et les feuilles. Une proportion de communautés microbiennes était similaire dans les sols et les feuilles, ce qui suggère l'existence d'un microbiome commun. Plusieurs isolats ont été obtenus à partir de vignes qui appartenaient principalement aux genres Bacillus, Streptomyces et Aureobasidium. Certains d'entre eux ont considérablement diminué la croissance du mycélium de plusieurs espèces de Botryosphaeriaceae, telles que Streptomyces sp. Fito_S127B et A. pullulans Fito_F278 qui ont été sélectionnés comme BCA. Ces souches ont montré qu'elles produisaient une gamme élevée d'enzymes extracellulaires importantes pour le biocontrôle et ont pu coloniser avec succès la vigne : Fito_S127B était une épiphyte du système racinaire de la vigne, tandis que Fito_F278 pouvait coloniser l’ensemble de la plante, des racines aux feuilles. L'inoculation artificielle des tiges avec D. seriata F98.1 a montré que la longueur des nécroses causées par l'agent pathogène a été significativement réduite par Fito_S127B, contrairement à Fito_F278 qui était moins efficace. De plus, ces BCAs sont capables d’activer certaines réponses de défense de la vigne, permettant une réponse plus rapide et plus forte de la plante contre le pathogène. L'analyse du génome a également montré que ces souches sont une source des composés bioactifs, importants pour le contrôle biologique.Dans l'ensemble, cette étude a apporté de nouvelles connaissances sur la structure des communautés microbiennes de la vigne et leurs interactions. De plus, elle a confirmé que la vigne est une source naturelle de microorganismes prometteurs pour une gestion biologique des MDB et qu'ils peuvent promouvoir les réponses de défense des plantes. Ainsi, ces résultats fournissent non seulement une meilleure compréhension des interactions entre la vigne et les BCAs-MDB, mais aussi une forte contribution à la future stratégie de gestion des MDB.Mots-clés : microbiome de la vigne, MDB, D. seriata, microorganismes bénéfiques, Fito_S127B, Fito_F278, colonisation de la vigne, mécanismes de défense, protection