La galle du collet chez la vigne : de la diversité des pathogènes à l'étude des plasmides et du quorum sensing d'Allorhizobium vitis S4

Crown gall disease in grapevine : from the diversity of pathogens to the study of plasmids and quorum sensing of Allorhizobium vitis S4

• Auteur / Autrice : Quentin Duplay
• Direction : Ludovic Vial, Florence Wisniewski-Dyé
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie microbienne
• Date : Soutenance le 09/03/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Evolution Ecosystèmes Microbiologie Modélisation (Lyon ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'écologie Microbienne (Lyon)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Comte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Ludovic Vial, Florence Wisniewski-Dyé, Lisa Sanchez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Estelle Bilak, Yves Dessaux, Joël F. Pothier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cuivre

Maladies de la vigne

Plasmides

Quorum sensing

Mots clés libres

Allorhizobium vitis

Galle du collet

Quorum sensing

Plasmide

Résistance au cuivre

Allorhizobium vitis

Crown gall

Quorum sensing

Plasmid

Copper resistance

Résumé

La galle du collet, caractérisée par la formation d'une tumeur, représente la bactériose la plus répandue chez la vigne et entraine d'importantes pertes économiques à travers le monde. L'agent responsable de cette maladie est le plasmide Ti (pTi) qui confère à ces bactéries hôtes, telles que des Allorhizobium vitis, leur pouvoir pathogène. En plus du pTi, les A. vitis sont aussi les hôtes d'autres plasmides dont les fonctions et les modes de dissémination sont peu documentés. Afin d'étudier l'adaptation particulière des souches d'A. vitis à la vigne, nous nous sommes intéressés à la diversité de ces pathogènes ainsi qu'au rôle de ces plasmides et à la régulation de leur dissémination. Tout d'abord, nous avons analysé la diversité des isolats provenant de vignobles du Maroc atteints par la galle du collet. Nous avons pu mettre en évidence que l'ensemble des isolats pathogènes (e.g. porteur d'un pTi) forme 4 groupes génétiques se distinguant par le type d'opine produit. Nous nous sommes par la suite intéressés à la souche A. vitis S4 qui héberge 5 plasmides dont 3 possèdent un mécanisme de transfert pouvant être régulé par un système de communication bactérienne nommé quorum sensing (QS). Nous avons montré que le système QS du plasmide p130 (renommé pApi) contrôle non seulement le transfert conjugatif du pApi mais aussi d'autres fonctions plasmidiques non caractérisées. Ce système QS nécessite la synthèse d'une molécule signal de type N-acyl-homosérine lactone qui d'après nos travaux de caractérisation possède une structure atypique. De plus, des analyses génomiques couplées à des tests de résistance au cuivre nous ont permis d'identifier, sur le plasmide p79 d'A. vitis S4, un îlot de gènes potentiellement impliqués dans la résistance au cuivre de cette souche. Via des analyses de diversité ainsi que l'étude d'une souche modèle, nos travaux fournissent des connaissances sur l'adaptation d'Allorhizobium vitis à son unique plante hôte, la vigne

Crown gall disease, characterized by the formation of a tumor, represents the most widespread bacteriosis in the vineyard and causes significant economic losses throughout the world. The causing agent is the Ti plasmid (pTi) which confers pathogenicity to their bacterial hosts, such as Allorhizobium vitis. In addition to pTi, A. vitis harbours other plasmids whose functions and ways of dissemination are poorly documented. In order to study the peculiar adaptation of A. vitis strains to grapevine, we studied the diversity of these pathogens as well as the role of plasmids and the regulation of their dissemination.First, we analyzed the diversity of isolates from vineyards of Morocco affected by crown gall. We highlighted that all the pathogenic isolates (e.g. carrying a pTi) form 4 genetic groups that are distinguished by the type of opine produced and the ability to induce a hypersensitive response. We then focused on strain A. vitis S4, which contains 5 plasmids, including 3 possessing a transfer mechanism that can be regulated by a bacterial communication system called quorum sensing (QS). We demonstrated that the QS system of plasmid p130 (renamed pApi) controls not only the conjugative transfer of the pApi but also other uncharacterized plasmid-encoded functions. This QS system requires the synthesis of a N-acyl-homoserine lactone signal molecule with an atypical structure. In addition, genomic analyzes combined with copper resistance assays allowed us to identify, on plasmid p79 of A. vitis S4, a genomic island that is likely involved in copper resistance of this strain.Through analyzes of diversity and study of a model strain, our work provides insight into adaptation of Allorhizobium vitis to its unique host plant, grapevine