Détection et caractérisation des marqueurs immunitaires dans le pommier par désorption-ionisation sous laser sans matrice et par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse

Detection and characterization of immunomarkers in apple by matrix-free laser desorption ionization and LC-ESI-MS

• Auteur / Autrice : Michaela Skopikova
• Direction : Andreas Schinkovitz
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Phytochimie, Spectrométrie de masse
• Date : Soutenance le 17/12/2020
• Etablissement(s) : Angers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Substances d'Origine Naturelle et Analogues Structuraux (Angers) - Substances d'Origine Naturelle et Analogues Structuraux / SONAS
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franz Bucar, Sylvain Guyot, David Rondeau
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Sabine Glasl-Tazreiter, Sophie Tomasi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phytoalexines

Chromatographie en phase liquide

Spectrométrie de masse avec ionisation électrospray

Lutte contre

Erwinia amylovora

Maladies

Pommier

Mots clés libres

Ldi-Sm

Cl-Esi-Sm

Acibenzolar-S-Méthyle

Apple tree

Ldi-Ms

Lc-Esi-Ms

Erwinia amylovora

Acibenzolar-S-Methyl

Résumé

Erwinia amylovora est un pathogène majeur du pommier. Afin de prévenir leur infection par cette bactérie, des produits chimiques sont souvent utilisés dans l’agriculture industrielle. Cependant, cela représente un fardeau pour l’environnement, donc des méthodes alternatives de protection des cultures sont largement étudiées. Ainsi, la formation induite des composés de défense naturels (y compris les phytoalexines) représente une alternative prometteuse aux méthodes conventionnelles. Les phytoalexines sont des métabolites secondaires de faible masse moléculaire avec une activité antimicrobienne, synthétisées ''de novo'' dans les plantes en réponse à une attaque de pathogène ou un stress abiotique. Le présent travail évalue l’impact du Bion® 50 WG, stimulateur de défense des plantes (SDP), sur le profil métabolomique des semis de pommiers infectés par E. amylovora. Les échantillons ont été étudiés selon deux méthodes différentes : spectrométrie de masse par désorption-ionisation sous laser sans matrice (LDI-SM) et chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse avec ionisation electrospray (CL-ESI-SM). Bien que les deux méthodes aient révélé des profils chimiques différents, une séparation de groupes identique a été observée par l’analyse statistique pour tous les échantillons analysés. De plus, cette dernière a permis de déterminer les signaux des marqueurs responsables de la séparation des groupes de plantes traités différemment. Les formules moléculaires de certains signaux, basée sur la haute résolution (HR-SM), spectres de fragmentation et leur comparaison avec les bases de données, ont pu être proposées.

Erwinia amylovora is one of the major pathogens of apple. In order to prevent infections by this bacterium, various chemical products are commonly used in industrial agriculture. This, however, poses a heavy burden on the environment, so alternative methods of crop protection are being widely explored. In this regard, the induced formation of natural defense compounds (including phytoalexins) represents a promising alternative to conventional methods of plant protection. Phytoalexins are small antimicrobial secondary metabolites, synthesized ''de novo'' inplants in response to an infection or abiotic stress. The present work evaluates the impact of Bion® 50 WG, a plant resistance inducer (PRI) on the metabolomic profile of apple seedlings infected with E. amylovora. The chemical profile of samples were studied by two different methods : Laser desorptionionization mass spectrometry (LDI-MS) and liquid chromatography coupled to masss pectrometry, using electro spray ionization (LC-ESI-MS). While both methods revealed different chemical profiles, identical group separation by statistical analysis was observed for all analyzed samples. Moreover, marker signals, responsible for the statistical separation of differently treated plant groups, were identified. Based on database research, high-resolution (HR) MS as well as MS fragmentation patterns, specific immune markers responsible for acquired resistance against E. amylovora are proposed.