Etude de l'adaptation aux résistances variétales chez le champignon Pseudocercospora fijiensis, agent causal de la maladie des raies noires du bananier

Adaptation to varietal resistance in the fungus Pseudocercospora fijiensis, responsible of the black leaf streak disease of banana

• Auteur / Autrice : Thomas Dumartinet
• Direction : Jean Carlier, Catherine Abadie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génétique et génomique
• Date : Soutenance le 26/02/2021
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Biodiversité, Agriculture, Alimentation, Environnement, Terre, Eau
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Unité de mycologie du laboratoire de la santé des végétaux de l’ANSES - Plant Health Institute (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Claire Neema
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean Carlier, Catherine Abadie, Christophe Lemaire, François Delmotte, Laurène Gay, Jaime Cristián Aguayo Silva
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Lemaire, François Delmotte

Mots clés

Mots clés libres

Adaptation

Résistance variétale

Maladie des Raies noires

Génomique des populations

Adaptation

Varietal Resistance

Black leaf streak disease

Population genomics

Résumé

Dans les systèmes de production agricole, l'utilisation de résistances variétales représente une alternative écologique aux produits phytosanitaires pour lutter contre les agents pathogènes de plantes. Cependant, il existe de nombreux exemples de contournement ou d'érosion de résistances variétales dues à l'adaptation des populations d'agents pathogènes. Un exemple récent est celui de l'érosion de résistances quantitatives du bananier par le champignon Pseudocercospora fijiensis, agent responsable de la Maladie des Raies Noires (MRN). Pour mieux comprendre ces érosions, les travaux de cette thèse avaient pour objectif de mettre en évidence une adaptation des populations de P. fijiensis à des résistances quantitatives, d'identifier l'architecture adaptative sous-jacente et de rechercher si des génotypes adaptés ont pu être diffusés en particulier dans les Antilles Françaises. L'existence d'une adaptation locale à des résistances quantitatives a été démontrée chez des populations P. fijiensis de Cuba et de République Dominicaine grâce à des inoculations in vitro. Des analyses de génomique des populations et de génétique quantitative ont permis d'identifier 25 régions génomiques potentiellement impliqués dans l'adaptation à ces résistances. Ces résultats suggèrent une architecture adaptative complexe impliquant une base génétique polygénique, de la redondance fonctionnelle et peu de convergence entres les populations étudiées. L'annotation des gènes détectés dans les régions génomiques et des données biologiques confortent l'hypothèse que certains d'entre eux puissent jouer un rôle dans la pathogénicité. Enfin, une analyse de génétique des populations de la régions Amérique Latine - Caraïbes a permis de proposer l'hypothèse d'une introduction en Guadeloupe de génotypes pré-adaptés à des résistances depuis Cuba qui pourraient expliquer les forts niveaux de maladie observés récemment sur des géniteurs résistants. Cette étude apporte des premiers éléments et une méthodologie pour comprendre l'adaptation des champignons aux résistances quantitatives.

In agricultural production systems, the use of varietal resistance is an ecological alternative to the application of phytosanitary products in the control of plant pathogens. However, several examples of breakdown or erosion of varietal resistance due to adaptation in populations of pathogens have been reported. A recent case is the erosion of quantitative resistance in bananas by the fungus Pseudocercospora fijiensis, the causative agent of Black Leaf Streak Disease. The objectives of this thesis aimed to highlight an adaptation of P. fijiensis populations to quantitative resistance with in vitro inoculations, to identify the underlying adaptive architecture and to find out if adapted genotypes were introduced in other countries, in particular in the French West Indies. Cross inoculations of detached leaves of resistant and sensible varieties of banana, suggest the existence of local adaptation to quantitative resistance in populations of P. fijiensis from Cuba and the Dominican Republic. Population genomics and quantitative genetics analyses identified 25 genomic regions potentially involved in adaptation to these resistances. These results suggest a complex adaptive architecture involving a polygenic basis, functional redundancy and low level of convergence between the populations studied. Annotation of genes detected in genomic regions and biological data support the hypothesis that some of them may play a role in pathogenicity. Finally, a genetic analysis of populations in the Latin America - Caribbean region made it possible to propose the hypothesis of an introduction in Guadeloupe of genotypes pre-adapted to resistance from Cuba, which could explain the high levels of disease observed in resistant varieties. This study provides first elements and a methodology to understand the adaptation of fungi to quantitative resistance.