Lutte biologique contre la galle du collet chez la vigne

Biological control of crown gall disease in grapevine

• Auteur / Autrice : Huu Trong Nguyen
• Direction : Lisa Sanchez, Christophe Clément
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie végétales
• Date : Soutenance le 15/12/2021
• Etablissement(s) : Reims
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Résistance Induite et Bioprotection des Plantes sites (Reims, Marne)
• Jury : Président / Présidente : Eric Gomes
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Lisa Sanchez, Christophe Clément, Pascal Ratet, Essaïd Ait Barka, Florence Wisniewski-Dyé, Marie-Noëlle Brisset
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pascal Ratet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Racines (botanique)

Fléaux -- Lutte biologique contre

Maladies de la vigne

Mots clés libres

Allorhizobium vitis

Effet antimicrobien

Biomarqueurs métabolomiques

Paraburkholderia phytofirmans PsJN

Qpcr

Vitis vinifera L.

Qpcr

Allorhizobium vitis

Paraburkholderia phytofirmans PsJN

Vitis vinifera L.

Antimicrobial effect

Metabolomic biomarkers

Résumé

Paraburkholderia phytofirmans PsJN est une rhizobactérie endophyte favorisant la croissance de la vigne et conférant une résistance contre des stress abiotiques et biotiques. Dans ce projet, nous avons évalué le potentiel de Paraburkholderia phytofirmans PsJN en tant qu'agent de lutte biologique contre la souche S4 d'Allorhizobium vitis, un agent causal de la galle du collet chez la vigne. Nos résultats indiquent que Paraburkholderia phytofirmans PsJN inoculée par le système racinaire de la vigne deux semaines avant l'infection par le pathogène réduit significativement les niveaux de population d'Allorhizobium vitis au sein des tumeurs, malgré une absence d’impact sur la taille des galles. Une réponse chimiotactique potentielle de Paraburkholderia phytofirmans PsJN envers les sites de blessure et d'infection a été observée. L'effet antimicrobien direct in vitro et la compétition dans l'utilisation de différentes sources de carbone de Paraburkholderia phytofirmans PsJN contre l'agent pathogène par des micro-essais BIOLOG ont été mis en évidence. La bactérie bénéfique n'a pas montré d’effet potentialisateur des mécanismes de défense dépendantes de l’acide salicylique, de l’acide jasmonique ou de l’éthylène chez la vigne après infection par Allorhizobium vitis mais elle induit une lignification accrue de la tige, qui pourrait retarder l'établissement de l'agent pathogène. De plus, deux techniques d'imagerie par spectrométrie de masse et SpiderMass ont révélé l'effet de Paraburkholderia phytofirmans PsJN et Allorhizobium vitis sur le métabolisme de la vigne. Une série de biomarqueurs potentiels d'infection, dont la vitopine, a été détectée et leur identification est en cours. Par ailleurs, une méthode qPCR optimisée a été développée afin de détecter et quantifier Allorhizobium vitis in planta, susceptible de remplacer la méthode conventionnelle de dénombrement.

Paraburkholderia phytofirmans PsJN is an endophytic plant-growth promoting rhizobacterium which may colonize grapevine plants, and contributes to the resistance of the plant host against abiotic and biotic stresses. In this project, we evaluated the potential of Paraburkholderia phytofirmans PsJN as biocontrol agent against Allorhizobium vitis strain S4, a causal agent of crown gall disease in grapevine. Our results indicate that Paraburkholderia phytofirmans PsJN inoculated through grapevine root system two weeks prior to the pathogen infection reduced significantly the population levels of Allorhizobium vitis strain S4 inside galls, despite no impact on gall size. A potential chemotactic response of Paraburkholderia phytofirmans PsJN towards wounding and infection sites was observed. The direct antimicrobial effect in vitro and the competition in the utilization of different carbon sources of Paraburkholderia phytofirmans PsJN against the pathogen by BIOLOG microassays were reported. The beneficial bacteria did not prime grapevine immune responses related to salicylic acid-, jasmonate-, and ethylene dependent pathways after the challenge with Allorhizobium vitis strain S4 but increased the lignification of the stem which could delay the establishment of the pathogen. Moreover, two techniques MALDI mass spectrometry imaging and WALDI SpiderMass have revealed the effect of Paraburkholderia phytofirmans PsJN and Allorhizobium vitis strain S4 on grapevine metabolism. A range of potential biomarkers of infection were detected and their identification remains to be realized, except for vitopine. Besides, a newly optimized qPCR method was developed to detect and quantify Allorhizobium vitis strain S4 in grapevine plantlets, providing numerous advantages when compared to conventional plate counting method.