Exploitation du répertoire d’effecteurs de Leptosphaeria maculans pour une diversification des sources de résistance à la nécrose du collet chez Brassica napus

Exploitation of the Leptosphaeria maculans effector repertoire for diversification of resistances to blackleg in Brassica napus

• Auteur / Autrice : Audren Jiquel
• Direction : Thierry Rouxel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance le 09/07/2021
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du Végétal : du gène à l'écosystème
• Partenaire(s) de recherche : référent : Faculté des sciences d'Orsay
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Biologie Gestion des Risques en agriculture (Palaiseau ; 2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Jacqui Shykoff
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charles-Éric Durel, Véronique Decroocq, Martine Leflon, Sébastien Faure
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Charles-Éric Durel, Véronique Decroocq

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance à la maladie

Leptosphaeria

Relations plante-microorganisme

Colza

Mots clés libres

Effecteurs tardifs

Nécrose du collet

Résistance quantitative

Criblage variétal

Late effectors

Stem necrosis

Quantitative resistance

Screening of genotypes

Résumé

Responsable d’une maladie particulièrement dommageable chez le colza (Brassica napus), Leptosphaeria maculans est un champignon phytopathogène provoquant la nécrose du collet. Durant son cycle infectieux particulièrement complexe et long, L. maculans colonise de façon asymptomatique les tiges du colza, en produisant des effecteurs tardifs, spécifiques de cette étape de colonisation. Dans le contexte d’un besoin impérieux d’identification de nouvelles sources de résistance à la maladie, l’objectif de ma thèse était d’exploiter ce répertoire d’effecteurs ‘tardifs’ pour identifier des gènes pouvant contribuer à la résistance quantitative. Il s’agissait : (I) de valider l’interaction entre l’effecteur tardif LmSTEE98 et la résistance RlmSTEE98, par inactivation du gène codant l’effecteur LmSTEE98, (II) de rechercher de nouvelles sources de résistance, en utilisant une stratégie novatrice de criblage variétal, après sélection des effecteurs tardifs les plus pertinents et (III) d’identifier des gènes marqueurs de la résistance quantitative, pour en faciliter l’évaluation. Ainsi, j’ai validé qu’une interaction gène-pour-gène, ayant lieu lors de l’infection des tiges, contribue à la résistance quantitative en conditions contrôlées. Le criblage, avec 10 effecteurs tardifs pertinents, de 130 génotypes diversifiés m’a permis d’identifier de nouvelles sources de résistance, présentant des phénotypes variés d’interaction. Enfin, avec des données RNAseq d’échantillons au champ, j’ai sélectionné 11 gènes candidats, marqueurs de la résistance quantitative. Ce projet nécessite des validations supplémentaires de l’efficacité des nouvelles sources de résistance au champ et de la validité des marqueurs de la résistance quantitative, mais il démontre l’existence de sources de résistance insoupçonnées et potentiellement plus durables que les gènes majeurs classiques.

Leptosphaeria maculans is a phytopathogenic fungus causing stem necrosis and is responsible for a particularly damaging disease in oilseed rape (Brassica napus). During its particularly complex and long infectious cycle, L. maculans colonizes asymptomatically the stems of rapeseed, producing late effectors specific to this colonization stage. In the context of a strong need to identify new sources of disease resistance, the objective of my thesis was to exploit this repertoire of 'late' effectors to identify genes that could contribute to quantitative resistance. The aim was : (I) to validate the interaction between the late effector LmSTEE98 and the resistance RlmSTEE98, by inactivation of the LmSTEE98 coding gene, (II) to search for new sources of resistance using a novel varietal screening strategy after selection of the most relevant late effectors, and (III) to identify marker genes for quantitative resistance, to facilitate its evaluation. Thus, I validated that a gene-for-gene interaction, occurring during stem infection, contributes to quantitative resistance, in controlled conditions. This screening approach, with 10 relevant late effectors, of 130 diversified genotypes, allowed me to identify new sources of resistance, displaying diversified interaction phenotypes. Finally, with RNAseq data from field samples, I selected 11 candidate genes, markers of quantitative resistance. This project requires further validation of the efficacy of the new sources of resistance in the field and of the validity of the quantitative resistance markers, but it demonstrates the existence of unsuspected sources of resistance that are potentially more durable than the classic major genes.