Caractérisation des bases génétiques et des déterminants moléculaires impliqués dans la résistance du pois (Pisum sativum) face au puceron du pois (Acyrthosiphon pisum)

Characterization of the genetic bases and the molecular determinants involved in the pea resistance to the pea aphid

• Auteur / Autrice : Rémi Ollivier
• Direction : Akiko Sugio
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie et physiologie animales
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Rennes, Agrocampus Ouest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie, Géosciences, Agronomie, Alimentation (Rennes ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes
• Jury : Président / Présidente : Sandrine Lagarrigue
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alain Bouchereau, Maëlle Jaouannet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Karine Gallardo, Elisabeth Fournier

Mots clés

Mots clés libres

Pisum sativum

Acyrthosiphon pisum

Hôte/non-Hôte

Résistance

Génétique d’association

Transcriptomique

Pisum sativum

Acyrthosiphon pisum

Host/non-Host

Resistance

Association genetics

Transcriptomics

Résumé

Dans le cadre d'une agriculture durable, la compréhension des mécanismes moléculaires qui déterminent la spécificité des pucerons pour les plantes est une étape essentielle dans le développement de stratégies de lutte contre les ravageurs. Cependant, les mécanismes conduisant à la compatibilité ou l'incompatibilité entre la plante et le puceron restent inconnus. Cette thèse visait à identifier les bases génétiques et les déterminants moléculaires impliqués dans la résistance du pois au puceron Acyrthosiphon pisum. La variabilité génétique naturelle de la résistance du pois aux biotypes adaptés et non-adaptés d'A. pisum a été identifiée en criblant une collection de 240 génotypes de pois. Une étude de génétique d'association a identifié le locus ApRVII contrôlant la résistance du pois aux biotypes adaptés et non adaptés d’A. pisumCette étude, couplée à des études transcriptomiques de génotypes de pois sélectionnés, a identifié des gènes candidats sous-jacents à ApRVII qui sont potentiellement impliqués dans la résistance du pois à A. pisum. Ces gènes indiquent l'implication des voies de biosynthèse de métabolites secondaires dans la résistance aux pucerons médiée par ApRVII. De plus, les études transcriptomiques ont identifié des voies moléculaires du pois spécifiquement réprimées pendant l'infestation par le biotype adapté, suggérant une possible manipulation du transcriptome du pois par l'infestation de pucerons. Les connaissances fournies au cours de cette thèse contribuent à une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans la compatibilité et l'incompatibilité entre les plantes et les pucerons.

In the context of sustainable agriculture, understanding the molecular mechanisms that determine the specificity of aphids to plants is an essential step in developing pest management strategies. However, the mechanisms leading to compatibility or incompatibility between the plant and the aphid remain unknown. This thesis aimed to identify the genetic basis and molecular determinants involved in pea resistance to the aphid Acyrthosiphon pisum. The natural genetic variability of pea resistance to pea-adapted and non-adapted biotypes of the A. pisum was identified by screening a collection of 240 pea genotypes. An association genetics study identified the ApRVII locus controlling pea resistance to both adapted and non-adapted A. pisum biotypes.This study, coupled with transcriptomic studies of selected pea genotypes, identified candidate genes underlying ApRVII that are potentially involved in pea resistance to A. pisum. These genes indicated the involvement of biosynthetic pathways of secondary metabolites in ApRVII mediated resistance to the aphids. In addition, the transcriptomic studies identified pea molecular pathways specifically repressed during the infestation by the adapted biotype, suggesting a possible manipulation of pea transcriptome by the aphid infestation. The knowledge provided during this thesis contributes to a better understanding of the mechanisms involved in the compatibility and incompatibility between plants and aphids.