Evaluation de l'effet de produits de biocontrôles sur la plante traitée : devenir des résidus et réponse de la plante au traitement

Characterization of biocontrol products' effect on treated plants : residues fate and plant response

• Auteur / Autrice : Mélina Ramos
• Direction : Cédric Bertrand, Emilio Montesinos, Mercè Llugany
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et technologies
• Date : Soutenance le 21/04/2022
• Etablissement(s) : Perpignan en cotutelle avec Universitat de Girona
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre d’innovació i desenvolupament en sanitat vegetal (Gérone) - Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de biologia animal, de biologia vegetal i d'ecologia - Centre de recherches insulaires et observatoire de l’environnement (Moorea, Polynésie française ; Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Anna Bonaterra
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Anna Bonaterra, Frédérique Courant, Pierre Pétriacq, Christophe Calvayrac
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Frédérique Courant, Pierre Pétriacq

Mots clés

Mots clés contrôlés

Marqueurs biologiques

Transcriptome

Biopesticides

Pesticides -- Résidus

Mots clés libres

Produits de biocontrôle

Suivi des résidus

Métabolomique

Transcriptomique

Réponse de la plante

Biocontrol products

Residues monitoring

Metabolomics

Transcriptomics

Plant response

Résumé

Une utilisation plus durable des produits phytosanitaires (PPPs) est plébiscitée par les gouvernements de l'Union Européenne (UE). Chaque pays de l'UE encourage le développement d'alternatives pour réduire l'utilisation des PPPs chimiques, comme les produits de biocontrôle (BPs) qui sont des PPPs d'origine naturelle. Ces BPs sont des mélanges complexes difficiles à détecter et à suivre dans les matrices environnementales, de plus ils présentent des modes d'action qui ne sont pas entièrement décrits. Ainsi, de plus amples connaissances sont nécessaires pour mieux utiliser et réguler ces BPs. C’est pourquoi cette thèse porte sur la caractérisation de l'effet des BPs sur les plantes traitées. Pour cela, le devenir des résidus de BPs et la réponse des plantes au traitement sont étudiés. Tout d'abord, pour étudier le devenir des résidus, un nouvel outil a été mis au point ; il est basé sur une approche innovante (Environmental Metabolic Footprinting, EMF) qui a été optimisée au cours de la thèse pour être adaptée à la matrice fruits (peaux de pêches) et pour cibler les résidus. Deuxièmement, la réponse des plantes aux traitements BPs à l’échelle des transcrits et des métabolites a donné un aperçu des modes d'action potentiels des BPs étudiés. Le séquençage de l'ARN a fourni des informations sur l’expression différentielle des gènes après traitement avec les BPs par rapport aux contrôles non traités. Ces informations ont été complétées par une analyse métabolique (hormones de défenses, phénols et acides organiques). De solides indices ont été trouvés en faveur de l’hypothèse d’une stimulation des défenses de la vigne après les traitements.

A more sustainable use of plant protection products (PPPs) is promoted by European Union governments. Indeed, each country is encouraging the development of complements and alternatives to chemical PPPs in order to reduce their use. From this initiative, PPPs from natural sources are promoted, namely biocontrol products (BPs). These new BPs are complex mixtures or microbial strains that are difficult to monitor in complex environmental matrices. Besides, they present modes of action that are not fully understood. More knowledge is therefore needed to better use and regulate these BPs. Thus, this thesis focuses on (1): the investigation of BPs fate on treated plants through a kinetics study monitoring their residues and (2): the plant response to the treatment; in order to better understand the mechanisms involved in BPs efficacy and how they interact with the plant and the environment. Firstly, a new tool was developed in order to study residues fate. It is based on an innovative approach (Environmental Metabolic Footprinting, EMF) that was optimized during the thesis in order (1): to be adapted to fruit matrix (peach peels) and (2): to target only the xenometabolome (residues fate). Secondly, plant response to two BPs treatments at transcripts and metabolites levels was evaluated. RNA sequencing gave data about the different genes expression following treatments with BPs compared to the untreated controls. These data were completed with metabolic analysis (phytohormones, phenols, and organic acids). Strong hints were found on grapevine defense induction by the treatments, but further investigations are necessary in order to confirm these first results.