Mécanismes de défense chez les végétaux et notion d'élicitation : cas de Cucumis melo et d'un Stimulateur des Défenses Naturelles le «FEN560»

Elicitation of plant defense mechanisms : study of induced resistance in Cucumis melo elicited by FEN560, natural defense elicitor

• Auteur / Autrice : Djamel Edine Kati
• Direction : Jean-Claude Baccou
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie
• Date : Soutenance le 29/01/2010
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Qualisud (Montpellier)
• Jury : Président / Présidente : Régis Rouillon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Régis Rouillon, Sabine Galindo, Jean-Claude Baccou
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Catherine Fernandez, Laurent Gentzbittel

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fusarium

Plantes -- Moyens de défense

Cucumis

Éliciteurs

Mots clés libres

Eliciteur FEN560

Melon

Fusarium

Mecanismes de défense

Mise en alerte

FEN560 elicitor

Melon

Fusarium

Defense mechanisms

Priming

Résumé

Nos travaux de recherches de thèse portent sur une étude comparative entre le déclanchement des mécanismes de défense in planta de la plante de melon après élicitation biotique, et un traitement avec un produit ayant des propriétés de Stimulateur des Défenses Naturelles (SDN). Le pathosystème étudié est Cucumis melo - Fusarium Oxysporum melonis. L'éliciteur abiotique SDN utilisé codé FEN560 est un extrait de graines de fenugrec (Trigonella foenum-graecum). Les principaux travaux sont : 1) L'analyse des activités enzymatiques relatives au stress et caractérisation d'enzymes PR. 2) L'étude des métabolites du métabolisme secondaire, notamment la production l'accumulation des composés organiques volatiles (COV). 3) Une étude de l'expression de gènes candidats impliqués dans la production de ces PR-protéines et/ou dans les voie de signalisation est aussi entreprise ; Les principaux résultats se traduisent par (i) une précocité et intensité de l'induction des activités enzymatiques étudiées pour les deux variétés et pour les organes d'un même plant (ii) Le priming est généralement observé au niveau du site de la seconde élicitation (infection FOM) avec une induction remarquable des PR-protéines. (iii) L'élicitation est Systémique, car l'induction se transmet mais à moindre intensité sur les intervalles de temps étudiés. (iv) L'augmentation de l'émission des COV coïncide avec l'induction de la LOX. Il est aussi noté l'émission de nouvelles molécules connus par leurs propriétés antibiotique ou répulsive des insectes herbivores ou attractive des prédateurs d'insectes herbivores. Les résultats sur les expressions des gènes candidats sont corrélés avec les activités enzymatiques et la production des composés organiques. Il en est ressorti que l'induction de la résistance par le traitement par pulvérisation de FEN560 est similaire au phénomène de « primig » dans la résistance systémique induite.

This work is a comparative study between defense mechanisms in melon plant induced by biotic elicitor and treatment by plant extract having simulative proprieties of plant defense mechanisms. The studied pathosystème is Cucumis melo - Fusarium oxysporum fsp melonis. The used plant extract elicitor is named FEN560, it is from fenugreek seeds (Trigonella foenum-graecum). The main works were: 1) Analysis of the enzymatic activities relating to the stress and characterization of PR-proteins sch as peroxidases and chitinases. The lipoxygenase (LOX), the key enzyme of oxylipins biosynthesis and phenylalanine ammonia-lyase, the key enzyme of the phenylpropanoids pathway, were also studyed. 2) The study of the metabolites of the secondary metabolism, in particular accumulation of volatile organic compounds (VOC). 3) A study of expression candidate genes implied in the production of Pr-proteins and the induced resistance pathways is also undertaken. The main results: (i) precocity and intensity of enzymatic activities induction for the two varieties after inoculation of pretreated plants (ii) the priming is generally observed in the site of the second elicitation with a remarkable induction of PR-proteins. (iii) The elicitation induced by FEN560 is systemic; because induction is transmitted between roots and shoots (iv) The modification of VOC emissions coincides with the induction of the LOX activity. It is also noticed the emission of new molecules known for their antibiotic properties or repulsive of the insects herbivorous or attractive of predatory of herbivorous insects. The results on the genes candidates' expression are in general correlated with the enzymatic activities and the production of the volatile organic compounds through LOX activity. In brief, the induction of resistance by the treatment by FEN560 is similar to the phenomenon of "primig" in induced systemic resistance.