Etude de l'interaction entre le bananier et le champignon Mycosphaerella fijiensis responsable de la maladie des raies noires

Study of the interaction between banana and the fungus Mycosphaerella fijiensis causing black leaf streak disease

• Auteur / Autrice : Ibrahim Faihad
• Direction : Jean Carlier, Abdou Azali Hamza
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génétique et génomique
• Date : Inscription en doctorat le 24/07/2017
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École Doctorale GAIA Biodiversité, agriculture, alimentation, environnement, terre, eau (Montpellier ; 2015-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : BGPI - Biologie et Génétique des Interactions Plante-Parasite
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : Biologie évolutive des champignons phytopathogènes

Mots clés

Mots clés libres

Musa

Mycosphaerella

Intéraction hôte-pahogène

Génétique de la résistance

Musa

Mycosphaerella

Host-pathogen interaction

Genetic of resistance

Résumé

L’interaction entre le bananier et le champignon Mycosphaerella fijiensis entraine une grave maladie foliaire appelée la maladie des raies noires (MRN) (Churchill, 2011). Cette pandémie récente (arrivée aux Comores en 1998 et aux Antilles françaises en 2010) affecte tous les bananiers comestibles ; elle est considérée comme l’une des principales menaces de la sécurité alimentaire (Pennisi, 2010). L’utilisation de variétés résistantes aux maladies est une alternative à l’utilisation de pesticides pour une agriculture respectueuse de l’environnement. La création de variétés présentant une résistance durable à la MRN est l’objectif prioritaire des programmes de création variétale ce qui nécessite une meilleure connaissance du support génétique des interactions hôte-pathogènes. De telles études peuvent maintenant bénéficier du développement d’un test de phénotypage en conditions contrôlées avec analyse d’images (Carreel et al., 2013), de la bonne caractérisation moléculaire des ressources génétiques (Perrier et al., 2011) et des récents séquençages des génomes du bananier (D’Hont et al., 2012 ; Martin et al., 2016) et de M. fijiensis (Isaza et al., 2016). De nombreuses variétés principalement triploïdes ont été caractérisées aux champs pour leur résistance à M. fijiensis (Fouré, 1994) mais ce trait est peu connu pour la majorité des bananiers diploïdes que sont les géniteurs. Ortiz and Vuylsteke (1994) et Craenen and Ortiz (1997) ont déduit d’analyses génétiques que la résistance portée par l’accession ‘Calcutta 4’ (Musa acuminata burmannicoïdes) était due à un gène majeur récessif et au moins 2 loci mineurs. Aucun QTL de résistance totale ou partielle n’a été publié à ce jour pour la MRN. Dans ce contexte les questions de recherche de cette de thèse sont : - Quels géniteurs sont d’intérêt pour la création de variétés durablement résistantes car présentant des réactions contrastées aux différentes souches de M. fijiensis ? - Quels gènes sont impliqués dans ces résistances ? Ceux-ci se rapprochent ils de ceux impliqués dans l’interaction de plantes-pathogènes modèles ? Ces connaissances permettront d’accompagner le programme de création variétale par l’identification de géniteurs d’intérêts porteurs de différentes résistances et le développement de marqueurs pour la sélection assistée par marqueurs. Références : Carreel et al., 2013. VIPCA congress, Vienna. Churchill, 2011. Mol Plant Pathol, 12, 307-28. Craenen & Ortiz, 1997. Theoretical and Applied Genetics, 95, 497-505. Isaza et al., 2016., Plos Genetics, 12. Martin et al., 2016. Bmc Genomics, 17. Ortiz & Vuylsteke, 1994. Theoretical and Applied Genetics, 89, 146-152. Pennisi, 2010. Science, 327, 804-805. Perrier et al., 2011. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108, 11311-11318. D'hont et al. 2012. Nature 488, 213-217.

Interaction between banana and fungus Mycosphaerella fijiensis is responsible for a major leaf spot disease named black leaf streak disease (BLSD) (Churchill, 2011). This recent pandemic (arrived in Comores in 1998 and in French West Indies in 2010) affects a wide range of banana genotypes; it is considered as one of the most serious biological threats to food security (Pennisi, 2010). Resistant genotypes are an alternative to the use of pesticides for an environment-friendly agriculture. Hybrids with durable resistance to BLS are a main purpose of breeding programs. This implies a good knowledge of the genetic inheritance of traits implicated in the host-pathogen interaction. Such studies can today take advantage of the development of phenotyping tools in controlled conditions (Carreel et al., 2013), increasing knowledge on the structuration of banana genetic resources (Perrier et al., 2011) and the genome sequences of M. acuminata (D’Hont et al., 2012 ; Martin et al., 2016) and M. fijiensis (Isaza et al., 2016). Many genotypes mainly triploids have been field-characterized for reaction to BLSD (Fouré, 1994) but few data on this trait are available for most of diploid accessions which are potential genitors in breeding programs. Ortiz and Vuylsteke (1994) and Craenen and Ortiz (1997) deduced from segregation ratio that ‘Calcutta 4’ (Musa acuminata burmannicoïdes) resistance fitted a genetic model having one major recessive resistant locus and two minor independent loci. But no QTL for either total or partial resistance have been published up to date for BLSD. According to this context, PhD research issues are: - Which genitors are of interest to bred hybrids that expressed complementary reactions to M. fijiensis for durable resistance? - Which genes are involved in those resistances? Are they similar to candidate genes from model plant-pathogen interactions? Knowledge will lead to genitors’ identification and markers for assisted selection. This information is crucial in the identification of durable strategies for disease management and breeding for disease resistance. Références: Carreel et al., 2013. VIPCA congress, Vienna. Churchill, 2011. Mol Plant Pathol, 12, 307-28. Craenen & Ortiz, 1997. Theoretical and Applied Genetics, 95, 497-505. Isaza et al., 2016., Plos Genetics, 12. Martin et al., 2016. Bmc Genomics, 17. Ortiz & Vuylsteke, 1994. Theoretical and Applied Genetics, 89, 146-152. Pennisi, 2010. Science, 327, 804-805. Perrier et al., 2011. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 108, 11311-11318. D'hont et al. 2012. Nature 488, 213-217.