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HAL Id: tel-02172159 https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-02172159 Submitted on 3 Jul 2019 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Interactions entre résistance induite chez Solanum tuberosum et traits d’histoire de vie et effecteurs de Phytophthora infestans Cecile Thomas To cite this version: Cecile Thomas. Interactions entre résistance induite chez Solanum tuberosum et traits d’histoire de vie et effecteurs de Phytophthora infestans. Biologie végétale. Agrocampus Ouest, 2019. Français. NNT : 2019NSARC141. tel-02172159 THESE DE DOCTORAT DE AGROCAMPUS OUEST COMUE UNIVERSITE BRETAGNE LOIRE ECOLE DOCTORALE N° 600 Ecole doctorale Ecologie, Géosciences, Agronomie et Alimentation Spécialité : « Sciences agronomiques » Interactions entre résistance induite chez Solanum tuberosum et traits d’histoire de vie et effecteurs de Phytophthora infestans Thèse présentée et soutenue à Rennes, le 21/03/2019 Unité de recherche : UMR 1349 INRA / AGROCAMPUS OUEST / Université de Rennes 1, Institut de Génétique, Environnement et Protection des Plantes (IGEPP) Thèse N° : 2019-7 C-141 Par Cécile THOMAS Rapporteurs avant soutenance : Marie-France Corio-Costet Directrice de de recherche, INRA Bordeaux, ISVV SAVE - UMR INRA-BSA Harald Keller Directeur de recherche, INRA PACA, ISA - UMR INRA-CNRS-UNS Composition du Jury : Président : Anne Le Ralec Professeur, AGROCAMPUS OUEST, Rennes Examinateurs : Marie-France Corio-Costet Directrice de de recherche, INRA Bordeaux, ISVV SAVE UMR INRA-BSA Harald Keller Directeur de recherche, INRA PACA, ISA - UMR INRA-CNRS-UNS Jadwiga Śliwka Professeur, National Research Institute (IHAR-PIB), Poland Dir. de thèse : Florence Val Professeur, AGROCAMPUS OUEST, Rennes Co-dir. de thèse : Didier Andrivon Directeur de recherche, INRA Le Rheu, IGEPP UMR INRA-AO-UR1 Invité Guillaume Saubeau Ingénieur de recherche, groupe Florimond Desprez, représentant de l’ACVNPT « La médecine peut vous guérir un jour mais les plantes vous sauvent la vie tous les jours » Cristobal Uauy REMERCIEMENTS Cette thèse CIFRE a été financée par Bretagne Plants Innovation en tant que représentant de l’ACVNPT (Association des Créateurs de Variétés Nouvelles de Pommes de Terre). Je tiens donc à remercier l’ensemble des membres de l’ACVNPT, Bretagne Plants Innovation, Comité Nord Sipre, Germicopa et Grocep de m’avoir permis d’effectuer cette thèse. Merci également d’avoir soutenu la réalisation de la partie analyse d’images de ma thèse, et la présentation des résultats lors de deux colloques internationaux qui m’ont beaucoup apporté. Merci plus particulièrement à Emmanuel Guillery, Arnaud Barbary et Frédérique Aurousseau qui ont suivi le déroulement de mes travaux. Je tiens à remercier Florence et Didier de m’avoir accordé leur confiance pour la réalisation de cette thèse dans la continuité de mon stage de M2, de m’avoir permis de m’approprier mon sujet, et de m’avoir soutenue lorsque je proposais de nouvelles expérimentations. Florence, merci beaucoup pour ta présence, ton écoute et ton enthousiasme au quotidien. Merci de m’avoir épaulée dans la rédaction de ce manuscrit, et également pour ton aide précieuse lors du décorticage des résultats, de la rédaction d’articles, et de la préparation aux communications orales. Didier, merci pour ton aide lors des brainstormings pour la rédaction d’articles, pour tes corrections, pour ton humour ainsi que pour les croissants qui nous ont permis d’être productifs lors des réunions. Je remercie Marie-France Corio-Costet et Harald Keller d’avoir accepté d’évaluer mon travail en tant que rapporteurs, ainsi qu’Anne Le Ralec, Jadwiga Śliwka, et Guillaume Saubeau en tant que membres du jury. Je voudrais également remercier Sophie Jan, Michel Ponchet, Tristan Boureau, Sylvie Marhadour, Alain Bouchereau pour leurs conseils et leur aide lors de mes comités de thèse, mais également pour leur disponibilité en-dehors de ces rencontres formelles. Je tiens à remercier la Potato Team Agrocampus, Viviane et Rafaela, pour leur aide et leur bonne humeur pendant ces trois années. Merci Rafaela pour ta présence au quotidien et pour les sorties extra-professionnelles qui nous ont permis de devenir amies, et de décompresser lors des moments de rush. Merci Guillaume et Alexander, anciens doctorants de la Potato Team, pour vos conseils et vos partages d’expérience. Merci à Dominique B. pour ses encouragements et ses gentilles attentions au cours de ces trois ans, ainsi que pour la relecture du résumé. Merci aux membres de l’UP ESP, et tout particulièrement à Ingrid, Yann, Maryline et Christophe pour leur soutien moral lors de ces deux dernières semaines de rédaction. Merci beaucoup Nikki de ton aide pour les corrections des articles et du résumé en anglais. Je remercie également l’équipe mildiou du Rheu (Roselyne, Romain, Claudine et Michèle) pour leur gentillesse. Merci Roselyne pour ton aide et tes conseils concernant le maintien de P. infestans, et merci Romain d’avoir mis au point et effectué l’extraction et la quantification de l’ADN de P. infestans. Un grand merci également à Alexander et Romain qui ont mis au point les amorces et le protocole de qRT-PCR pour les effecteurs de P. infestans. Merci également à Roland et Jean-Eric, ainsi qu’au centre de ressources génétiques Bracysol pour nous avoir fourni les tubercules, et merci d’avoir multiplié Rosafolia. Je voudrais également remercier Sophie et Marine de la plateforme GEH de l’Université de Rennes 1 ; et Tristan, Florian, Guillaume de la plateforme PHENOTIC - PHENOPLANT de l’IRHS d’Angers. Merci à vous tous pour votre accompagnement, votre efficacité, votre réactivité et votre sympathie lors de l’utilisation des outils et pour l’analyse des données. Un grand merci également à Stéphane, Melen et Nicolas de l’équipe Démécologie de l’IGEPP, pour votre soutien lors de la mise au point de l’acquisition et l’analyse d’images automatisée dans le visible, et pour le recalage des images dans le visible et en fluorescence. Je tenais à remercier toutes les personnes que j’ai pu côtoyer au Rheu et tout particulièrement Cécile et Jocelyne, avec lesquelles j’ai passé d’excellents moment au labo, ainsi que Valérie et Angélique. Merci également à toutes les personnes travaillant sur le site de Ploudaniel et qui m’ont vue évoluer suite à mon stage de DUT. Merci pour vos encouragements ! Merci à l’équipe commande BM pour leur aide et leur efficacité, aux serristes pour la préparation de pots et les réglages des serres et enceintes clim, aux gestionnaires pour leur aide au niveau des ordres de mission et du budget, ainsi qu’à Géraldine. Merci beaucoup aux personnes qui m’ont aidée à préparer la soutenance (Nicolas Mariette, Alain Baranger, Pauline Clin, Melen, Stéphane, Christophe, Agathe, Rafaela, Corentin, Estelle…). Un grand merci également à Pauline Le Boulch, Elen Lefeuvre et Eve-Marie Raclot que j’ai encadrées lors de stages en 2017 et en 2018. Merci beaucoup pour votre aide précieuse, votre curiosité, votre dynamisme et votre investissement. Je suis très heureuse que nous soyons restées en contact, et vous souhaite le meilleur pour la suite. Je remercie également la Société Française de Phytopathologie et l’Académie d’Agriculture de m’avoir octroyé des bourses me permettant de présenter mes résultats à ICPP2018. Merci à Sébastien Saint Jean, mon maître de stage de DUT, que j’ai revu lors de ce congrès. Sébastien, merci pour la confiance que tu m’as accordée lors de ce stage, alors que j’étais toute jeune, et de m’avoir transmis ta passion pour la phytopathologie. Merci également à Sabine Wiedemann-Merdinoglu qui m’a encadrée lors de mon stage de M1, qui m’a transmis son expérience et m’a donné goût à la recherche. Merci beaucoup aux doctorants de l’IGEPP et d’ESE, Agathe, Julien, Estelle, Corentin, Morgane, Aude, Romain, Grégoire, Camille avec lesquels j’ai passé d’excellents moments, et à Anne qui a été très présente pour moi dans la phase de rédaction. Je remercie bien évidemment mes amies Karen, Alicia, Khaoula et Manon, mes parents et grands-parents ainsi que mes sœurs, Diane et Delphine, pour leur soutien sans faille et leurs encouragements. Pour finir, un énorme merci à Gérôme de m’avoir suivie à l’autre bout de la France pour cette aventure, et d’avoir toujours cru en moi. Ton soutien inconditionnel m’a permis de me dépasser d’années en années. SOMMAIRE INTRODUCTION BIBLIOGRAPHIQUE I. Contexte général ..................................................................................................................... 1 II. Concepts théoriques de l’établissement de la maladie : le triangle de la maladie ................. 2 1. Caractéristiques de la plante ............................................................................................ 2 1.1. Résistance constitutive ............................................................................................. 2 1.2. Résistance qualitative et immunité spécifique ......................................................... 3 1.3. Résistance quantitative et immunité innée ............................................................... 4 2. Caractéristiques générales de l’agent pathogène : les traits d’histoire de vie ................. 4 1.1. Inoculation/adhésion ................................................................................................ 5 1.2. Colonisation/croissance ........................................................................................... 5 1.3. Reproduction ............................................................................................................ 6 1.4. Dissémination de l’agent pathogène ........................................................................ 6 1.5. Survie de l’agent pathogène (hivernation) ............................................................... 6 3. Caractéristiques spécifiques à un agent pathogène donné............................................... 7 1.1. Agents pathogènes mono- ou polycycliques ............................................................ 7 1.2. Mode de trophie ....................................................................................................... 7 4. Interaction plante - agent pathogène = Maladie ? ........................................................... 8 III. Défenses des plantes et contre-défense des agents pathogènes ............................................ 9 1. Défenses des plantes ........................................................................................................ 9 1.1. Perception de l’agent uploads/Science et Technologie/ resistance-p-infestans.pdf