Identification génétique de quatre régions génomiques impliquées dans les interactions spécifiques entre Leptosphaeria maculans et ses hôtes, Brassica napus, B. juncea et B. rapa.

Marie-Hélène Balesdent, Agnès Attard, Marie-Line Khün et Thierry Rouxel

INRA centre de Versailles, unité PMDV, Route de St Cyr, F78026 Versailles cedex France

Leptosphaeria maculans, agent de la nécrose du collet des crucifères, développe des interactions de type-gène-pour gène avec le colza, Brassica napus. Trois gènes d'avirulence (AVR), AvrLm1, AvrLm2 et AvrLm4, avaient été caractérisés génétiquement après croisements in vitro entre souches différentielles (1, 2, 3). Les trois gènes de résistance spécifique correspondants ont été identifiés dans les cultivars de colza Quinta, Doublol, Vivol, Capitol, Columbus (Rlm1), Glacier, Bristol, Samouraï (Rlm2), Jet Neuf, Falcon (Rlm4).
De nouvelles interactions spécifiques ont été mises en évidence suite, d'une part, au criblage de collections de génotypes de B. napus et B. rapa (navette) à l'aide de souches ne possédant aucun de ces gènes AVR, et, d'autre part, à l'analyse d'une collection internationale de souches.
Ainsi, deux souches d'origine australienne présentent un comportement différentiel entre les cvs. Bristol (virulentes) et Glacier (avirulentes). Cette interaction différentielle est sous contrôle monogénique impliquant le gène d'avirulence AvrLm3. Le gène putatif correspondant, Rlm3, est présent chez Glacier, mais aussi chez de nombreux cvs. possédant Rlm1.
Une source de résistance aux souches avrLm1-avrLm2-avrLm4 a été détectée chez de nombreuses accessions de B. napus, et fixée par autofécondations. Les lignées ainsi obtenues sont sensibles à une souche d'origine Néo-zélandaise. L'avirulence sur ces lignées est sous contrôle monogénique et le couple de gènes mis en jeu est dénommé AvrLm7/Rlm7. Une autre source de résistance, identifiée chez B. rapa, est également contournée par une souche Australienne. Cette interaction met en jeu un nouveau gène AVR, AvrLm8. Enfin, l'avirulence des souches Européennes vis-à-vis de divers cvs. de moutarde brune, B. juncea, est contrôlée par deux gènes AVR, AvrLm5 et AvrLm6. Les analyses de génétique formelle démontrent qu'au moins quatre régions génomiques de L. maculans hébergent ces différents gènes AVR. AvrLm1, AvrLm2 et AvrLm6 forment un cluster de gènes fortement liés. La région AvrLm3-AvrLm4-AvrLm7 correspond soit à un second cluster de gènes AVR, soit à un seul gène présentant de nombreux allèles. Enfin, AvrLm5 et AvrLm8 sont indépendants l'un de l'autre, ainsi que des deux autres régions, AvrLm1-AvrLm2-AvrLm6 et AvrLm3-AvrLm4-AvrLm7.
L'ensemble de ces travaux a permis de définir des souches et lignées différentielles génétiquement caractérisées et possédant un minimum de gènes d'avirulence ou de gènes de résistance. Ce set a permis de caractériser une collection internationale de souches vis-à-vis des gènes AVR qu'elles hébergent. Cette analyse suggère une structuration forte des populations, à l'échelle des continents, quant à leurs profils de gènes AVR.

(1) Ansan-Melayah et al, (1995) Phytopathology 85 :1525-1529.
(2) Ansan-Melayah et al, (1998) Plant Breeding 117 :373-378.
(3) Balesdent et al, (2001) Phytopathology 91:70-76.