Résumés des posters - Thème : Biologie Génétique des Populations

Poster N° 1

Influence des peupleraies sauvages et cultivées et de la présence de mélèzes sur la structuration génétique des populations de Melampsora larici-populina, agent de la rouille foliaire.

Frey P.(1), Gérard P.(1), Feau N.(1), Husson C.(1), Schipfer A.(1), Lefèvre F.(2), Pinon J.(1)
(1) INRA Nancy, Unité de Pathologie Forestière, 54280 Champenoux
(2) INRA Avignon, Unité de Recherches Forestières Méditerranéennes, Av. Antonio Vivaldi, 84000 Avignon

La peupleraie cultivée, monoclonale et équienne, constitue un des écosystèmes forestiers les plus simplifiés, ce qui la rend très fragile face à des agressions biotiques et abiotiques. En effet, la plantation sur de grandes superficies d'un très faible nombre de cultivars à résistance totale vis-à-vis de la rouille foliaire à Melampsora larici-populina, a favorisé l'émergence et la dissémination très rapide de nouveaux pathotypes du parasite, capables de contourner toutes les résistances sélectionnées à ce jour. Parallèlement à la dégradation très rapide de l'état sanitaire des peupleraies cultivées, celui des peupleraies sauvages (ripisylves à Populus nigra) vis-à-vis de la rouille semble rester stable. Les bases de cette stabilité résident vraisemblablement dans la diversité génétique des peupleraies sauvages, et dans l'influence de cette diversité sur la structuration des populations de M. larici-populina. Pour tester cette hypothèse, nous proposons de comparer le rôle des peupleraies cultivées et des peupleraies sauvages sur la structuration des populations du parasite. Pour cela, nous comparons la variabilité phénotypique (pathotypes) et la diversité génétique (marqueurs moléculaires) de populations de M. larici-populina collectées dans les deux types de peuplement. De plus, il faut prendre en compte le rôle du Mélèze, qui est l'hôte alternant du parasite sur lequel a lieu la reproduction sexuée. En effet, la présence du Mélèze favorise les recombinaisons génétiques chez le champignon, et donc constitue un moteur de diversité pour ses populations. Ainsi, pour chaque type de peuplement hôte (peupleraies cultivées et sauvages) nous comparons des sites avec et des sites sans Mélèze.
Les premiers résultats concernent le pathotypage des populations récoltées à l'automne 2001 en peupleraies cultivées (Aisne et Haute-Saône) et sauvages (Hautes-Alpes et Alpes-de-Haute-Provence). Les populations collectées en peupleraies cultivées présentent une richesse (14 pathotypes en moyenne) nettement supérieure à celle des populations collectées en peupleraies sauvages (5 pathotypes en moyenne). De plus, les peupleraies cultivées hébergent des populations nettement plus complexes (Cj = 3.40 virulences par isolat) que les peupleraies sauvages (Cj = 0.58 virulence par isolat). Ces résultats suggèrent la sélection de pathotypes complexes sous l'effet des gènes de résistance race-spécifique déployés dans les peupleraies cultivées. Concernant la présence ou non de l'hôte alternant à proximité des peupleraies, les populations "sexuées" présentent en moyenne une richesse supérieure à celle des populations "asexuées". Ceci suggère un effet du Mélèze sur la richesse des populations, en augmentant le nombre de pathotypes rares. L'utilisation de marqueurs moléculaires (RAPD) permettra de compléter cette étude, en particulier pour l'évaluation du rôle de la reproduction sexuée sur la structuration des populations du champignon.

Poster N° 2

Diversité génétique et structuration des populations de Venturia inaequalis dans des vergers de pommiers où le gène de résistance majeur Vf est contourné

Fabien Guérin, Martine Devaux, Jacqueline Gaudin et Bruno Le Cam
INRA, UMR PaVé, centre INRA d'Angers, rue Georges Morel, BP 57, 49071 Beaucouzé
e-mail : fguerin@angers.inra.fr

Venturia inaequalis, agent responsable de la tavelure du pommier (Malus x domestica), est un champignon ascomycète hétérothallique combinant une phase de reproduction sexuée obligatoire chaque année et plusieurs cycles de reproduction végétative lors de la phase parasitaire. La lutte génétique contre ce bioagresseur repose principalement sur l'utilisation du gène majeur de résistance Vf issu de Malus floribunda. En 1995, les premiers cas de contournement du gène Vf ont été signalés en France, sur une variété de pommiers à cidre : Judeline (Parisi et al., 2000). Durant la saison 2000, de nombreux foyers ont été observés en Normandie sur cette même variété. Afin de comprendre comment le pathogène s'adapte à la pression de sélection exercée par un gène de résistance majeur, nous analysons la diversité génétique et la structuration des populations du bioagresseur dans différents vergers comportant plusieurs variétés dont Judeline (Vf). L'échantillonnage multisite et pluriannuel en cours d'analyse rassemble plus de cinq cents souches caractérisées à l'aide de quatre loci microsatellites. Les résultats obtenus lors de la première année de prélèvement portent sur 133 individus. Les souches isolées de variétés dites sensibles (sans gène majeur de résistance connu) présentent une diversité génétique très élevée (68 haplotypes identifiés sur 97 souches). Leur différenciation génétique est très faible (Gst moyen de 0,04), ce qui semblerait indiquer que ces variétés sensibles ne structurent pas les populations de V. inaequalis. Concernant les souches prélevées sur la variété portant le gène Vf (Judeline), nous mettons en évidence un fort effet sélectif avec une réduction très importante de la diversité et la perte de nombreux allèles (2 haplotypes sur 36 souches analysées). Ainsi cette population se différencie fortement de la population se développant sur hôtes sensibles (Gst>0,2). Les résultats obtenus lors de la deuxième campagne de prélèvement faisant suite à un cycle de reproduction sexuée seront discutés.

Poster N° 3

Caractérisation et identification des Fusarium isolés sur des plants de houblon en dépérissement

Didier Hatsch, Vincent Phalip et Jean-Marc Jeltsch
Laboratoire de phytopathologie / Université Louis Pasteur / UMR 7100 / ESBS, Boulevard Sébastien Brant, 67400 ILLKIRCH

Le houblon est une plante pérenne dioïque dont les fleurs femelles sont utilisées comme épice aromatique dans les processus brassicole. La région Alsace assure 1,3% de la production mondiale. Cependant le houblon est sujet à des pathologies d'origine fongique. Les épisodes pathologiques se traduisent par le dépérissement des lianes et par conséquent des pertes importantes de rendement.
Une collection de champignons filamenteux a été crée à partir de prélèvements effectués sur des plants de houblon malades. Au sein de cette collection, 12 souches présentent des éléments caractéristiques du genre Fusarium : couleur, morphologie des macroconidies.
La détermination de l'espèce est un indice important dans la définition de la flore fongique pathogène. Par amplification PCR de la zone ITS1 à partir d'ADN génomique, selon la méthode proposée par Hue et al. (1999), il a été montré que les douze candidats appartenaient effectivement au genre Fusarium. Les premiers essais ont étés réalisés par une méthode de référence CAPS (Cleaved Amplified Polymorphic Sequences) basée sur le cluster rDNA (Edel et al., 1996). Neuf de nos isolats appartiennent aux espèces : Fusarium sambucinum, F. graminearum, F. sporotrichoides et F. avenaceum. Cependant, trois espèces n'ont pu être déterminées par cette méthode.
Les gènes codant la cellobiohydrolase-C sont utilisés pour le développement d'une nouvelle méthode. Les fragments de cellobiohydrolase-C des 12 souches de la collection sont amplifiés par PCR grâce à des oligonucléotides dégénérés. L'analyse par CAPS de ces fragments permet de différencier clairement cinq groupes dans notre collection.
Des expériences de western blot utilisant un anticorps dirigé contre un peptide provenant de la cellobiohydrolase-C de F. graminearum, montrent cinq profils différents dans les surnageants de culture de nos isolats.
La combinaison de ces deux techniques permet de définir six espèces dans notre collection. En effet, F. tricinctum et F. venenatum sont différentiables des quatre autres espèces déjà définies. Ces souches ont été par la suite identifiées par CABI Bioscience (Egham, UK).
La combinaison de ces deux techniques permet donc d'obtenir une identification rapide et fiable pour les espèces étudiées sans recourir aux techniques d'isolement des souches.
Références :
Edel V., Steinberg C., Gautheron N. and Alabouvette C. Evaluation of restriction analysis of polymerase chain reaction amplified ribosomal DNA for the identification of Fusarium species Mycol. Res. 1996 101 (2) : 179-187
Hue F.X. , Huerre M. , Rouffault M.A. , and De Bievre C. Specific Detection of Fusarium Species in Blood and Tissues by a PCR Technique J. Clin. Microbiol. 1999 37: 2434-2438

Poster N° 4

Characteriation of agrobacterium spp. Isolated from Eucalyptus crown gall tumors

Krimi Z.1, Raio A. 2 , Nesme X. 3 and Y.Dessaux4
1Département de Foresterie, Faculté des Sciences, Université de Tlemcen, Tlemcen 13000, Algeria.
2Dipart. Arboricultura, Botanica e patologia vegetale, sezione di patologia vegetale, Via Università, 100, 80055 Portici, Napoli, Italy.
3Laboratoire d'Ecologie Microbienne, CNRS-UMR 5557 Université Claude Bernard Lyon1, France.
4Institut des Sciences Végétales, CNRS, 23, avenue de la terrasse, Gif sur Yvette, France.

The prospecting performed in a forest nursery located in Tlemcen (western Algeria) recorded 60 000 seedlings, two years old of Eucalyptus occidentalis affected by crown-gall. Only this nursery showed symptoms of crown gall at this time of sampling and had not reported symptoms of crown gall on all the seedlings cultivated in the previous years. The tumor size of the infected seedlings ranged from 5 to 25 mm of diameter, they were verrucous, color varies from white to brown and were located at the crown. Several seedlings digged up, showed no evidenced tumors on the roots. The representative symptoms were found only on E. occidentalis and not on E. camaldulensis nor on E. cladocalyx also co-cultivated in the same conditions
Bacteria isolated from tumors of galled Eucalyptus occidentalis seedlings were typical Agrobacterium spp. Biochemical characterization of twenty (20) isolates, indicated the presence of only biovar 1 Agrobacterium strains. Pathogenicity testing of the present population on tested hosts produces tumors on wounded tissues. Molecular analysis by PCR using Vir and tmr primers indicated the presence of Ti plasmid homologous sequences. Analysis of synthesized opines on induced tumors and in-vitro sensitivity to agrocin 84, revealed that nopaline plasmid-type is the only plasmid represented. Crown-gall of Eucalyptus has been for the first time reported, this species is ordered now, in the large host range of this bacterium.

Poster N° 5

Analyse par AFLP de la structure génétique des principaux pathotypes de rouille jaune du blé présents en France de 1985 à 1997

Jérôme Enjalbert, Marc Leconte, Claude de Vallavieille-Pope
INRA, Pathologie Végétale, 78850 Thiverval-Grignon

Les populations françaises de rouille jaune du blé (Puccinia striiformis f.sp. tritici) sont étudiées depuis 15 ans pour leurs spectres de virulence. Ces populations se caractérisent par une très faible diversité, avec généralement deux pathotypes dominant l'ensemble du territoire. Les fréquences de ces pathotypes évoluent rapidement, ce qui correspond au contournement successif des principaux gènes de résistance des variétés cultivées [1,2].
Afin de préciser les relations existant entre les différents pathotypes, une analyse de diversité AFLP a été entreprise. Un échantillon de 140 isolats a été sélectionné pour représenter les 7 principales races collectées en France entre 1985 et 1997. Le marquage AFLP a été établi relativement aux travaux de M. Hovmøller, qui a sélectionné 21 couples d'amorces permettant de discriminer les populations nord-européennes [3]. Nous avons retenu 15 combinaisons adaptées aux pathotypes français, qui nous ont permis de révéler 33 bandes polymorphes, ce qui révèle une très faible variabilité génétique de l'espèce à l'échelle de son génome. L'analyse par phylogénie (parcimonie) des génotypes AFLP permet de confirmer l'absence de sexualité chez la rouille jaune et l'évolution strictement clonale. Les populations sud et nord de la France sont issues de deux lignées clonales très divergentes. Pour les clones issus du nord de la France, une forte corrélation entre spectre de virulence et génotype AFLP est révélée, en accord avec les travaux de Hovmøller. La structure génétique observée témoigne de l'importance de la mutation et des balayages sélectifs pour l'évolution des populations de rouille jaune nord européennes.
L'utilisation d'un outil commun de marquage permet l'analyse conjointe de nos données avec celles produites par l'équipe de Hovmøller, et ainsi d'accumuler les connaissances sur la structure des populations européennes et de mieux comprendre leur dynamique évolutive (migration notamment).
[1]- de Vallavieille-Pope C., Rouzet J., Leconte M., Delos M., Mistou M. N., 2000. La rouille jaune du blé en France : des épidémies déclenchées par une nouvelle race, un hiver doux et un printemps humide. Phytoma-La Défense des Végétaux 527, 22-29.
[2] Bayles R. A., Flath K., Hovmøller M.S, de Vallavieille-Pope C., 2000. Breakdown of the Yr17 resistance to yellow rust of wheat in northern Europe - a case study by the yellow rust sub-group of COST 817. Agronomie 20: 7, 805-811.
[3]- The recent history of Puccinia striiformis f.sp. tritici in Denmark as revealed by disease incidence and AFLP markers, 2002. Plant Pathology 51, 13-23.